CN106223210B - 一种具有测控和自合拢功能的自动化转体施工方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法及系统，其方法包括步骤：S1：建立转体支承基础物；S2：围绕转体中心设置环形平面滑道；S3：在环形平面滑道上设置测力平衡支承；S4：在转体支承基础物上对应转体中心设置转体测力支座；S5：将转体结构物设置于转体测力支座和测力平衡支承上；S6：驱动转体结构物在转体测力支座和测力平衡支承的支承下围绕转体中心转动至预定位置；S7：将转动至预定位置的两个转体结构物合拢。借此，使其转体施工简单方便，自动化程度高，安全性好；且转体完成后，支承转体重量的测力支座和部分防倾斜的可调高测力支座可作为桥梁的永久支座，其余防倾斜的可调高测力支座以及滑道可以拆卸再用。

Description

一种具有测控和自合拢功能的自动化转体施工方法及系统

技术领域

本发明涉及一种自动化转体施工方法，尤其是一种具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，本发明还涉及其施工系统。

背景技术

随着我国交通网络越来越密，新的交通线路经常要多次以跨线桥的形式跨越现有的交通线路。如果跨线桥在现有线路上方采用支架或悬臂灌注等方法施工，将对现有线路上的通行产生严重干扰，甚至造成严重的安全威胁，特别是对跨越现有高速铁路的跨线桥梁，将不允许高速列车通行时在其上进行施工作业，施工只能在列车停运间隙进行，造成施工效率低，施工工期延长，费用增加。

为解决跨线桥施工对现有交通的干扰或施工效率低的问题，近年来转体施工技术迅速发展，其工艺流程是沿现有线路如铁路或高速公路的线路方向两边分别施工两半幅桥梁，每半幅桥梁支承于一个墩柱，在墩柱两边平衡施工梁体。在每个墩柱下面设有一个以转动球铰为转动中心的转盘，在上下转盘之间设有多个防倾斜的支承腿。两半幅桥梁施工完成后，将其转动至现有线路上方相对的位置并留出一段间隙。再将转动球铰封铰、远离线路的一端与其它结构固定形成稳定的两半幅桥后，再在每幅桥位于现有线路上方的端部安装模板，将留出的间隙通过现浇混凝土合拢形成完整桥梁。转体施工大大减少了对现有交通的干扰，缩短施工工期，也降低了施工费用。

虽然现有的转体施工技术与采用脚手架或悬臂施工的传统方法相比有减少干扰、缩短工期和节省成本等优点，但还有许多不完善之处，如转动球铰和转盘的制造和施工成本较大，转盘的平整度要求高，安装难度大，转动完成后需要将转动球铰和上下转盘封死，不能再利用，造成较大的浪费；需要在现有线路上方安装封端模板后再浇灌合拢段混凝土，如果在现有高速铁路上方施工，将造成较大的相互干扰；且无法测试转体重量及监控转体过程的平衡状态，存在自动化程度低等缺点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法及其施工系统，其转体结构的制造和施工成本较低，转体结构安装简单，转动完成后可以再利用，可避免浪费；便于封端模板的对接浇筑，节省了时间，可以降低施工与交通的相互干扰；且可以测试转体重量及监控转体过程的平衡状态，自动化程度较高。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其包括如下步骤：

S1：建立转体支承基础物，如桥墩、滑道支架和圆弧形梁；

S2：围绕转体中心设置环形平面滑道；

S3：在环形平面滑道上设置测力平衡支承；

S4：在转体支承基础物上设置转体测力支座；

S5：将转体结构物设置于转体测力支座和测力平衡支承上；

S6：驱动转体结构物(如梁体)绕转体测力支座转动至预定位置；

S7：将转动至预定位置的两个转体结构物合拢。

通过上述方式，不仅使得转体结构物安装简单，可以简化转体施工工艺，降低制造和施工成本，而且，转动完成后作为转动铰的转体测力支座还可以作为永久支座使用，一物两用，可避免浪费；另外，还便于封端模板的对接浇筑，节省了时间，可以降低施工与交通的相互干扰；且转体测力支座和测力平衡支承还可以测试转体重量及监控转体过程的平衡状态，提高转体施工的安全性和自动化程度。

本发明一个实施例的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其步骤S1中除桥墩外，包括：

S11、设置滑道支架作为临时支承；

S12、设置圆弧形梁，圆环形梁设于滑道支架之上，并与桥墩固定连接，圆弧形梁与桥墩顶部一起形成圆环形支承。

本发明一个实施例的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其步骤S2中的环形滑道采用拼装式的，并安装在S1中的圆弧形支承上。

本发明一个实施例的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其步骤S5中包括：

S51、预制转体结构物；

S52：在两个转体结构物合拢的一端分别设置凸模板和凹模板；

S53：在转体结构物的一端根据需要设置平衡配重。

进一步的，步骤S52中还包括：在转体结构物设置驱动设备，驱动凸模板或凹模板中的一个与另一个接合构成一个整体的浇筑模板，例如两个对称设置的顶推千斤顶；和/或

步骤S51中还包括：在转体结构物中设有预埋钢板，将转体结构物中的预埋钢板设置在转体测力支座上。

本发明一个实施例的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其步骤S6中是通过两个牵引千斤顶和牵引索来驱动转体结构物转动的。

本发明一个实施例的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其还包括步骤S8、拆除滑道临时支架及滑道支架上的环形平面滑道部分和其上的测力平衡支承。

本发明还提供一种具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工系统，其包括：

转体支承基础物，作为转体结构物的支承并提供转体中心；

环形平面滑道，设于转体中心的外周，为转体结构物提供转体时的平衡支承；

转体测力支座，设于转体支承基础物，提供对转体结构物的支承；

测力平衡支承，固定在转体结构物之上，支承于环形平面滑道和转体结构物之间；

驱动装置，提供转体结构物的转体动力；

凸模板，设于第一转体结构物的合拢端；和

凹模板，设于第二转体结构物的合拢端，与凸模板接合构成一个整体的浇筑模板。

其中，转体测力支座对应于转体中心的位置设置。

借助上述结构的设置，使得其以可测负荷的测力支座作为转动中心并支承转体重量、在墩顶安设拼装式转动滑道、以可调高测力支座作为防倾斜的支承腿，使得其转体结构的制造和施工成本较低，转体结构安装简单，转动完成后可以再利用，可避免浪费；且可以测试转体重量及监控转体过程的平衡状态；而合拢端设置自合拢的阴阳模板和顶推千斤顶，可便于封端模板的对接浇筑，节省了时间，可以降低施工与交通的相互干扰。

本发明一个实施例的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工系统，其测力平衡支承中的一部分为可调高度的测力支座。

本发明较佳实施例的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工系统，其还包括：

角位移传感器，用于检测、控制转体角度；

滑道支架，环形平面滑道的一部分由滑道支架支承，另一部分由桥墩支承；

埋设于转体结构物的预埋钢板，预埋钢板支承于转体测力支座上；

驱动装置包括两根牵引索和两个牵引千斤顶，牵引索连接于转体结构物和牵引千斤顶之间；

驱动装置包括顶推千斤顶，驱动凸模板或凹模板中的一个与另一个接合；和/或

平衡配重，根据需要设于转体结构物的一端。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法和系统，由于其转体过程可以通过角位移传感器控制转动角度、可以通过设于滑道上的测力支座监控转体过程的平衡状态，使得其转体施工简单方便，自动化程度高，安全性好；而转体完成后，支承转体重量的测力支座和部分防倾斜的可调高测力支座将作为桥梁的永久支座，其余防倾斜的可调高测力支座以及滑道可以拆卸再用，无需封铰，大幅度降低了转体所需设备费用；另外，由于其可以通过端部的阴阳模板(凹模板、凸模板)和顶推千斤顶进行自动合拢并浇灌封端混凝土形成稳定结构，使其合拢处理更方便，减少了合拢时间，利用行车间隙即可完成封端混凝土的灌注，消除了对现有交通运输的干扰，进一步节省了施工时间和费用。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图(合拢前)；

图2为本发明一个实施例的整体结构示意图(合拢后)；

图3为本发明一个实施例的转体结构示意图(I-I半剖面)；

图4为本发明一个实施例的转体结构示意图(II-II半剖面、III-III半剖面)。

【附图标记说明】

1：梁体；

2：转体测力支座；

3：预埋钢板；

4：桥墩；

5：测力平衡支承；

6：环形平面滑道；

7：圆弧形梁；

8：滑道支架；

9：牵引千斤顶；

10：牵引索；

11：凹模板；

12：凸模板；

13：顶推千斤顶；

14：平衡配重。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

参见图1、图2、图3和图4，本发明一个实施例的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工系统，其包括：

转体支承基础物，作为转体结构物(本实施例中以梁体1为例)的支承并提供转体中心，本实施例中为水平横截面呈矩形的桥墩4、圆弧形梁7和滑道支架8，桥墩4的顶部中心位置为转体中心；

环形平面滑道6，以转体中心作为环形的圆心，设于转体中心的外周，为梁体1提供转体时的平衡支承；

转体测力支座2，对应转体中心的位置设于桥墩4，作为转动铰提供对梁体1的支承，并提供测力功能；

测力平衡支承5，固定在转体结构物之上，支承于环形平面滑道6和桥墩4之间，其中的一部分为可调高度的测力支座，借以通过调整高度使其在转体到位后与梁体1和桥墩4同时接触，作为永久桥梁使用。本实施例中，作为永久桥梁与支座使用的四个测力平衡支承5设于矩形桥墩4的四个角，其它测力平衡支承5(也可以是四个)可以设于桥墩4外的滑道支架8上的环形平面滑道6部分；

驱动装置，提供梁体1的转体动力，本实施例中为两个牵引千斤顶9，配合牵引索10驱动梁体1转动；

凸模板12，设于第一梁体的合拢端；和

凹模板11，设于第二梁体的合拢端，与凸模板12接合构成一个整体的浇筑模板，供对接后浇筑混凝土。

借助上述结构的设置，使得其以可测负荷的转体测力支座2作为转动中心并支承转体重量、在墩顶和滑道支架上安设拼装式转动滑道、以可调高测力支座作为防倾斜的支承腿，使得其转体结构的制造和施工成本较低，转体结构安装简单，转动完成后可以再利用，可避免浪费；且可以测试转体重量及监控转体过程的平衡状态；而合拢端设置自合拢的阴阳模板和顶推千斤顶，可便于封端模板的自动对接，节省了时间，可以降低施工与交通的相互干扰。

较佳的，为了便于监测、控制转动角度，还设置有角位移传感器，借以使得其转体施工更加易于操作、控制，转体角度更加精确，自动化程度更高。

其中，滑道支架8可以由设置于矩形桥墩4两侧的两部分构成，其可以设置成脚手架的形式，圆弧形梁7设置于滑道支架8上，并与矩形桥墩4连接固定，设置于由圆弧形梁7和矩形桥墩4组成的环形支承上。

为配合环形平面滑道6的设置，修建桥墩4时同时搭设滑道支架8，在滑道支架8上搭设圆弧形梁7，并将圆弧形梁7与桥墩4固定在一起。环形平面滑道6安装在圆弧形梁7和桥墩4上，防倾斜的测力平衡支承5安装于梁体1和环形平面滑道6之间。转体施工完成后，可以拆除滑道支架8及其上的环形平面滑道6和测力平衡支承5，从而得以反复使用，节省成本。

环形平面滑道6为拼装式的，例如可以由二块、三块、四块或更多块组成，较佳的，可以采用四块拼成，以便于预制、拼装和运输。

具体的，在梁体1底面对应转体测力支座2的位置埋设预埋钢板3，并将转体测力支座2支承于预埋钢板3的位置，即将预埋钢板3设置于转体测力支座2上。

结合图1、图2、图3和图4，本发明的一个实施例的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其包括如下步骤：

S1：建立转体支承基础物，包括横截面为矩形的桥墩4、在矩形桥墩4长边的两侧设置的滑道支架8和在滑道支架8上设置的圆弧形梁7；

S2：将矩形桥墩4的中心设定为转体中心，以该转体中心为圆心设置环形平面滑道6，该环形平面滑道6为拼装式的，例如可以由四块组成；

S3：在环形平面滑道6上设置测力平衡支承5，例如设置八个测力平衡支承5，其中的四个对应矩形桥墩4的四角，可以是可调高度的，另四个对应滑道支架8之上，较佳为可调高度的；

S4：在桥墩4上对应转体中心的位置设置转体测力支座2；

S5：将转体结构物(如梁体1)设置于转体测力支座2和测力平衡支承5上，并与转体测力支座2和测力平衡支承5固定连接；

S6：以转体测力支座2为支撑点和转动中心，驱动梁体1转动至预定位置，测力平衡支承5沿环形平面滑道6随梁体1一起转动，控制梁体1转动过程的平衡状态；

S7：将转动至预定位置的两个转体结构物合拢。

通过上述方式，不仅使得转体安装简单，可以简化转体施工工艺，降低制造和施工成本，而且，转动完成后还可以再利用，可避免浪费；另外，还便于封端模板的对接浇筑，节省了时间，可以降低施工与交通的相互干扰；且转体测力支座2和测力平衡支承5还可以测试转体结构物的重量及监控转体过程的平衡状态，提高转体施工的安全性和自动化程度。

具体的，其步骤S5中包括：

S51、预制梁体1；

S52：在两个梁体1合拢的一端分别设置凸模板12和凹模板11；

S53：在梁体1远离合拢的一端根据需要设置平衡配重14。

进一步的，步骤S51中还包括：在梁体1的底面埋设预埋钢板3，相应地，转体测力支座2支承在梁体1中的预埋钢板3。

进一步的，步骤S52中还包括：在转体结构物设置驱动设备，驱动凸模板12或凹模板11中的一个与另一个接合构成一个整体的浇筑模板，例如对称设置的两个顶推千斤顶13。

具体的，其步骤S6中可以是通过两个牵引千斤顶9和牵引索10来驱动梁体1转动的(结合图1)。

其在转体施工完成后，还可以拆除滑道支架8及滑道支架8上的圆弧形梁7、环形平面滑道6部分和其上的测力平衡支承5。

进一步的，还可以拆除牵引千斤顶9、顶推千斤顶/13、凹模板11、凸模板12等。

综上所述，本发明的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法和系统，由于其转体过程可以通过角位移传感器控制转动角度、可通过转体测力支座测出转体结构物的重量、可以通过设于滑道上的测力支座监控转体过程的平衡状态，使得其转体施工简单方便，自动化程度高，安全性好；而转体完成后，支承转体重量的测力支座和部分防倾斜的可调高测力支座将作为桥梁的永久支座，其余防倾斜的可调高测力支座以及滑道可以拆卸再用，无需封铰，大幅度降低了转体所需设备费用；另外，由于其可以通过端部的阴阳模板和顶推千斤顶进行自动合拢并浇灌封端混凝土形成稳定结构，使其合拢处理更方便，减少了合拢时间，利用行车间隙即可完成封端混凝土的灌注，消除了对现有交通运输的干扰，进一步节省了施工时间和费用。

Claims (9)

1.一种具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其包括如下步骤：S1：建立转体支承基础物；S2：围绕转体中心设置环形平面滑道；S3：在环形平面滑道上设置测力平衡支承；S4：在转体支承基础物上对应转体中心设置转体测力支座；S5：将转体结构物设置于转体测力支座和测力平衡支承上；S6：驱动转体结构物绕转体测力支座转动至预定位置；S7：将转动至预定位置的两个转体结构物合拢；

其中，测力平衡支撑沿环形平面随梁体一起转动，控制梁体转动过程中的平衡状态；

测力平衡支撑为可调高结构，并用于监控转动过程的平衡状态；

在步骤S5中包括：S51、预制转体结构物，并在转体结构物中设置与转体测力支座相连接的预埋钢板；S52：在两个转体结构物合拢的一端分别设置凸模板和凹模板，当只有一个转体结构物时，则不需要凸模板和凹模板；S53：在转体结构物的一端根据需要设置平衡配重。

2.如权利要求1所述的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其特征在于：步骤S1中转体支承基础物包括桥墩和在桥墩的两边设置的临时支承，以及在临时支承上设置的圆弧形梁；步骤S4中是将转体测力支座设置于转体支承基础物中的桥墩上。

3.如权利要求2所述的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其特征在于，步骤S2中的环形平面滑道由分段拼接而成，并设于桥墩和圆弧形梁之上。

4.如权利要求1所述的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其特征在于，步骤S52中还包括：在转体结构物设置驱动设备，驱动凸模板或凹模板中的一个与另一个接合构成一个整体的浇筑模板。

5.如权利要求1所述的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其特征在于：步骤S6中是通过两个牵引千斤顶和牵引索来驱动转体结构物转动的；转体支承基础物包括桥墩、滑道支架和圆弧形梁；转体结构物包括梁体。

6.如权利要求2所述的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工方法，其特征在于：还包括步骤S8、拆除滑道支架及滑道支架上的环形平面滑道部分和其上的测力平衡支承。

7.一种具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工系统，其特征在于，其包括：转体支承基础物，作为转体结构物的支承并提供转体中心；环形平面滑道，设于转体中心的外周，为转体结构物提供转体时的平衡支承；转体测力支座，对应转体中心设于转体支承基础物之上，作为转动铰并提供对转体结构物的支承；测力平衡支承，固定于转体结构物之上，支承于环形平面滑道和转体结构物之间；驱动装置，提供转体结构物的转体动力；凸模板，设于第一转体结构物的合拢端；和凹模板，设于第二转体结构物的合拢端，与凸模板接合构成一个整体的浇筑模板；

测力平衡支撑沿环形平面随梁体一起转动，控制梁体转动过程中的平衡状态；

测力平衡支撑为可调高结构，并用于监控转动过程的平衡状态。

8.如权利要求7所述的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工系统，其特征在于：测力平衡支承中的一部分为可调高度的测力支座。

9.如权利要求7或8所述的具有测控功能和自合拢功能的自动化转体施工系统，其特征在于，还包括：角位移传感器，用于检测、控制转体角度；滑道支架，环形平面滑道的一部分由滑道支架支承，另一部分由桥墩支承；圆环形支承梁，其设置在滑道支架之上，并固定在桥墩上，为环形平面滑道提供支承；驱动装置包括两束牵引索和两个牵引千斤顶，牵引索连接于转体结构物和牵引千斤顶之间；驱动装置包括顶推千斤顶，驱动凸模板或凹模板中的一个与另一个接合；和/或平衡配重，根据需要设于转体结构物的一端。