CN107119579A - 一种兼顾地面交通的框架墩转体桥及其设计和施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种兼顾地面交通的框架墩转体桥的设计和施工方法，主要针对在下穿铁路的城市主干道上新建上跨铁路复式立交，既需要保留现状下穿铁路通道的交通功能，又需要采用转体施工上跨铁路的情况，其由框架墩、钢球铰、上转盘和牵引系统组成。该方法相比传统的墩底或墩顶转体系统，转体主墩设置为框架墩，和既有下穿铁路箱涵外形类似，地面车道在框架墩内通行，保留了现状下穿铁路通道的交通功能。同时在框架墩顶横梁上设置转体操作平台，将钢球铰、上转盘等转体系统和牵引系统布置在框架墩顶，通过转体系统和牵引系统使上部箱梁转体就位。该设计及施工方法在转体时只转动上部梁体，下部框架墩保持不动，可保证地面道路的通行。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁设计和施工技术领域，具体的说是一种通过设置框架墩来保留既有地面道路系统的转体桥梁及其设计和施工方法。
背景技术
随着我国社会与经济的发展，以及新一轮基础设施建设高潮的掀起，需要修建更多的跨越既有铁路的桥梁，而转体桥以其对既有铁路线运营影响小、安全风险低等优点，得到了广泛应用。
目前转体桥多数采用墩底转体，也有少部分受条件限制采用墩顶转体。但无论墩底或是墩顶转体，受转体吨位控制，转体主墩一般采用实体墩，其体量和占地面积通常较大。随着现代桥梁的发展，尤其市政道路跨铁路线桥梁越来越多，然而对于在下穿铁路的城市主干道上新建上跨铁路复式立交，由于受保留现状下穿通道交通、铁路运营以及场地限制等原因影响，造成转体主墩的设置困难。因此有必要研究出一种新方法实现该类桥梁的转体。
发明内容
本发明的目的是针对在下穿铁路的城市主干道上新建上跨铁路的复式立交，既需要保留现状下穿铁路通道的交通功能，又需要采用转体施工上跨铁路的情况。为了实现这种兼顾地面交通的转体，提出了一种通过设置框架墩来保留既有地面道路系统的转体方法及其兼顾地面交通的框架墩转体桥。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种兼顾地面交通的框架墩转体桥的设计和施工方法，包括如下步骤：
1）结合现状下穿铁路涵洞的结构形式，设置框架墩，保证现状道路系统的通行功能；框架墩中墙和下穿涵洞中墙对齐，地面车道在M形框架墩内通行，墩顶设置能够承受转体重量和施工操作的横梁平台；
2）在框架墩墩顶的横梁平台布置包括球铰、上转盘、撑脚、滑道等的转体系统以及牵引系统；
3）平行于既有铁路线方向设置支架，在支架上现浇或拼装转体梁段；
4）将转体部分梁段和转体系统的上转盘临时固结；
5）转体前拆除支架和上转盘处的临时约束进行称重试验，根据试验结果对配重进行调整；
6）张拉牵引系统钢束，使上部梁体以球铰球心为圆心转动至设计位置；
7）桥梁合龙后，拆除转体梁段和转体系统的上转盘临时固结，完成结构体系转化，封固球铰，施工桥梁附属结构，成桥。
本发明在设置框架墩时，框架墩中墙和下穿铁路涵洞中墙对齐，框架墩设置成M形，框架墩中墙两侧通道作为地面车道。
本发明通过牵拉转体系统上的钢束使上部梁体转体就位，转体时只转动上部梁体，下部框架墩保持不动。
本发明还提供了一种兼顾地面交通的框架墩转体桥，包括：位于下穿铁路涵洞上方的框架墩，所述框架墩横截面呈M形，框架墩中墙和下穿铁路涵洞中墙对齐，框架墩墩顶设置横梁平台；横梁平台上布设有牵引转体机构；牵引转体机构上设有转体梁段。
所述牵引转体机构包括球铰、转台、预应力钢筋混凝土上转盘、牵引索、撑脚和滑道；转台通过球铰与横梁平台转动连接，转台上连接有用于支撑转体梁段的预应力钢筋混凝土上转盘，撑脚位于转台和横梁平台之间且撑脚上端预埋在转台下部，滑道设置在横梁平台顶部；横梁平台上设有牵引反力座，转台通过设置在滑道内的牵引索与牵引反力座传动连接；转体梁段设置在预应力钢筋混凝土上转盘上。
所述预应力钢筋混凝土上转盘上设有桥梁支座，转体梁段通过桥梁支座与预应力钢筋混凝土上转盘连接。
术语解释：
本发明所述现状下穿铁路涵洞是指本发明转体桥施工前既有下穿铁路涵洞；
本发明所述地面车道是指本发明转体桥施工前和下穿铁路涵洞相接的既有地面车道；
本发明所述框架桥中墙两侧通道是指本发明转体桥施工后M形墩中墙和边墙之间的宽度作为地面车道；
本发明设置框架墩来保留既有地面道路系统的转体桥梁的设计和施工方法的优点是：
1、采用转体施工跨越铁路既有线，减少了对铁路的施工干扰，极大的降低了铁路上方施工的安全风险。
2、解决了类似复式立交的转体主墩与地面交通之间的矛盾；
3、在城市中心建成区，受现状道路、铁路及周边高层建筑的影响，立交建设条件十分有限。采用本发明能充分利用既有道路资源，实现增加市政道路与铁路交叉处的通行能力，能有效缓解铁路交叉点的交通拥堵状况。
附图说明
图1为本发明框架墩转体系统示意图。
图2为本发明框架墩立面结构示意图。
图3为本发明框架墩平面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行进一步说明。
如图1至图3所示，通过设置框架墩来保留既有地面道路系统的转体桥梁的设计和施工方法，具体实施方法如下：
一种通过设置框架墩来保留既有地面道路系统的转体桥梁的设计和施工方法，包括如下步骤：
1.结合现状下穿铁路涵洞1的结构形式，设置框架墩2，保证现状道路系统的通行功能；框架墩中墙2.3和下穿涵洞中墙对齐，地面车道在M形框架墩2内通行，墩顶设置能够承受转体重量和施工操作的横梁平台2.4；
2.在框架墩墩顶平台2.4布置包括球铰3、上转盘7、撑脚4、滑道5等转体系统以及牵引系统。球铰通过其预埋在横梁平台内的角钢支架固定在横梁平台顶面，并在球铰上方现浇圆柱形钢筋混凝土转台，转台上方再现浇预应力钢筋混凝土上转盘，撑脚上端预埋在转台下方，并与设置在横梁平台顶的滑道预留2cm左右的间距；
3.平行于既有铁路线方向设置支架，在支架上现浇或拼装转体梁段；
4.将转体部分梁段和转体系统的上转盘7临时固结；
5.转体前拆除支架和上转盘处的临时约束进行称重试验，根据试验结果对配重进行调整；
6.张拉牵引系统钢束，使上部梁体以球铰球心为圆心转动一定角度后达到设计位置；
7.桥梁合龙后，拆除转体梁段和转体系统的上转盘临时固结，完成结构体系转化，封固转体球铰，施工桥梁附属结构，成桥。
本发明在设置框架墩时，框架墩中墙和下穿铁路涵洞中墙对齐，框架墩设置成M形，框架墩中墙两侧通道作为地面车道。
本发明通过牵拉转体系统上的钢束使上部梁体转体就位，转体时只转动上部梁体，下部框架墩保持不动。
本发明实施时所涉及的结构主要包括：现状下穿铁路箱涵1、框架墩2、钢球铰3，撑脚4、滑道5、转台6、上转盘7、桥梁支座8、牵引反力座9、预应力混凝土箱梁10。
依次浇筑施工框架墩的桩基2.1、承台2.2、立柱2.3、横梁平台2.4，中间立柱2.3与现状下穿铁路箱涵1中墙对齐；在横梁平台2.4上安装钢球铰3、撑脚4和滑道5、浇筑牵引反力座9；浇筑转台6和上转盘7，牵引索一端预埋至转台6内，在转台6缠绕几周后可牵拉至牵引反力座9；安装桥梁支座8；现浇施工预应力混凝土箱梁10。
转体时启动牵引动力设备，通过在牵引反力座9处牵拉牵引索使预应力混凝土箱梁10转动。
实施例：
某桥采用70+116+70m预应力连续箱梁上跨铁路站场，桥面总宽32m。进行铁路两侧分别水平转体、跨中合龙的方式施工，两侧转体长度分别为2-65.75m、2-47.25m，转体重量约17300、14000吨。桥梁下方为现状城市主干道，采用8+10+10+8m箱涵下穿铁路。
为了实现上跨桥梁的转体施工，结合下穿通道涵洞的结构形式，转体主墩采用2-10.5米M形框架墩，框架墩中墙和下穿涵洞中墙对齐，地面车道在M形框架墩内通行，局部压缩地面涵洞8m的人行道和非机动车道宽度，保证机动车道的宽度和线型顺畅。
M形框架墩墩顶横梁5m高，宽11m，作为转体操作平台，其上布置转体系统和牵引系统。转体系统包括钢球铰、滑道、撑脚、圆柱形转台、上转盘、千斤顶反力座；牵引系统包括牵引钢绞线、牵引反力座，牵引钢绞线端部预埋于转台内。
平行于既有铁路线搭设现浇施工支架，在支架上边现浇施工主梁的转体部分节段，边张拉M形框架墩墩顶横梁预应力钢束。
将转体部分梁段和转体系统的上转盘临时固结，转体前拆除主梁现浇支架和转盘处临时约束进行称重试验，根据试验结果对配重进行调整。
转体时启动牵引系统，带动梁体以球铰球心为圆心转动一定角度达到设计位置。
桥梁合龙后，拆除主梁和转体系统的上转盘临时固结，完成结构体系转化，封固转体球铰，施工桥梁附属结构，成桥。
Claims (6)
1.一种兼顾地面交通的框架墩转体桥的设计和施工方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）结合现状下穿铁路涵洞的结构形式，设置框架墩，保证现状道路系统的通行功能；
（2）在框架墩墩顶的横梁平台布置包括球铰、上转盘、撑脚和滑道的转体系统以及牵引系统；
（3）平行于铁路线方向设置支架，在该支架上现浇或拼装转体梁段；
（4）将转体梁段和转体系统的上转盘临时固结；
（5）张拉牵引系统钢束，使上部梁体以球铰球心为圆心转动至设计位置；
（6）拆除转体梁段和转体系统的上转盘的临时固结，封固转体球铰，施工桥梁附属结构，成桥。
2.如权利要求1所述的一种兼顾地面交通的框架墩转体桥的设计和施工方法，其特征在于：在设置框架墩时，框架墩中墙和下穿铁路涵洞中墙对齐，框架墩设置成M形，框架墩中墙两侧通道作为地面车道。
3.如权利要求1或2所述的一种兼顾地面交通的框架墩转体桥的设计和施工方法，其特征在于：通过牵拉转体系统上的钢束使上部梁体转体就位，转体时只转动上部梁体，下部框架墩保持不动。
4.一种兼顾地面交通的框架墩转体桥，其特征在于：包括位于下穿铁路涵洞上方的框架墩，所述框架墩横截面呈M形，框架墩中墙和下穿铁路涵洞中墙对齐，框架墩墩顶设置横梁平台；横梁平台上布设有牵引转体机构；牵引转体机构上设有转体梁段。
5.根据权利要求4所述的兼顾地面交通的框架墩转体桥，其特征在于：所述牵引转体机构包括球铰、转台、预应力钢筋混凝土上转盘、牵引索、撑脚和滑道；转台通过球铰与横梁平台转动连接，转台上连接有用于支撑转体梁段的预应力钢筋混凝土上转盘，撑脚位于转台和横梁平台之间且撑脚上端预埋在转台下部，滑道设置在横梁平台顶部；横梁平台上设有牵引反力座，转台通过设置在滑道内的牵引索与牵引反力座传动连接；转体梁段设置在预应力钢筋混凝土上转盘上。
6.根据权利要求5所述的兼顾地面交通的框架墩转体桥，其特征在于：所述预应力钢筋混凝土上转盘上设有桥梁支座，转体梁段通过桥梁支座与预应力钢筋混凝土上转盘连接。
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