CN108677750A - 装配化铁路桥梁转体施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种装配化铁路桥梁转体施工方法，包括预埋顶升机构、浇筑桥墩、浇筑预制梁体、安装旋转及辅助提升机构，提升和旋转预制梁体等步骤，采用本发明的有益效果是预制梁体的施工几乎全部由高空作业转换为地基上的低空作业，作业难度降低，作业安全系数大大提升，且施工结束后用来旋转、提升的辅助机构都可拆除重复利用，桥墩对梁体起到直接的硬支撑，梁体支撑稳定、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及铁路桥梁施工技术领域，具体涉及一种装配化铁路桥梁转体施工方法。
背景技术
随着国家经济水平的快速提高，交通事业也随之大力发展。由于一些地形或既有交通设施的影响，桥梁转体施工工艺在桥梁建设中得到越来越广泛的应用。桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作成形后，通过转体就位的一种施工方法。由于转体施工法把复杂的、技术性强的高空作业和水上作业变为岸边的陆上作业，不但施工安全、质量可取，而且在通航河道或车辆频繁的跨线立交桥的施工中可不干扰交通、不间断通航，对环境的损害小，具有良好的技术经济效益，所以在现在的桥梁施工中经常使用。桥梁转体施工工艺分为平转法和竖转法，其中竖转法主要用于肋拱桥，平转法主要用于梁式桥，由于采用平转法施工的梁式桥架设高度一般与旋转后的最终高度平齐，这样导致某些梁式桥施工中仍然存在高空作业。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种装配化铁路桥梁转体施工方法。
技术方案如下：一种装配化铁路桥梁转体施工方法，其关键在于按以下步骤进行：
(1)在地基内预埋顶升机构；
(2)在所述顶升机构上方的地基上浇筑钢筋混凝土桥墩；
(3)围绕所述桥墩在地基上浇筑预制梁体，同时在桥墩上安装旋转机构，在该旋转机构上安装辅助提升机构；
(4)所述预制梁体成型后，在预制梁体端部两侧分别架设起重设备，利用顶升机构将预制梁体顶起，利用起重设备在辅助提升机构的协助下起吊预制梁体至预定高度，旋转机构配合起重设备将预制梁体旋转至预定角度后，将所述预制梁体架设在所述桥墩上；
(5)拆除所述旋转机构及其上的辅助提升机构，封闭预制梁体上的桥墩过孔，最后拆除顶升机构夯实地基，施工结束。
采用上述技术方案，预制梁体的施工几乎全部由高空作业转换为地基上的低空作业，作业难度降低，作业安全系数大大提升，且施工结束后用来旋转、提升的辅助机构都可拆除重复利用，桥墩对梁体起到直接的硬支撑，梁体支撑稳定、可靠。
作为优选：上述封闭桥墩过孔的方式为利用预制梁体上预设的固定杆在桥墩过孔内固定安装孔腔封闭件，并在该孔腔封闭件与固定杆之间浇筑加固混凝土。采用该方案在预制梁体架设到桥墩上后可临时利用固定杆将孔腔封闭件固定在预制梁体内，为后期桥面的施工提供一个安全环境，待全部施工结束后再浇筑加固混凝土将孔腔封闭件永久固定在预制梁体内。
上述桥墩过孔包括位于上方的盖盘孔和位于下方的柱塞孔，所述盖盘孔的横截面积大于所述柱塞孔的横截面积，所述盖盘孔和柱塞孔均为条形孔且二者相互连通形成阶梯形的所述桥墩过孔，所述桥墩过孔的长度方向与所述预制梁体的长度方向平行，所述桥墩过孔的台阶上预设有所述固定杆；
所述孔腔封闭件包括封闭柱，该封闭柱顶部设有封闭盖，所述封闭柱插设在所述柱塞孔内，所述封闭盖上对应所述固定杆设有插接孔，所述固定杆插入插接孔内，所述固定杆与插接孔的内壁之间浇筑有所述加固混凝土。
采用上述方案由于孔腔封闭件也呈阶梯状，临时安装孔腔封闭件时比较稳妥可靠。
上述桥墩包括竖向的墩柱，该墩柱的顶部设置有盖梁，所述墩柱的底部设有承台，围绕所述承台浇筑所述预制梁体，在预制梁体上形成了桥墩过孔，所述盖梁向下的正投影落在所述桥墩过孔内侧，所述盖梁上设有转向盲孔，该转向盲孔内设有所述旋转机构。采用该方案确保提升预制梁体时，预制梁体能顺利通过桥墩。
上述旋转机构包括椭圆形或方形的旋转支撑柱，该旋转支撑柱竖向安放在所述转向盲孔内，所述旋转支撑柱的顶部通过球铰可旋转地安装有转盘，该转盘上设有所述辅助提升机构，所述转盘和盖梁之间设有平衡稳定装置。采用该方案在旋转梁体时旋转支撑柱不会随梁体一起转动。
上述辅助提升机构包括卷扬机和钢丝绳，所述卷扬机固定安装在所述转盘上，所述转盘上设有升降导向孔，所述钢丝绳的上端绕卷在所述卷扬机上，所述钢丝绳的下端穿过所述升降导向孔后安装有吊钩；
所述平衡稳定装置包括平衡小车和稳定砂筒，所述稳定砂筒的外套筒固定安装在所述平衡小车上，所述稳定砂筒的筒塞固定安装在所述转盘的下表面，所述盖梁上环绕所述旋转支撑柱设有环形的导向滑槽，该导向滑槽的槽底铺设有第一防护板，所述平衡小车随所述转盘的旋转在所述第一防护板上滑动。
采用上述方案在吊起预制梁体时，辅助提升机构与起重设备配合使用，起到近距离起吊和稳定梁体的作用；在旋转预制梁体时，稳定砂筒可有效提高转盘转动的平稳度，施工结束后将砂筒内的沙子放出即可快速将平稳稳定装置拆除。
上述旋转支撑柱的下端与转向盲孔的孔底之间设有第二防护板，所述旋转支撑柱与所述转向盲孔的内壁之间设有第三防护板，所述第一防护板、第二防护板以及第三防护板的材质均为钢板。采用此方案在提升或旋转预制梁体时，三个防护板可将上方传递过来的重力均匀分散到盖梁上，避免盖梁受力集中，对盖梁起到全方位的防护作用。
上述顶升机构包括预埋在地基内的顶升板，该顶升板上设有顶升过孔，所述桥墩过孔向下的正投影落在所述顶升过孔内侧，所述顶升板下方设有支撑底板，该支撑底板和顶升板之间设有顶升组件，该顶升组件将所述顶升板向上顶升。采用该方案在顶升预制梁体时，顶升板和支撑底板可将梁体的重量均匀分散到支撑地基上。
上述顶升组件包括至少三个液压缸，所述液压缸的缸筒固定安装在所述支撑底板上，所述液压缸的活塞杆顶端与所述顶升板固定连接，所有所述液压缸环绕所述墩柱过孔均匀分布。采用该方案多个液压缸在不同的位置同时顶升，有利于降低各油缸在顶升瞬间的负荷，提高稳定性。
上述顶升板的上表面铺设有透水模板布，所述墩柱过孔向上延伸贯穿所述透水模板布，所述顶升板上设有透水孔，浇筑所述预制梁体时，所述预制梁体的下表面与所述透水模板布的上表面贴合。该方案中在浇筑梁体时，透水模板布可将梁体和顶升板分隔开来，防止起吊时二者粘结在一起，同时透水模板布可改善梁体的耐磨性、抗冻性等性能。
有益效果：采用本发明的有益效果是预制梁体的施工几乎全部由高空作业转换为地基上的低空作业，作业难度降低，作业安全系数大大提升，且施工结束后用来旋转、提升的辅助机构都可拆除重复利用，桥墩对梁体起到直接的硬支撑，梁体支撑稳定、可靠。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为预制梁体架设完毕后的状态示意图；
图3为预制梁体的平面结构示意图；
图4为图3的A-A’剖视图；
图5为图4中a部的放大图；
图6为桥墩和旋转机构的结构示意图；
图7为图6中c部的放大图；
图8为图6中b部的放大图；
图9为顶升机构的结构示意图；
图10为预制梁体旋转前后状态示意图
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种装配化铁路桥梁转体施工方法，按以下步骤进行：
步骤1：在地基内预埋顶升机构，如图9所示，该顶升机构包括预埋在地基内的顶升板302，该顶升板302的上表面与地基表面平齐，所述顶升板302上设有顶升过孔303，所述顶升板302下方设有支撑底板301，该支撑底板301和顶升板302之间设有顶升组件，该顶升组件将所述顶升板302向上顶升，所述顶升组件包括至少三个液压缸304，所述液压缸304的缸筒固定安装在所述支撑底板301上，所述液压缸304的活塞杆顶端与所述顶升板302固定连接，所有所述液压缸304环绕所述墩柱过孔303均匀分布，所有所述液压缸304的缸筒之间串联有同一根同步油管308，该同步油管308将所有所述液压缸304的活塞下方的油腔连通，所述液压缸还可以替换成气缸。
所述支撑底板301和顶升板302均为钢板，所述支撑底板301上设有定位插销孔309，所述定位插销孔309靠近所述支撑底板301的边缘，所述定位插销孔309内设有插销，该插销将所述支撑底板301固定在地基内，所述顶升板302 的上表面铺设有透水模板布306，所述墩柱过孔303向上延伸贯穿所述透水模板布306，所述顶升板302上设有透水孔307，所述透水模板布306表面涂刷有脱模剂；
步骤2：在所述顶升机构上方的地基上浇筑钢筋混凝土桥墩，如图2所示，所述桥墩包括竖向的钢筋混凝土的墩柱101，该墩柱101的顶部水平设置有盖梁 102，所述墩柱101的底部设有长条形的承台103；
步骤3：围绕所述桥墩在地基上浇筑预制梁体401，该预制梁体401的下表面与所述透水模板布306的上表面贴合，所述预制梁体401上环绕所述桥墩的承台103形成条形的桥墩过孔402，该桥墩过孔402的长度方向与所述预制梁体 401和盖梁102的长度方向平行，所述盖梁102向下的正投影落在所述桥墩过孔 402内侧，所述桥墩过孔402向下的正投影落在所述顶升过孔303内侧，所述盖梁102上设有转向盲孔，该转向盲孔内设有旋转机构，在该旋转机构上安装辅助提升机构；
如图6-8所示，所述旋转机构包括椭圆形或方形的旋转支撑柱201，该旋转支撑柱201竖向安放在所述转向盲孔内，所述旋转支撑柱21的顶部通过球铰可旋转地安装有转盘202，所述球铰包括相互配合的上球铰211和下球铰213，上球铰211安装在转盘202的下表面，下球铰213安装在旋转支撑柱201的顶部，上球铰211和下球铰213之间通过转轴212连接，所述转盘202上设有所述辅助提升机构，所述转盘202和盖梁102之间设有平衡稳定装置。
所述辅助提升机构包括卷扬机208和钢丝绳206，所述卷扬机208固定安装在所述转盘202上，所述转盘202上设有升降导向孔，所述钢丝绳206的上端绕卷在所述卷扬机208上，所述钢丝绳206的下端穿过所述升降导向孔后安装有吊钩207，所述钢丝绳206和升降导向孔之间设有软质防磨损层，为增加平稳性，所述转盘202上设置有两套所述辅助提升装置，两套辅助升降装置正对设置在所述转盘202上。
所述平衡稳定装置包括平衡小车204和稳定砂筒205，所述稳定砂筒205的外套筒固定安装在所述平衡小车204上，所述稳定砂筒205的筒塞固定安装在所述转盘202的下表面，所述盖梁102上围绕所述旋转支撑柱201设有环形的导向滑槽214，该导向滑槽214的槽底铺设有第一防护板210，所述平衡小车204 随所述转盘202的旋转在所述第一防护板210上滑动，所述平衡稳定装置共三个，三个所述平衡稳定装置呈等边三角形状分布在所述转盘202下方。
从图中还可以看出，所述旋转支撑柱201的下端与转向盲孔的孔底之间设有第二防护板209，所述旋转支撑柱201与所述转向盲孔的内壁之间设有第三防护板205，所述第一防护板210、第二防护板209以及第三防护板205的材质均为钢板，所述第一防护板11的厚度为所述旋转支撑柱3高度的1/5-1/7，所述旋转支撑柱201为实心钢柱。
步骤4：所述预制梁体401成型后，在预制梁体401端部两侧分别架设起重设备，利用顶升机构将预制梁体401顶起，利用起重设备在辅助提升机构的协助下起吊预制梁体401至预定高度，旋转机构配合起重设备将预制梁体401旋转至预定角度(一般为90°)后，将所述预制梁体401架设在所述桥墩的盖梁 102上，预制梁体401旋转前后的位置状态如图10所示，图中实线为预制梁体 401旋转前的位置示意图，虚线为预制梁体401旋转90°后的位置示意图；
步骤5：拆除所述旋转机构及其上的辅助提升机构，封闭预制梁体401上的桥墩过孔402，最后拆除顶升机构夯实地基，施工结束。
所述封闭桥墩过孔402的方式为利用预制梁体401上预设的固定杆404a在桥墩过孔402内固定安装孔腔封闭件403，并在该孔腔封闭件403与固定杆404a 之间浇筑加固混凝土404b，具体地，所述桥墩过孔402包括位于上方的盖盘孔 402a和位于下方的柱塞孔402b，所述盖盘孔402a的横截面积大于所述柱塞孔 402b的横截面积，所述盖梁102向下的正投影落在所述柱塞孔402b内侧，所述盖盘孔402a和柱塞孔402b均为条形孔且二者相互连通形成阶梯形的所述桥墩过孔402，所述桥墩过孔402的台阶上围绕所述柱塞孔402b的周向预设有一圈所述固定杆404a，所述孔腔封闭件403包括封闭柱403b，该封闭柱403b顶部设有封闭盖403a，所述封闭柱403b插设在所述柱塞孔402b内，所述封闭盖403a 上对应所述固定杆404a设有插接孔，所述固定杆404a插入对应的插接孔内，所述固定杆404a与对应的插接孔的内壁之间浇筑有所述加固混凝土404b。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)在地基内预埋顶升机构；
(2)在所述顶升机构上方的地基上浇筑钢筋混凝土桥墩；
(3)围绕所述桥墩在地基上浇筑预制梁体(401)，同时在桥墩上安装旋转机构，在该旋转机构上安装辅助提升机构；
(4)所述预制梁体(401)成型后，在预制梁体(401)端部两侧分别架设起重设备，利用顶升机构将预制梁体(401)顶起，利用起重设备在辅助提升机构的协助下起吊预制梁体(401)至预定高度，旋转机构配合起重设备将预制梁体(401)旋转至预定角度后，将所述预制梁体(401)架设在所述桥墩上；
(5)拆除所述旋转机构及其上的辅助提升机构，封闭预制梁体(401)上的桥墩过孔(402)，最后拆除顶升机构夯实地基，施工结束。
2.根据权利要求1所述的装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于：所述封闭桥墩过孔(402)的方式为利用预制梁体(401)上预设的固定杆(404a)在桥墩过孔(402)内固定安装孔腔封闭件(403)，并在该孔腔封闭件(403)与固定杆(404a)之间浇筑加固混凝土(404b)。
3.根据权利要求2所述的装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于：所述桥墩过孔(402)包括位于上方的盖盘孔(402a)和位于下方的柱塞孔(402b)，所述盖盘孔(402a)的横截面积大于所述柱塞孔(402b)的横截面积，所述盖盘孔(402a)和柱塞孔(402b)均为条形孔且二者相互连通形成阶梯形的所述桥墩过孔(402)，所述桥墩过孔(402)的长度方向与所述预制梁体(401)的长度方向平行，所述桥墩过孔(402)的台阶上预设有所述固定杆(404a)；
所述孔腔封闭件(403)包括封闭柱(403b)，该封闭柱(403b)顶部设有封闭盖(403a)，所述封闭柱(403b)插设在所述柱塞孔(402b)内，所述封闭盖(403a)上对应所述固定杆(404a)设有插接孔，所述固定杆(404a)插入插接孔内，所述固定杆(404a)与插接孔的内壁之间浇筑有所述加固混凝土(404b)。
4.根据权利要求1、2或3所述的装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于：所述桥墩包括竖向的墩柱(101)，该墩柱(101)的顶部设置有盖梁(102)，所述墩柱(101)的底部设有承台(103)，围绕所述承台(103)浇筑所述预制梁体(401)，在预制梁体(401)上形成了桥墩过孔(402)，所述盖梁(102)向下的正投影落在所述桥墩过孔(402)内侧，所述盖梁(102)上设有转向盲孔，该转向盲孔内设有所述旋转机构。
5.根据权利要求4所述的装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于：所述旋转机构包括椭圆形或方形的旋转支撑柱(201)，该旋转支撑柱(201)竖向安放在所述转向盲孔内，所述旋转支撑柱(21)的顶部通过球铰可旋转地安装有转盘(202)，该转盘(202)上设有所述辅助提升机构，所述转盘(202)和盖梁(102)之间设有平衡稳定装置。
6.根据权利要求5所述的装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于：所述辅助提升机构包括卷扬机(208)和钢丝绳(206)，所述卷扬机(208)固定安装在所述转盘(202)上，所述转盘(202)上设有升降导向孔，所述钢丝绳(206)的上端绕卷在所述卷扬机(208)上，所述钢丝绳(206)的下端穿过所述升降导向孔后安装有吊钩(207)；
所述平衡稳定装置包括平衡小车(204)和稳定砂筒(205)，所述稳定砂筒(205)的外套筒固定安装在所述平衡小车(204)上，所述稳定砂筒(205)的筒塞固定安装在所述转盘(202)的下表面，所述盖梁(102)上环绕所述旋转支撑柱(201)设有环形的导向滑槽(214)，该导向滑槽(214)的槽底铺设有第一防护板(210)，所述平衡小车(204)随所述转盘(202)的旋转在所述第一防护板(210)上滑动。
7.根据权利要求5所述的装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于：所述旋转支撑柱(201)的下端与转向盲孔的孔底之间设有第二防护板(209)，所述旋转支撑柱(201)与所述转向盲孔的内壁之间设有第三防护板(205)，所述第一防护板(210)、第二防护板(209)以及第三防护板(205)的材质均为钢板。
8.根据权利要求4所述的装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于：所述顶升机构包括预埋在地基内的顶升板(302)，该顶升板(302)上设有顶升过孔(303)，所述桥墩过孔(402)向下的正投影落在所述顶升过孔(303)内侧，所述顶升板(302)下方设有支撑底板(301)，该支撑底板(301)和顶升板(302)之间设有顶升组件，该顶升组件将所述顶升板(302)向上顶升。
9.根据权利要求8所述的装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于：所述顶升组件包括至少三个液压缸(304)，所述液压缸(304)的缸筒固定安装在所述支撑底板(301)上，所述液压缸(304)的活塞杆顶端与所述顶升板(302)固定连接，所有所述液压缸(304)环绕所述墩柱过孔(303)均匀分布。
10.根据权利要求8所述的装配化铁路桥梁转体施工方法，其特征在于：所述顶升板(302)的上表面铺设有透水模板布(306)，所述墩柱过孔(303)向上延伸贯穿所述透水模板布(306)，所述顶升板(302)上设有透水孔(307)，浇筑所述预制梁体(401)时，所述预制梁体(401)的下表面与所述透水模板布(306)的上表面贴合。
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