CN108894119A - 多支撑点桥梁转体系统及利用其进行桥梁转体施工的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多支撑点桥梁转体系统及利用其进行桥梁转体施工的方法，该系统包括下部承台结构和转盘，下部承台上设有圆环形轨道，圆环形轨道上行走布置有多台滚轮小车，每台滚轮小车包括台车架、行走机构以及安设于台车架台面上的支撑柱，各支撑柱共同承托转盘且分别通过液压千斤顶与对应的台车架连接，通过液压千斤顶控制对应的支撑柱所承担的荷载。通过多个支撑点共同支撑上方转盘及待转体桥梁，上部荷载可均匀传递至各支撑点，支撑结构稳定可靠，无需压缩桥墩横向尺寸，改善成桥后的结构受力及稳定性。液压千斤顶可调整支撑柱所承担的荷载，各支撑点均匀承担荷载，自适应桥梁转体过程中复杂的荷载变化情况，提高转体施工过程中的抗倾覆能力。

Description

多支撑点桥梁转体系统及利用其进行桥梁转体施工的方法

技术领域

本发明属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种多支撑点桥梁转体系统及利用该多支撑点桥梁转体系统进行桥梁转体施工的方法。

背景技术

近年来，随着既有铁路提速以及大量新建高速铁路投入运营，铁路部门对跨铁路桥梁施工安全性的要求越来越高，公路、城市道路跨铁路高架桥一般要采用转体施工，特别是跨铁路股道较多或铁路站场时，均采用大跨度桥梁转体。

目前，桥梁平面转体均采用单球铰转体系统，该方式有较大的局限性：

(1)转体过程中，上部荷载全部由球铰承担，球铰的直径随着转体重量的增大而增大，一般转体重量在2万吨以下时，球铰直径在3m左右，当转体重量达到4万吨时，球铰直径达到6m以上，制造和运输均十分困难。

(2)单球铰转体方式为单点支撑体系，为了保证转体阶段上部转盘的受力，桥墩宽度不宜过大，以使得上部荷载直接传递至球铰，故单球铰转体桥面宽度一般小于30m。对于桥面宽度大于30m的桥梁，特别是斜拉桥，需要将桥墩横向尺寸压缩，对全桥的力学性能较为不利。

发明内容

本发明实施例涉及一种多支撑点桥梁转体系统及利用该多支撑点桥梁转体系统进行桥梁转体施工的方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种多支撑点桥梁转体系统，包括下部承台结构，还包括用于支撑待转体桥梁的转盘，于下部承台上设有圆环形轨道，且于所述圆环形轨道上行走布置有多台滚轮小车，每台所述滚轮小车包括台车架、安装于所述台车架底部的行走机构以及安设于所述台车架台面上的支撑柱，各所述支撑柱均与所述转盘底部固连并共同承托所述转盘，各所述支撑柱分别通过液压千斤顶与对应的所述台车架连接，通过所述液压千斤顶控制对应的所述支撑柱所承担的荷载。

作为实施例之一，所述圆环形轨道有多道且同心布置，每道所述圆环形轨道上均布置有多台所述滚轮小车。

作为实施例之一，所述转盘为圆柱形转盘，且其轴线经过所述圆环形轨道的圆心。

作为实施例之一，多支撑点桥梁转体系统还包括定位销轴，所述定位销轴上下两端分别可转动安装于所述转盘和所述下部承台上且轴线经过所述圆环形轨道的圆心。

作为实施例之一，所述滚轮小车还包括用于对所述支撑柱升降运动进行导向的导向结构。

作为实施例之一，所述导向结构包括呈柱环形且安装于所述下部承台上的内滑板以及呈柱环形且安装于所述支撑柱底部的外滑板，所述外滑板同轴套设于所述内滑板外且可相对于所述内滑板上下滑动，所述液压千斤顶收容于对应的所述内滑板中。

作为实施例之一，各所述液压千斤顶均为自适应液压千斤顶。

作为实施例之一，每一所述支撑柱通过多台所述液压千斤顶支撑。

作为实施例之一，所述待转体桥梁包括桥墩和梁体，各所述支撑柱的轴线均与所述桥墩外壁共面。

本发明实施例还涉及采用如上所述的多支撑点桥梁转体系统进行桥梁转体施工的方法，包括如下步骤：

S1，施作所述下部承台结构，在下部承台上安装圆环形轨道；

S2：在下部承台上施作临时支撑，在所述临时支撑上安装各所述支撑柱，在各所述支撑柱上方立模浇筑所述转盘以及桥墩，在桥墩墩顶支架现浇或拼装待转体梁体；

S3：将各带行走机构的台车架布置在所述圆环形轨道上，将所述液压千斤顶安装在对应的台车架与支撑柱之间；

S4：调节所述液压千斤顶的顶伸高度，使各所述液压千斤顶均匀承受上方荷载；

S5：拆除所述临时支撑，在下部承台上安装滚轮小车行走驱动机构；

S6：驱动各所述滚轮小车行走，使所述转盘转动至设计位置，完成桥梁的转体。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

本发明提供的多支撑点桥梁转体系统，取消了目前常规的桥梁转体系统中的单支点球铰，而是通过多个支撑点共同支撑上方转盘及待转体桥梁，上部荷载可均匀传递至各支撑点，再传递至下部承台结构，支撑结构稳定可靠，对桥墩、转盘、下部承台等的受力性能均有较大改善，解决了大吨位单球铰转体时球铰尺寸过大、制造及运输困难的问题，桥面宽度较大时，无需压缩桥墩横向尺寸，成桥后的结构受力及稳定性较大程度上得以改善。通过设置液压千斤顶，可以调整支撑柱所承担的荷载，使得各支撑点均匀承担荷载，可以自适应桥梁转体过程中存在的复杂的荷载变化情况，而且可有效地提高转体施工过程中的抗倾覆能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的多支撑点桥梁转体系统的立面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多支撑点桥梁转体系统的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的多支撑点桥梁转体系统的平面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的滚轮小车的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的滚轮小车的平面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5，本发明实施例提供一种多支撑点桥梁转体系统，包括下部承台结构和用于支撑待转体桥梁的转盘3，该下部承台结构包括承台4及承台支撑单元，该承台支撑单元可采用多个桩基5支撑的结构，上述待转体桥梁一般包括桥墩2和待转体梁体1，桥墩2和梁体1均承托于转盘3上，随转盘3一起转动。于下部承台4上设有圆环形轨道7，且于所述圆环形轨道7上行走布置有多台滚轮小车6，每台所述滚轮小车6包括台车架62、安装于所述台车架62底部的行走机构63以及安设于所述台车架62台面上的支撑柱61，各所述支撑柱61均与所述转盘3底部固连并共同承托所述转盘3，各所述支撑柱61分别通过液压千斤顶64与对应的所述台车架62连接，通过所述液压千斤顶64控制对应的所述支撑柱61所承担的荷载。其中，上述的支撑柱61优选为采用钢管混凝土支柱，重量较轻，同时具有较高的结构强度，支撑效果较佳；上述转盘3一般为圆柱形转盘3，即水平截面为圆形，则，上述圆环形轨道7优选为与该转盘3同轴，即转盘3的轴线经过该圆环形轨道7的圆心，利于均匀承受上方荷载。上述液压千斤顶64优选为是自适应液压千斤顶64，利用自适应液压控制系统控制液压千斤顶64在转体过程中的顶伸力，可使得各支撑点均匀承担荷载；具体地，利用自适应液压控制系统协调控制多个液压千斤顶64，使其具备顶升大重量、大体积、具有复杂工作表面的构件的能力，能全自动完成同步位移，实现力和位移控制等功能，各液压千斤顶64上均安装有压力传感器和位移传感器，各压力传感器和位移传感器均与上述自适应液压控制系统电性连接，能实现精密位置和力的测量，进行位置和力的反馈，一旦各液压千斤顶64之间位置和力存在不同步，便会产生误差信号，自适应液压控制系统将信号放大后叠加到指令信号上，分别控制每个液压千斤顶64的举升力量增大或减小，使液压千斤顶64测量位置和力发生改变，直至消除不同步误差。上述自适应液压千斤顶64是现有技术，可由市面购得，其具体结构此处不再赘述。

本实施例提供的多支撑点桥梁转体系统，取消了目前常规的桥梁转体系统中的单支点球铰，而是通过多个支撑点共同支撑上方转盘3及待转体桥梁，上部荷载可均匀传递至各支撑点，再传递至下部承台结构，支撑结构稳定可靠，对桥墩2、转盘3、下部承台4等的受力性能均有较大改善，解决了大吨位单球铰转体时球铰尺寸过大、制造及运输困难的问题，桥面宽度较大时，无需压缩桥墩2横向尺寸，成桥后的结构受力及稳定性较大程度上得以改善。通过设置液压千斤顶64，可以调整支撑柱61所承担的荷载，使得各支撑点均匀承担荷载，可以自适应桥梁转体工程中各支撑柱61所分担的荷载变化，同时保证各支撑柱61的顶升位置的同步，有效提高转体施工过程中整体结构的抗倾覆能力。

进一步优选地，所述滚轮小车6还包括用于对所述支撑柱61升降运动进行导向的导向结构，保证液压千斤顶64在顶伸过程中支撑柱61呈直上直下地运动，保证转体施工的稳定性和可靠性。该导向结构可采用导向套与导向轴配合等常规的导向方式；本实施例中，如图4，所述导向结构包括呈柱环形且安装于所述下部承台4上的内滑板662以及呈柱环形且安装于所述支撑柱61底部的外滑板661，所述外滑板661同轴套设于所述内滑板662外且可相对于所述内滑板662上下滑动，所述液压千斤顶64收容于对应的所述内滑板662中，该外滑板661与内滑板662优选为采用过渡配合方式，以达到避免支撑柱61晃动的效果为佳。进一步优选地，如图4，上述外滑板661优选为通过顶部钢板663安装在对应的支撑柱61底端，该顶部钢板663与支撑柱61底面优选为通过高强螺栓连接，内滑板662优选为通过底部钢板664安装在台车架62的台面上，该底部钢板664优选为通过高强螺栓固定在台车架62上；上述顶部钢板663、底部钢板664、外滑板661和内滑板662即构成可拆解地千斤顶64安装架，可收容液压千斤顶64，且可拆卸，便于施工及维护。如图4和图5，在外滑板661上可设置多个滑板加劲肋665，滑板加劲肋665的顶部焊接在支撑柱61上，滑板加劲肋665的底部焊接在外滑板661上，可提高该千斤顶64安装架的结构稳定性，在外滑板661与台车架62碰撞时保证其耐冲撞性能。进一步优选地，每一支撑柱61通过多台液压千斤顶64支撑，各液压千斤顶64均收容于上述的内滑板662的内腔中，本实施例中，如图5，每个支撑柱61配置两台液压千斤顶64，两台液压千斤顶64协同受力、配合工作，共同控制该支撑柱61所承担的荷载，结构稳定、工作可靠，响应速度快。

作为优选的实施例，如图3，所述圆环形轨道7有多道且同心布置，每道所述圆环形轨道7上均布置有多台所述滚轮小车6。采用同心圆的方式布置多个支撑点，转体支撑效果更好，防倾覆能力更强，均匀传递荷载的效果更佳。

进一步优选地，如图1-图3，该多支撑点桥梁转体系统还包括定位销轴8，所述定位销轴8上下两端分别可转动安装于所述转盘3和所述下部承台4上且轴线经过所述圆环形轨道7的圆心。该定位销轴8一方面在转体过程中作为基准轴，保证转盘3转动运动的稳定性，另一方面，在转盘3施工过程中可作为基准参考，保证施工精度。

进一步优选地，如图3，各所述支撑柱61的轴线均与所述桥墩2外壁共面，也即是均位于桥墩2外壁所在的曲面内，可以理解地，对于方形结构的桥墩2，每道圆环形轨道7上行走的滚轮小车6为4辆，该4辆滚轮小车6呈矩形状排布，即分别位于矩形的四个角部，这种布置结构对于上方荷载的传递更为直接快捷，转体施工也更为稳定，各支撑点在平面内布置较为分散，且与旋转中心的距离相对较大，抗倾覆能力得以显著地提升。

可以理解地，在上述承台4上还布置有用于驱动各滚轮小车6行走的动力系统65，本实施例中，该动力系统65包括环形齿条、与齿条啮合的齿轮、与台车架62固定连接的减速机架、驱动齿轮转动的变频电机和减速机，环形齿条焊接在圆环形轨道7梁上，变频电机和减速机通过减速机架固定在台车架62上。

本发明实施例还涉及采用上述的多支撑点桥梁转体系统进行桥梁转体施工的方法，包括如下步骤：

S1，施作所述下部承台结构，在下部承台4上安装圆环形轨道7；其中，优选地，圆环形轨道7为同心布置的两道，圆环形轨道7高约30cm，径向宽度约150cm，采用钢板焊接而成的箱型结构，并且内设多道加强腹板；

S2：在下部承台4上施作临时支撑，在所述临时支撑上安装各所述支撑柱61，在各所述支撑柱61上方立模浇筑所述转盘3以及桥墩2，在桥墩2墩顶支架现浇或拼装待转体梁体1；对于设置有定位销轴8的情况，还需在下部承台4上安装定位销轴8；

S3：将各带行走机构63的台车架62布置在所述圆环形轨道7上，将所述液压千斤顶64安装在对应的台车架62与支撑柱61之间；

S4：调节所述液压千斤顶64的顶伸高度，使各所述液压千斤顶64均匀承受上方荷载；

S5：拆除所述临时支撑，在下部承台4上安装滚轮小车6行走驱动机构；

S6：驱动各所述滚轮小车6行走，使所述转盘3转动至设计位置，完成桥梁的转体。

以(200+294)m独塔双索面斜拉桥的转体施工为例，桥面宽度37.5m，转体重量3.2万吨。采用单球铰转体时，球铰直径约5.0m，制造及运输十分困难，且桥墩2横向宽度28m，转盘3横向尺寸需34m，仅靠单支点(球铰)支撑时，转盘3结构受力难以满足要求。而采用上述实施例提供的多支撑点桥梁转体系统，如图3中所示，在转盘3底部设置8个带动力系统65的支撑点，上部荷载的传力途径为：桥墩2—转盘3—支撑点—承台4—桩基5。荷载传递较为均匀，单个支撑点最大反力40000kN，对桥墩2及转盘3、承台4的受力性能有较大改善。在上述方法中，S4中，基于每个支撑柱61配置两台千斤顶64的情况，以控制每台千斤顶64均匀承受40000kN的荷载为佳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多支撑点桥梁转体系统，包括下部承台结构，其特征在于：还包括用于支撑待转体桥梁的转盘，于下部承台上设有圆环形轨道，且于所述圆环形轨道上行走布置有多台滚轮小车，每台所述滚轮小车包括台车架、安装于所述台车架底部的行走机构以及安设于所述台车架台面上的支撑柱，各所述支撑柱均与所述转盘底部固连并共同承托所述转盘，各所述支撑柱分别通过液压千斤顶与对应的所述台车架连接，通过所述液压千斤顶控制对应的所述支撑柱所承担的荷载。

2.如权利要求1所述的多支撑点桥梁转体系统，其特征在于：所述圆环形轨道有多道且同心布置，每道所述圆环形轨道上均布置有多台所述滚轮小车。

3.如权利要求1或2所述的多支撑点桥梁转体系统，其特征在于：所述转盘为圆柱形转盘，且其轴线经过所述圆环形轨道的圆心。

4.如权利要求1所述的多支撑点桥梁转体系统，其特征在于：还包括定位销轴，所述定位销轴上下两端分别可转动安装于所述转盘和所述下部承台上且轴线经过所述圆环形轨道的圆心。

5.如权利要求1所述的多支撑点桥梁转体系统，其特征在于：所述滚轮小车还包括用于对所述支撑柱升降运动进行导向的导向结构。

6.如权利要求5所述的多支撑点桥梁转体系统，其特征在于：所述导向结构包括呈柱环形且安装于所述下部承台上的内滑板以及呈柱环形且安装于所述支撑柱底部的外滑板，所述外滑板同轴套设于所述内滑板外且可相对于所述内滑板上下滑动，所述液压千斤顶收容于对应的所述内滑板中。

7.如权利要求1所述的多支撑点桥梁转体系统，其特征在于：各所述液压千斤顶均为自适应液压千斤顶。

8.如权利要求1、6或7所述的多支撑点桥梁转体系统，其特征在于：每一所述支撑柱通过多台所述液压千斤顶支撑。

9.如权利要求1或2所述的多支撑点桥梁转体系统，其特征在于：所述待转体桥梁包括桥墩和梁体，各所述支撑柱的轴线均与所述桥墩外壁共面。

10.采用如权利要求1至9中任一项所述的多支撑点桥梁转体系统进行桥梁转体施工的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，施作所述下部承台结构，在下部承台上安装圆环形轨道；

S2：在下部承台上施作临时支撑，在所述临时支撑上安装各所述支撑柱，在各所述支撑柱上方立模浇筑所述转盘以及桥墩，在桥墩墩顶支架现浇或拼装待转体梁体；

S3：将各带行走机构的台车架布置在所述圆环形轨道上，将所述液压千斤顶安装在对应的台车架与支撑柱之间；

S4：调节所述液压千斤顶的顶伸高度，使各所述液压千斤顶均匀承受上方荷载；

S5：拆除所述临时支撑，在下部承台上安装滚轮小车行走驱动机构；

S6：驱动各所述滚轮小车行走，使所述转盘转动至设计位置，完成桥梁的转体。