CN110761187B - 一种桥梁水平转体施工的主动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥梁水平转体施工的主动控制方法。按如下步骤施工：(1)将预制好的位于转盘转动体系上的桥梁结构先经称重测试得出桥梁结构的不平衡弯矩和球铰摩擦系数，然后进行一次配重，使结构相对于转体中心处于理想平衡状态；(2)在沿主梁轴线方向与转盘转动体系的环道交点位置的环道顶部设置两个对称的并可在环道上滑动的主动支撑点，所述主动支撑点的顶部与转盘转动体系的上转盘底部接触，在桥梁结构的任一悬臂侧设置可克服转盘转动体系的球铰转动摩擦力矩的二次配重，使主动支撑点受力，将转体结构的支撑状态由球铰中心支撑状态转换为由球铰和主动支撑点共同支撑的简支受力状态，桥梁转体在简支状态下进行转体施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥梁水平转体施工的主动控制方法，用于桥梁水平转体施工，属于桥梁施工技术领域。
背景技术
桥梁转体施工是近代较为流行的一种桥梁施工方法，广泛适用于各类型桥梁施工，尤其对于跨越既有线、深沟峡谷等特殊条件下的桥梁施工，具有施工迅速，对桥下结构物影响范围小时间短的显著优势。常见的桥梁转体施工是将桥梁整跨或从跨中分成两个半跨，在适当位置设置转盘转动体系，再按照对称平衡的原则进行预制，预制完成后转动体系的重心基本落在转盘转动中心处，再利用牵引设施转动转盘，将桥梁水平转动至设计位置的施工方法。其主要特点是：施工设备较少，工序简单，施工速度快。
转盘转动体系一般主要由上转盘、下转盘、球铰、环道和撑脚组成。水平转体过程中，桥梁结构整体支撑于球铰上，通过转盘的转动带动桥梁结构水平转体到设计位置。为确保转动效果，一般需先将结构配重达到理想平衡，形成中心受力条件后再进行转体施工。
实际转体施工过程中，桥梁结构处于理想平衡状态，由于球铰安装存在不可避免的误差，同时受施工过程中自然环境中风力等其他因素影响，转体过程中不可避免的存在随机摇摆和震荡，势必对结构造成冲击，若摇摆和震荡较为明显，将严重影响转体施工过程中的结构安全性和整体稳定性。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种能够大大提高桥梁结构在水平转体过程中的整体稳定性和安全性的桥梁水平转体施工的主动控制方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种桥梁水平转体施工的主动控制方法，桥梁结构采用转盘转动体系进行水平转体，其特征是：按如下步骤施工：(1)将预制好的位于转盘转动体系上的桥梁结构先经称重测试得出桥梁结构的不平衡弯矩和球铰摩擦系数，然后进行一次配重，使结构相对于转体中心处于理想平衡状态；(2)在沿主梁轴线方向与转盘转动体系的环道交点位置的环道顶部设置两个对称的并可在环道上滑动的主动支撑点，所述主动支撑点的顶部与转盘转动体系的上转盘底部接触，在桥梁结构的任一悬臂侧设置可克服转盘转动体系的球铰转动摩擦力矩的二次配重，使主动支撑点受力，将转体结构的支撑状态由球铰中心支撑状态转换为由球铰和主动支撑点共同支撑的简支受力状态，桥梁转体在简支状态下进行转体施工。
本发明通过对转体结构进行主动偏心，并对偏心力进行主动控制的方式，将转动过程中的转体结构的支撑状态由球铰中心单一支撑状态转换为球铰和主动支撑点共同支撑的简支受力状态，采用这种方法，可有效提高结构转体过程中的结构整体稳定性，施工安全、简便。转体施工过程中，主动支撑点沿环道与上转盘同时转动，直至水平转体完成，转体过程中，即使环道存在不平整，转体结构也能随之自动进行发生刚体位移转动，使结构的整体支撑状态一直处于简支状态，从而达到转体过程中结构平稳支撑的目的。
进一步的，为保证主动支撑点有效受力，设置二次配重时，每个主动支撑点承受的竖向荷载为500～1000kN。
进一步的，为保证主动支撑点与上转盘不发生相对滑移，所述主动支撑点的顶部与转盘转动体系的上转盘接触面为粗糙摩擦面。粗糙摩擦面可提供较大水平摩擦力，可确保主动支撑点与上转盘不发生相对滑移。
进一步的，所述主动支撑点的底部与环道间设置有滑板，在滑板与环道间涂有润滑剂。通过设置滑板并涂润滑剂，形成滑动摩擦副，水平摩擦力小，可方便主动支撑点与环道顶面发生相对滑动。
进一步的，为便于施工，所述主动支撑点为装配式结构。
进一步的，所述主动支撑点包括有滑靴、千斤顶、顶部传力锁定装置，所述滑靴设置在底部，所述顶部传力锁定装置设置在所述滑靴的上方，所述千斤顶设置在所述滑靴和所述顶部传力锁定装置之间，所述滑靴和所述顶部传力锁定装置之间通过保险销连接。通过千斤顶可将顶部传力锁定装置方便地顶起，使主动支撑点能快速安装到位，滑靴可与环道配合进行滑动。
进一步的，为便于调整主动支撑点的高度，在所述顶部传力锁定装置的顶部设置有钢板抄垫。
本发明的有益效果是：本发明通过设置主动支撑点，将转体结构的支撑状态由理想中心支撑状态优化成为简支支撑受力状态，转体过程中，即使环道存在不平整，转体结构也能随之自动进行发生刚体位移转动，使结构的整体支撑状态一直处于简支状态，从而达到转体过程中结构平稳支撑的目的，有效提高了结构转体过程中的结构整体稳定性和安全性，且本发明中的主动支撑点为后设置的支撑点，施工方便，质量控制难度小，施工安全、简便。本发明的支撑结构构造简单，投入少，具有良好的经济效益。本发明的方法尤其适用于跨公路和铁路施工的桥梁，状态结构一直处于简支受力状态，大大降低了结构倾覆的风险，具备不中断既有线运营施工的可能性，具有良好的社会效益。
附图说明
图1是理想平衡状态下的桥梁结构支撑状态示意图；
图2是带主动支撑点的转体结构支撑状态示意图；
图3是图2中的A-A示意图；
图4是主动支撑点的结构示意图；
图5是图4的俯视图；
图6是图4的侧视图；
图7是主动支撑点与转盘转动体系的相互关系示意图；
图中，1是上转盘，2是下转盘，3是球铰，4是环道，5是撑脚，6是主动支撑点，7是滑靴，8是千斤顶，9是顶部传力锁定装置，10是保险销，11是滑板，12是钢板抄垫。
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例并结合附图对本发明作进一步的说明：
现以某曲线斜拉索转体施工为例，结合说明书附图，对本发明作进一步描述：
本实施例中，主动支撑点6的结构如附图4-图6所示：主动支撑点6包括有滑靴7、千斤顶8、顶部传力锁定装置9，滑靴7设置在底部，顶部传力锁定装置9设置在滑靴7的上方，滑靴7和顶部传力锁定装置9的四角均设置有支腿，支腿上均设置有销孔，滑靴7和顶部传力锁定装置9通过两者的支腿利用保险销连接。所述千斤顶8设置在所述滑靴7和所述顶部传力锁定装置9之间。
本实施例中的转盘转动体系即转体结构为现有技术，主要包括上转盘1、下转盘2、球铰3、环道4、撑脚5。
本实施例中，在主动支撑点6的底部与环道4间设置有滑板11，在顶部传力锁定装置9设置有钢板抄垫12。
(1)某桥设计桥位与铁路线斜交，桥梁结构在线路一侧先预制完成，完成体系转换和称重测试后，测试得出桥梁结构的不平衡弯矩和球铰摩擦系数，对结构进行一次配重，使桥梁结构的自身重量与转体结构的重量主要由球铰3承受，如图1所示。
(2)根据称重测试的结果可确定球铰3沿顺桥梁轴线方向的转动摩擦力矩，按照安装拆除方便的原则选择桥梁任一侧进行二次配重。配重之前，应先在配重侧的环道4顶面对称安装两个主动支撑点6。主动支撑点的设置如附图2-3所示。
(3)主动支撑点6安装时，先将环道4顶面清理干净并涂抹润滑剂，再依次安装滑板11、滑靴7、千斤顶8、顶部传力锁定装置9和钢板抄垫12。钢板抄垫12的高度应根据实际情况进行选取，以方便保险销10的安装。钢板抄垫12安装完成后，利用千斤顶8起顶，在滑靴7和顶部传力锁定装置9之间安装保险销10，完成主动支撑点6的安装。
(4)二次配重的原则为：配重对球铰中心产生的顺桥梁轴线方向的力矩大于球铰沿顺桥梁轴线方向的转动摩擦力矩，并可让两个主动支撑点6分别承受500～1000kN的竖向压力。
(5)二次配重完成后，千斤顶8起顶，拆除保险销10，校核二次配重完成后主动支撑点顶力是否满足要求。满足要求后，重新安装保险销10，即可准备进行正式转体施工。
(6)转体施工过程中，主动支撑点6沿环道4与上转盘1同时转动，直至水平转体完成。主动支撑点与转盘转动体系的相互关系如附图7所示。
本发明中，由于设置了主动支撑点，转动过程中，由于主动支撑点存在竖向顶力，使整个转动体系支撑状态由球铰中心单一支撑状态转换为球铰和主动支撑点共同支撑的简支受力状态，转体过程中，即使环道存在不平整，转体结构也能随之自动进行发生刚体位移转动，使结构的整体支撑状态一直处于简支状态，从而达到转体过程中结构平稳支撑的目的。本发明可广泛应用于桥梁转体施工中，能够大大提高转体过程中的结构整体稳定性和安全性。
如本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。
Claims (3)
1.一种桥梁水平转体施工的主动控制方法，桥梁结构采用转盘转动体系进行水平转体，其特征是：按如下步骤施工：(1)将预制好的位于转盘转动体系上的桥梁结构先经称重测试得出桥梁结构的不平衡弯矩和球铰摩擦系数，然后进行一次配重，使结构相对于转体中心处于理想平衡状态；(2)在沿主梁轴线方向与转盘转动体系的环道交点位置的环道顶部设置两个对称的并可在环道上滑动的主动支撑点，所述主动支撑点的顶部与转盘转动体系的上转盘底部接触但不连接为一体，在桥梁结构的任一悬臂侧设置可克服转盘转动体系的球铰转动摩擦力矩的二次配重，使主动支撑点受力，将转体结构的支撑状态由球铰中心支撑状态转换为由球铰和主动支撑点共同支撑的简支受力状态，桥梁转体在简支状态下进行转体施工；所述主动支撑点的顶部与转盘转动体系的上转盘接触面为粗糙摩擦面；所述主动支撑点包括有滑靴(7)、千斤顶(8)、顶部传力锁定装置(9)，所述滑靴(7)设置在底部，所述顶部传力锁定装置(9)设置在所述滑靴(7)的上方，所述千斤顶(8)设置在所述滑靴(7)和所述顶部传力锁定装置(9)之间，所述滑靴(7)和所述顶部传力锁定装置(9)之间通过保险销(10)连接；设置二次配重时，每个主动支撑点承受的竖向荷载为500～1000kN。
2.根据权利要求1所述的桥梁水平转体施工的主动控制方法，其特征是：所述主动支撑点的底部与环道间设置有滑板(11)，在滑板(11)与环道间涂有润滑剂。
3.根据权利要求2所述的桥梁水平转体施工的主动控制方法，其特征是：在所述顶部传力锁定装置(9)的顶部设置有钢板抄垫(12)。
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