CN111676833A - 一种免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种免称重、免配重极不对称梁水平转体施工装置及施工方法，它包括上、下球铰、承重撑脚、普通撑脚、砂箱、牵引索、反力座、动力装置等，球铰和承重撑脚作为支撑系统承担上部荷载，其中球铰承担上部的竖向荷载，同时可利用球铰的摩擦力矩抵消部分不平衡力矩，承重撑脚承担两侧梁跨度不对称引起的部分或全部不平衡力矩，从而保证上部结构在不加配重的情况下处于平衡状态，并且不再需要进行称重试验，因此节省了称重试验和施加配重的时间和费用，进一步加快了桥梁施工速度，对加快桥梁建设速度、节省造价具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置及施工方法，属于桥梁施工方法技术领域。
背景技术
桥梁转体施工是指利用有利地形和支架将半桥进行预制，然后通过机械设备将半桥旋转到桥位轴线位置并合拢成桥。转体施工能够利用有利地形预制桥梁，施工过程中不影响临近交通，且施工设备少、工序简单、施工速度快，尤其在桥梁跨越河流、峡谷、铁路或公路干线时具有显著优势，已经广泛应用桥梁工程建设。但实际工程中常出现两侧梁跨度不对称的情况，导致两侧桥体重量差距较大，产生很大的不平衡力矩。为保证水平转体时梁体处于平衡状态，一般先进行称重试验，确定不平衡力矩，然后制定配重方案，施加配重，使上部梁体处于平衡状态。但随着桥梁吨位以及两端不对称性的增大，称重试验以及配重的施加难度越来越大，耗费的时间、费用越来越高。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中提到的问题，提出一种免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置及施工方法，提出一种免称重、免配重的适用于极不对称梁水平转体施工方法，能够节省承重试验和配重的时间和费用，加快桥梁建设速度、降低造价，对于桥梁转体施工技术的进一步推广与应用具有重要意义。
本发明提出一种免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，包括两个千斤顶、上球铰、上转盘、承重撑脚、若干砂箱、滑道、牵引索、两个反力支座、若干普通撑脚和下球铰，所述滑道呈环形，其上安装有若干砂箱，所述下球铰位于滑道的中心，所述下球铰上依次安装有上球铰和上转盘，所述上球铰和下球铰通过中心的定位销轴连接，所述上转盘下嵌有承重撑脚和若干普通撑脚，所述承重撑脚布置在梁体跨度较大一侧，承担两侧不对称梁体引起的部分或全部不平衡弯矩，还能利用下球铰的摩擦力矩抵消部分不平衡力矩，所述上转盘上预埋有牵引索，所述牵引索的两个牵引端分别依次穿过反力支座和千斤顶。
优选地，承重撑脚和普通撑脚的区别在于前者承担上部梁体不对称引起的不平衡弯矩，后者仅作为保护措施，普通撑脚与滑道之间留有空隙，只有上部梁体倾覆的情况下普通撑脚才会与滑道接触。
优选地，所述上球铰下球铰之间设置聚四氟乙烯滑片和黄油，以便减小摩擦。
优选地，所述承重撑脚为钢管混凝土柱，内填微膨胀混凝土。
优选地，所述承重撑脚与滑道之间设置低摩擦系数材料。
优选地，所述低摩擦系数材料为聚四氟乙烯滑片。
优选地，两个千斤顶在牵引索上施加相同大小、方向相反的力，从而形成力矩，带动上转盘发生转动。
本发明所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置及施工方法的有益效果为：
1、与现有技术相比，所述的一种免称重免配重极不对称梁水平转体施工方法通过设置承重撑脚承担上部的不平衡力矩，不再需要进行承重试验，也不需要加配重，因此节省承重试验以及施加配重的费用和时间，能够进一步加快施工速度、降低造价。
2、该方法传力路径明确，合理可行，具有很好的应用前景。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是本发明所述的一种免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置立体结构示意图；
图2是本发明所述的一种免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置系统受力示意图，其中向下的箭头表示竖向力，弧形的箭头表示不平衡力矩；
图中：1-千斤顶；2-上球铰；3-上转盘；4-承重撑脚；5-砂箱；6-滑道；7-牵引索；8-反力支座；9-普通撑脚；10-下球铰。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1-2说明本实施方式。本实施方式所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，包括两个千斤顶1、上球铰2、上转盘3、承重撑脚4、若干砂箱5、滑道6、牵引索7、两个反力支座8、若干普通撑脚9和下球铰10，所述滑道6呈环形，其上安装有若干砂箱5，所述下球铰10位于滑道6的中心，所述下球铰10上依次安装有上球铰2和上转盘3，所述上球铰2和下球铰11通过中心的定位销轴连接，所述上转盘3下嵌有承重撑脚4和若干普通撑脚9，所述承重撑脚4布置在梁体跨度较大一侧，承担两侧不对称梁体引起的部分或全部不平衡弯矩，还能利用下球铰10的摩擦力矩抵消部分不平衡力矩，所述上转盘3上预埋有牵引索7，所述牵引索7的两个牵引端分别依次穿过反力支座8和千斤顶1。
所述的免称重、免配重极不对称梁水平转体施工装置，包括支撑系统、平衡系统和牵引系统三部分；所述支撑系统包括上球铰2、下球铰10，以及在梁体跨度较大一侧布置的承重撑脚4，所述承重撑脚4为钢管混凝土组合柱，该撑脚与滑道6之间用一块四氟乙烯板填充，使该撑脚落地，撑脚承担两侧梁跨度不对称导致的不平衡弯矩，上、下球铰承担竖向轴压力。
所述上球铰2与下球铰10之间布置聚四氟乙烯滑片，并涂抹黄油，上、下球铰中心用定位销轴连接。承重撑脚2与滑道3间设聚氟乙烯板以减小摩擦，上、下球铰之间设聚四氟乙烯滑片并涂抹黄油以减小摩擦。
所述平衡系统包括砂箱5和普通撑脚9，分别作为桥梁预制期间的和转体期间的平衡装置，转体过程中移除砂箱5，普通撑脚9与滑道6之间预留空隙，正常情况下普通撑脚9与滑道6之间不接触，仅作为防护措施使用，一旦出现意外倾倒，普通撑脚着地并使得桥梁处于平衡状态，普通撑脚9与滑道6之间放置四氟乙烯板。
承重撑脚4和普通撑脚9均嵌入上转盘3中，均为圆钢管混凝土柱，内填微膨胀混凝土，可充分用钢材与混凝土两种材料的优势，克服二者的缺点，混凝土处于三向受压状态，大大提高混凝土的强度和延性，同时混凝土作为钢管的支撑，降低了钢管出现屈曲的可能性。钢管与混凝土之间的组合作用，使得该类构件承载能力高、延性好。
所述牵引系统包括牵引反力支座8、牵引索7、千斤顶1和液压泵等，牵引索7预埋在上转盘3中，通过两个千斤顶1施加大小相等、方向相反的力从而形成力矩，转动上转盘3及上部梁桥，根据实际需要，也可设置助推反力座等辅助装置。
本发明所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置的施工方法为：
(1)施工下承台，安装下球铰10；
(2)安装滑道6，并进行下承台二次浇筑；
(3)清理下球铰10球面，安装聚四氟乙烯滑片，吊装销轴，涂抹黄油，安装上球铰2；
(4)浇筑反力座8，安装承重撑脚4、砂箱5和普通撑脚9，安装上转盘3底模，安装牵引索7，安装上转盘3钢筋笼并浇筑混凝土；
(5)施工上部墩身和梁体；
(6)解除上下球铰锁定限位，拆除砂箱5，通过千斤顶1施加两个大小相等、方向相反的力，形成转动力矩，实现上部梁体转动。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，其特征在于，包括两个千斤顶(1)、上球铰(2)、上转盘(3)、承重撑脚(4)、若干砂箱(5)、滑道(6)、牵引索(7)、两个反力支座(8)、若干普通撑脚(9)和下球铰(10)，所述滑道(6)呈环形，其上安装有若干砂箱(5)，所述下球铰(10)位于滑道(6)的中心，所述下球铰(10)上依次安装有上球铰(2)和上转盘(3)，所述上球铰(2)和下球铰(10)通过中心的定位销轴连接，所述上转盘(3)下嵌有承重撑脚(4)和若干普通撑脚(9)，所述承重撑脚(4)布置在梁体跨度较大一侧，承担两侧不对称梁体引起的部分或全部不平衡弯矩，还能利用下球铰(10)的摩擦力矩抵消部分不平衡力矩，普通撑脚(9)与滑道之间留有空隙，仅作为保护措施，所述上转盘(3)上预埋有牵引索(7)，所述牵引索(7)的两个牵引端分别依次穿过反力支座(8)和千斤顶(1)。
2.根据权利要求1所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，其特征在于，通过承重撑脚(4)承担上部梁体不对称引起的不平衡弯矩，避免了传统方法中先承重、然后加配重以抵消不平衡弯矩的工序，大大节省了时间和成本。
3.根据权利要求1所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，其特征在于，所述上球铰(2)与下球铰(10)之间设置聚四氟乙烯滑片和黄油，以便减小摩擦。
4.根据权利要求1所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，其特征在于，所述承重撑脚(4)为钢管混凝土柱，内填微膨胀混凝土。
5.根据权利要求1所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，其特征在于，所述承重撑脚(4)与滑道(6)之间设置低摩擦系数材料。
6.根据权利要求5所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，其特征在于，所述低摩擦系数材料为聚四氟乙烯滑片。
7.根据权利要求1所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，其特征在于，所述普通撑脚(9)与滑道(6)之间留有间隙，正常情况不会与滑道(6)接触，若上部梁体倾覆，普通撑脚(9)则与滑道(6)接触并保持平衡。
8.根据权利要求1所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，其特征在于，所述普通撑脚(9)与滑道(6)之间放置四氟乙烯板。
9.根据权利要求1所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置，其特征在于，两个千斤顶(1)在牵引索(7)上施加相同大小、方向相反的力，从而形成力矩，带动上转盘(3)发生转动。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的免称重免配重极不对称梁水平转体施工装置的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)施工下承台，安装下球铰(10)；
(2)安装滑道(6)，并进行下承台二次浇筑；
(3)清理下球铰(10)球面，安装聚四氟乙烯滑片，吊装销轴，涂抹黄油，安装上球铰(2)；
(4)浇筑反力座8，安装承重撑脚(4)、砂箱(5)和普通撑脚(9)，安装上转盘(3)底模，安装牵引索(7)，安装上转盘(3)钢筋笼并浇筑混凝土；
(5)施工上部墩身和梁体；
(6)解除上下球铰锁定限位，拆除砂箱(5)，通过千斤顶(1)施加两个大小相等、方向相反的力，形成转动力矩，实现上部梁体转动。
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|---|---|---|---|---|
| CN112609596A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-04-06 | 中铁七局集团武汉工程有限公司 | 超大吨位宽幅多隔板连续梁称重与配重方法 |
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