CN111778875B - 一种滚轮式撑脚、桥梁转体系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种滚轮式撑脚、桥梁转体系统及方法，滚轮式撑脚包括支撑壳体，支撑壳体的下部与滚轮转动连接，支撑壳体用于连接上承台的下端面，滚轮能够沿下承台的上端面行走，滚轮的中心轴线与支撑壳体上端面之间的距离能够调节。桥梁转体系统利用了所述的滚轮式撑脚实现桥梁施工时的转体过程。

Description

一种滚轮式撑脚、桥梁转体系统及施工方法

技术领域

本公开属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种滚轮式撑脚、桥梁转体系统及施工方法。

背景技术

桥梁转体施工是桥梁沿着已有线路、河流以及障碍物方向侧位制作成形，然后转体到设计桥位的施工技术。目前大跨径桥梁数目不断增多，主梁重量逐渐增加，仅依靠单一转体支座或转体球铰而导致不平衡力矩过大等问题，使整个主梁在转体过程中，抗倾覆能力差，转体误差大，存在安全隐患。一些桥梁转体系统具有撑脚结构，转体上部结构的重量主要通过转体球较或转体弧面支撑件承担。当由于外部荷载或者施工因素等，导致转体结构产生不平衡力矩后，撑脚结构开始承担不平衡荷载，维持结构稳定。因此，撑脚作为转体桥梁安全防护的第二道防线，具有重要作用。

发明人认为，这些具有撑脚结构的转体系统，其撑脚结构在竖直方向的高度不变，在主梁发生倾斜时，部分撑脚结构向上翘起，另一侧撑脚结构会承担较大的载荷，撑脚的高度不能随着主梁的倾斜进行调节。

同时在桥梁转体完成后，需要利用顶推千斤顶与钢丝绳等部件来调整转体结构上部主梁的线性，以便于实现桥梁的合龙，单纯依靠顶推千斤顶及钢丝绳提供牵引力，容易造成钢丝绳的断裂，产生事故；现有的撑脚结构在主梁线型调节的过程中无法发挥作用。

在其中一种桥梁转体系统中，采用中心球铰与滚轮小车共同受力，克服了传统单球铰转体荷载造成下部承台结构受力不均匀的问题。但是，没有设置侧向支撑，无法保证桥梁转体施工过程中侧向倾覆隐患安全，并且滚轮小车不可拆卸，成本高。

在另一种不对称状态桥梁转体系统中，通过设置辅助支撑系统来完成桥梁转体，解决了不平衡桥梁转体施工带来的弯矩较大问题。然而，在桥梁转体过程前，该设计及施工方法不能控制辅助支撑系统中的滚轮小车处于静止状态。

发明内容

本公开的目的是提供一种滚轮式撑脚、桥梁转体系统及方法，能够解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本公开的第一方面提供一种滚轮式撑脚，包括支撑壳体，支撑壳体的下部与滚轮转动连接，支撑壳体用于连接上承台的下端面，滚轮能够沿下承台的上端面行走，滚轮的中心轴线与支撑壳体上端面之间的距离能够调节。

本公开的第二方面提供一种桥梁转体系统，在上承台与下承台之间设置有转体支座、以及多个所述的滚轮式撑脚，多个滚轮式撑脚以转体支座为中心，沿圆周方向布置。

本公开的第三方面提供一种桥梁转体方法，利用了所述的桥梁转体系统，包括以下步骤：

完成桥梁转体系统的施工；

拆除胎架，使得滚轮式撑脚能够支撑上承台；

以转体支撑件为中心，上承台带动墩柱及主梁完成转体；

当上承台的某处发生升降时，相应位置的滚轮式撑脚升降，以平衡上承台中各处的相对高度；

桥梁转体完毕，升降相应的滚轮式撑脚，以调整上承台的姿态，进而调整桥梁的线型；

注浆以永久固定下承台、上承台、滚轮式撑脚和转体支撑件。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

本公开中滚轮式撑脚中，滚轮的转动轴线与支撑壳上端的距离能够调节，即滚轮式撑脚的高度能够调节，能够在转体结构上方主梁带动上承台倾斜时，顶升与翘起位置对称侧的滚轮式撑脚，调整上承台的位姿状态，减少转体系统及上方主梁等结构倾覆的概率。

采用高度能够调节的滚轮式撑脚，在桥梁转体完成后，桥梁合龙时的主梁线型调节时，利用滚轮式撑脚的升降能够辅助或者替代利用钢丝绳与千斤顶的组合，增加了撑脚的功能；减少了因钢丝绳断裂造成工程事故的概率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本公开实施例中1整体结构主视方向示意图；

图2为图1中A-A视向的剖面视图；

图3为本公开实施例1中活塞杆回缩时的示意图；

图4为本公开实施例1中活塞杆伸出时的示意图；

图5为本公开实施例1中两个壳板分离时的示意图；

图6为本公开实施例2中整体结构与桥墩及主梁等结构配合的示意图；

图7为本公开实施例2中控制器与液压泵等部分结构的示意图；

图8为本公开实施例2中下承台与环形滑道等部分结构的俯视示意图；

图9为本公开实施例2中滚轮式撑脚与限位侧板等部分结构的轴测示意图；

图10为本公开实施例2中多个滚轮式撑脚成组使用的示意图；

图11为本公开实施例2中胎架的轴测示意图；

图12为本公开实施例2中盖板的轴测示意图。

图中：1、主梁；2、桥墩；3、上承台；4、牵引反力座；5、下承台；6、牵引索；7、顶推千斤顶；8、转体支座；9、转体支座垫石；10、剪力钉；11、滚轮式撑脚；12、油管；13、千斤顶油泵；14、控制器；15、环形滑道；16、激光测距仪；17、上盖板；18、下盖板；19、第一壳体；20、支撑壳固定螺栓；21、连接孔；22、第二壳体；23、滚轮转轴；24、滚轮转轴固定螺母；25、滚轮；26、液压千斤顶；27、活塞杆；28、加劲肋；29、油管进出口；30、胎架；31、横杆；32、胎架底座；33、立柱螺母；34、导轮悬臂；35、侧向导轮；36、侧向导轮螺栓；37、限位侧板；38、立柱；39、连接耳板；40、横杆连接螺栓；41、横杆连接螺母；42、立柱顶托；43、凹槽；44、水准泡；45、导轮悬臂螺栓；46、导轮悬臂螺母；47、侧向导轮螺母；48、环形滑槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

如图1-图5所示，本实施例提供一种滚轮式撑脚，包括支撑壳体，支撑壳体的下部与滚轮转动连接，支撑壳体用于连接上承台3的下端面，滚轮能够沿下承台5的上端面行走，滚轮的中心轴线与支撑壳体上端面之间的距离能够调节。

需要指出的是，本实施例中滚轮式撑脚结构成对使用，即附图1-附图5中提供的都是两个滚轮式撑脚结构共同使用时的示意图。

所述支撑壳体包括与上承台3固定的第一壳体19，第一壳体19下方设有第二壳体22，第二壳体22与滚轮25转动连接；第一壳体19与第二壳体22之间安装有直线伸缩件，以调节第一壳体19与第二壳体22之间的距离。

在本实施例中，为了便于实现直线伸缩部件的安装，所述第一壳体19包括两个壳板，两个壳板可拆卸连接。

具体的，在第一壳体中两个壳板的外侧面分别设置连接板，连接板中设置连接孔21，在连接孔21中设置支撑壳固定螺栓20，利用支撑壳固定螺栓来实现第一壳体中两个壳板的可拆卸固定连接。

同时，在第二壳体22的下端设置安装口，安装口处设置滚轮25，滚轮25通过滚轮转轴23与第二壳体22固定连接，滚轮转轴23通过转轴固定螺母24与第二壳体22固定。

具体的，第一壳体19为筒形结构，在本实施例中，第一壳体19的下端通过端盖封堵，可以理解的是，端盖随两个壳板分离布置，为了加强端盖处的结构强度，在端盖的上表面设置加劲肋28。

具体的，在本实施例中，直线伸缩部件采用液压千斤顶26，液压千斤顶26的缸体固定安装在第一壳体19的内腔中，液压千斤顶26中的活塞杆27竖直向下伸出，活塞杆27的末端与第二壳体的上端固定连接。可以理解的是，在端盖处设置输出孔，以使得液压千斤顶26放入活塞杆27能够从第一壳体中伸出。

第二壳体22的顶部具有螺纹槽，与活塞杆27末端的外螺纹相匹配，且在第二壳体22的两侧对称预留滚轮转轴23的孔道。

为了实现液压千斤顶的供油，需要在第一壳体的侧壁处设置油管进出口29，油管12穿过油管进出口29，油管的一端与液压千斤顶的内腔连通，另一端与千斤顶油泵13连通。

滚轮式撑脚11减小了撑脚滑动摩擦力，提高了转体桥梁抗倾覆稳定性，且当桥梁在转体过程中存在不平衡力矩时，直线伸缩部件起到了顶升的作用，进而实现了梁体姿态。

在本实施例中，为了实现第一壳体19与上承台3的固定连接，在第一壳体的上端安装下盖板18，下盖板18的上端面处固定安装上盖板17，在上盖板17的上表面设置剪力钉10，在上承台制作时，将剪力钉10浇筑进入上承台中。

实施例2

本实施例提供一种桥梁转体系统，可以理解的是，应包括现有桥梁转体系统中的上承台3、下承台5和转体支座8，在下承台5的上表面应该设置牵引索6和顶推千斤顶7，利用牵引索和顶推千斤顶7的配合为桥梁的转体提供牵引力。

具体的，转体系统还应包括所述的滚轮式撑脚11，多个滚轮式撑脚11以转体支座8为中心，沿圆周方向布置。

所述下承台5的上端面环绕转体支座8设置有限位侧板37，限位侧板37的内壁处形成环形滑槽48，第一壳体的侧面安装有转动轴线竖直的侧向导轮35，侧向导轮35能够沿环形滑槽48行走。

具体的，第一壳体19的外侧面通过导轮悬臂螺栓45、导轮悬臂螺母46与导轮悬臂固定连接，导轮悬臂通过轴杆以及侧向导轮螺母47与侧向导轮转动连接，其部件的材质均为钢材。为保证在转体过程中梁体的稳定，在下承台5的外缘设置所述限位侧板37，材质为混凝土。侧向导轮35与导轮悬臂之间通过侧向导轮螺栓36与侧向导轮螺母47连接，保证侧向导轮35能够转动。

在本实施例中，所述下承台5的下方均布设置有多组撑脚组件，每个撑脚组件包括多个滚轮式撑脚11，撑脚组件包括盖板，第一壳体19的上端与盖板固定，盖板与上承台3固定。具体的，同组中多个滚轮式撑脚共用同一个盖板，也就是上述实施例1中的上盖板17和下盖板18的组合结构。

本实施例中，转体系统还包括控制器14，每个滚轮式撑脚11配置一个激光测距仪16，激光测距仪16与控制器14信号连接。

所述下承台的上表面设置有环形滑道，滚轮式撑脚中的滚轮设置在环形滑道中，所述上承台3与下承台5之间设置有胎架30，胎架30通过环形滑道的底壁支撑，滚轮式撑脚11安装于胎架30围合形成的空间中，胎架30的下端通过下承台5支撑，上端与上承台3的下端面接触，胎架30为可拆卸结构。胎架30的上端与下端之间的距离能够调节并固定。

具体的，胎架30包括横杆31、胎架底座32、立柱螺母33、立柱、连接耳板39、横杆连接螺栓40、横杆连接螺母41、立柱顶托42。胎架30的材质均为钢材，横杆31与立柱之间通过横杆连接螺栓40、横杆连接螺母41紧固连接；立柱通过立柱螺母33进行长度调节。立柱顶托42直接嵌入设置的凹槽43内部。胎架30的设置保证了桥梁转体之前滚轮的稳定性，便于精确控制梁体在转体过程中的偏移。

水准泡44位于第一壳体19外表面，通过焊接的方式进行固定；通过观察水准泡44是否平衡，精确调整胎架30进而控制滚轮式撑脚11处于水平状态。

实施例3

本实施例提供一种桥梁转体方法，利用了实施例2中所述的桥梁转体系统，包括以下步骤：

步骤1，完成桥梁转体系统的施工。

具体的，桥梁转体系统的施工包括以下步骤：

(a)下承台5施工：根据施工图纸，绑扎下承台5钢筋，预留牵引反力座4的钢筋，安装环形滑道15且平整度应满足规范要求。下承台5采用一次立模，分两步进行混凝土浇筑、养护。

(b)限位侧板施工：上承台3施工完成以后，在上承台3外缘施工限位侧板37，在浇筑限位侧板之前预留环形滑槽48，限位侧板37与上承台3之间的空隙能保证施工人员的进入即可，施工完成以后，同下承台5一并进行养护。

(c)转体支座8安装：转体支座8运输至现场整体安装，安装前浇筑转体支座垫石9，转体支座8安装到位后，要严格保证转体支座8平整度满足规范要求。

(d)胎架30：首先将四根立柱顶托42按照指定位置放置在环形滑道15上，通过立柱螺母33将四根立柱进行粗略长度调节，使得四根立柱位于同一高度。然后将横杆31与立柱通过横杆31连接螺栓、横杆连接螺母41紧固连接，保证二者之间无滑动现象，形成胎架30。

(e)滚轮式撑脚11制作与安装：在第一壳体19外部的连接板上对称焊接连接孔21，使第一壳体19能够由支撑壳固定螺栓20整体固定，且在第一壳体19内部侧壁及底部焊接的加劲肋28为对称分布、共有8个。滚轮式撑脚11包括第二壳体22、滚轮转轴23、滚轮转轴固定螺母24、滚轮，材质均为钢材，第二壳体22顶部设螺纹槽，使液压千斤顶与滚轮式撑脚11连接成一个整体，其中活塞杆27顶部为长10cm，间距1cm的螺纹。第一壳体19、上盖板17、下盖板18焊接连接，并在上盖板17上焊接一定数量剪力钉10。滚轮式撑脚11安装前，需打开第一壳体19扣盖，将液压千斤顶倒置于第一壳体19内，并用支撑壳固定螺栓20封固第一壳体19，然后根据图纸预设位置安装滚轮式撑脚11。

将胎架30的立柱顶托42直接嵌入设置的凹槽43内部。限位侧板与第一壳体19之间通过导轮悬臂螺栓45与导轮悬臂螺母46进行紧固连接，保证二者之间无相对滑动，侧向导轮35与限位侧板之间通过侧向导轮螺栓36与侧向导轮螺母47连接，保证侧向导轮35能够转动，且侧向导轮35嵌入设置在限位侧板上的环形滑内，侧向导轮35与环形滑槽48之间预留间隙，保证桥梁转体时侧向导轮35的正常滑动。最后通过观察设置在第一壳体19外表面的水准泡44进行精确调整胎架30，使滚轮式撑脚11达到平衡的状态。

(f)上承台3施工：在上承台3施工前，要把滚轮式撑脚11以及限位侧板采取保护措施，避免在转体施工前由于施工导致设备的损坏。搭设底模支架，铺设底模，绑扎钢筋，转台内预埋牵引索6，支立外模板，浇筑混凝土，预留压浆孔，养护混凝土到规定龄期。最后，施工桥墩2和主梁1。

步骤2，拆除胎架30，使得滚轮式撑脚11能够支撑上承台3。

步骤3，以转体支撑件为中心，上承台3带动墩柱及主梁1完成转体；当上承台3的某处发生升降时，相应位置的滚轮式撑脚11升降，以平衡上承台3中各处的相对高度。

具体的，步骤3包括以下施工内容：

(g)桥梁转体前准备：在施工现场临近位置放置控制器14、液压千斤顶油泵，并在滚轮式撑脚11上安装激光测距仪16，之后三者由导线连接。装置布设完毕后，调节所有滚轮式撑脚11与环形滑道15接触，并将激光测距仪16读数归零。检查侧向导轮35的转动情况，最后，通过立柱螺母33调节滚轮式撑脚11处于静止状态。

(h)桥梁转体施工：正式转体前，通过滚轮式撑脚11内部液压千斤顶对梁体进行精确称重。称重试验结束后，在桥梁端部进行配重，保证转体结构重心与转体支座8形心重合，同时将胎架30拆除。正式转体时启动牵引反力座4上的顶推千斤顶7拉动桥梁转体，当某一激光测距仪16显示位移读数为负值且绝对值大于容许误差值时，相应的滚轮式撑脚11开始工作，对桥梁姿态进行调整直至激光测距仪16显示位移读数的绝对值在容许误差值之内。转体过程中保持梁体缓慢匀速，转体最后阶段采用点动，确保梁体精确就位。

步骤4，桥梁转体完毕，升降相应的滚轮式撑脚11，以调整上承台3的姿态，进而调整桥梁的线型。

具体的，转体桥梁合龙前线形调整。转体结束后，通过滚轮式撑脚11内部液压千斤顶调整转体桥梁线形，然后对滚轮式撑脚11进行临时固定，最后浇筑合龙段混凝土，完成转体桥梁合龙。

在合龙完成后，将滚轮式撑脚11、牵引索66、顶推千斤顶7、液压千斤顶油泵、控制器14按顺序进行拆除，规整好各部件，进行保养，以备下次使用。

步骤5，注浆以永久固定下承台5、上承台3、滚轮式撑脚11和转体支撑件。

具体的，设备拆除完成后，将上下转盘连接钢筋焊接，在最短时间内固结转盘结构，立模后浇筑混凝土，使上承台3、下承台5连成一个整体，最后由上承台3顶面预留的注浆孔对封固混凝土空隙部分进行注浆密实，完成转体施工作业，开始下一道施工工序。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种桥梁转体系统，其特征在于，上承台与下承台之间设置有转体支座、以及多个滚轮式撑脚，多个滚轮式撑脚以转体支座为中心，沿圆周方向布置；

所述 滚轮式撑脚包括支撑壳体，支撑壳体的下部与滚轮转动连接，支撑壳体用于连接上承台的下端面，滚轮能够沿下承台的上端面行走，滚轮的中心轴线与支撑壳体上端面之间的距离能够调节；

所述下承台的上端面环绕转体支座设置有限位侧板，限位侧板的内壁处形成环形滑槽，支撑壳体的侧面安装有转动轴线竖直的侧向导轮，侧向导轮能够沿环形滑槽行走；

所述下承台的上表面设置有环形滑道，滚轮式撑脚中的滚轮设置在环形滑道中，上承台与下承台之间设置有胎架，滚轮式撑脚安装于胎架围合形成的空间中，胎架的下端通过下承台支撑，上端与上承台的下端面接触，胎架为可拆卸结构。

2.根据权利要求1所述的桥梁转体系统，其特征在于，所述支撑壳体包括与上承台固定的第一壳体，第一壳体下方设有第二壳体，第二壳体与滚轮转动连接；第一壳体与第二壳体之间安装有直线伸缩件，以调节第一壳体与第二壳体之间的距离。

3.根据权利要求2所述的桥梁转体系统，其特征在于，所述第一壳体包括两个壳板，两个壳板可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的桥梁转体系统，其特征在于，胎架的上端与下端之间的距离能够调节并固定。

5.根据权利要求1所述的桥梁转体系统，其特征在于，所述下承台的上方均布设置有多组撑脚组件，每个撑脚组件包括多个滚轮式撑脚，撑脚组件包括盖板，支撑壳的上端与盖板固定，盖板与上承台固定。

6.根据权利要求1所述的桥梁转体系统，其特征在于，还包括控制器，每个滚轮式撑脚配置一个激光测距仪，激光测距仪与控制器信号连接。

7.一种桥梁转体方法，利用了权利要求1-6中任意一项所述的桥梁转体系统，其特征在于，包括以下步骤：

完成桥梁转体系统的施工；

拆除胎架，使得滚轮式撑脚能够支撑上承台；

以转体支撑件为中心，上承台带动墩柱及主梁完成转体；

当上承台的某处发生升降时，相应位置的滚轮式撑脚升降，以平衡上承台中各处的相对高度；

桥梁转体完毕，升降相应的滚轮式撑脚，以调整上承台的姿态，进而调整桥梁的线型；

注浆以永久固定下承台、上承台、滚轮式撑脚和转体支撑件。

Images