CN112323646B - 刚构桥水平转体系统的施工方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种刚构桥水平转体系统的施工方法及其应用，承台下方设有若干根基桩，轨道墙围成一圈设置在承台上，圆形轨道设置在轨道墙上，转体立柱下端设有球形滚轮，并呈六边形分别设置在圆形轨道上，转体立柱之间设有支撑结构，主墩设置在承台中心，且顶部设有底座，桥梁体设置在转体立柱上方，转体立柱和桥梁体之间设有千斤顶，卡座设置在桥梁体下表面两侧，在桥梁体中部两侧安装有顶部立柱，顶部立柱下部两侧设有固定杆，上部两侧设有拉索，拉索另一端连接卡在卡座内的拉杆，反力座对称布置在承台上，牵引索一端连接转体立柱，另一端穿过反力座连接牵引千斤顶。本发明有效降低施工难度，减少施工工作量，提高了桥梁的施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程领域，特别涉及一种刚构桥水平转体系统的施工方法及其应用。
背景技术
随着交通工程建设的发展，类似于公路与铁路互相跨越而必须修建的跨线桥工程将日益增多。为减少跨线桥施工对既有运营可能造成的线路影响，在施工过程中必须采用桥梁无支架施工。桥梁转体施工就是桥梁无支架施工中的一种，桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作(浇注或拼接)成形后，通过转体就位的一种施工法，它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业，尤其适用于跨越深谷、水深流急和公铁立交、风景胜地、自然保护区等施工受限制的现场。
现有的转体施工主要包括墩顶转体和墩底转体两种，但在实际运用过程中仍旧存在一些缺点。目前的墩顶转体通过在墩顶与梁底之间设置转动系统，在转体时只需要转动桥梁梁体，转体质量小，但是墩顶的作业空间较小，安全性差；而墩底转体需将桥墩和桥梁梁体一起转动，所以转体重量比较大，且转体过程中为了保证桥梁墩体的平滑性能，需要人工涂抹黄油，安装聚四氟乙烯板，导致工作人员的操作难度较高以及工作量较大。除此之外，这些桥梁转体结构不但安装繁琐，而且在转体过程中容易出现桥梁体变形破坏的现象。
因此，目前亟需寻求一种施工便捷，易操作，转体重量小且安全性高的刚构桥水平转体系统及其施工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种施工便捷，易操作，转体重量小且安全性高的刚构桥水平转体系统及其施工方法。
为实现以上目的，本技术方案提供：一种刚构桥水平转体系统的施工方法，包括以下步骤：
一种刚构桥水平转体系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：根据工程情况，经过测量放线，布设若干根基桩(13)，在基桩(13)上施工浇筑承台(12)，其中承台(12)把若干根基桩(13)的顶部联结成整体，共同形成桩基础，在承台(12)上施工主墩(15)，并在主墩(15)顶部安装底座(14)；
步骤2)：在承台(12)上绕着主墩(15)一圈施工钢筋混凝土形成轨道墙(11)，待轨道墙(11)养护好后在轨道墙(11)的顶部安装圆形轨道(10)；
步骤3)：制作六根转体立柱(8)，其中转体立柱(8)的底部焊接固定球形滚轮(9)，转体立柱(8)的顶部固定千斤顶(7)，将转体立柱(8)呈正六边形布置，转体立柱(8)之间设置支撑结构(16)，将转体立柱(8)组成的六边形结构整体吊装到圆形轨道(10)上；
步骤4)：待桥梁体(1)浇筑完成且达到设计强度后，在桥梁体(1)底面两侧安装钢质卡座(6)，在桥梁体(1)顶面中部安装顶部立柱(3)，并在顶部立柱(3)的下部两侧支立固定杆(4)，在顶部立柱(3)的上部两侧安装拉索(2)，将拉索(2)另一端分别连接卡在卡座(6)内的拉杆(5)两端，桥梁体(1)置于主墩(15)顶部的底座(14)上；
步骤5)：在轨道墙(11)外侧的承台(12)上，反向对称安装固定一对反力座(18)，将牵引索(17)一端连接转体立柱(8)，另一端穿过反力座(18)连接牵引千斤顶(21)；
步骤6)：利用转体立柱(8)顶端的千斤顶(7)，将桥梁体(1)抬离底座(14)，再在圆形轨道(10)和球形滚轮(9)处添加润滑剂，然后启动牵引千斤顶(21)，拉动转体立柱(8)在圆形轨道(10)上移动，进而带动转体立柱(8)顶部的桥梁体(1)旋转；
步骤7)待桥梁体(1)转体到位，固结施工完成后，拆除桥梁体(1)上的顶部立柱(3)、固定杆(4)、拉索(2)、拉杆(5)、卡座(6)，以及承台(12)上除了主墩(15)外的所有设施。
相较现有技术，本方案具有以下的特点和有益效果：
与传统技术相比，本发明中采用刚构桥水平转体系统，不但施工方便易操作，提高了施工效率高，而且转体重量小，操作空间大，安全性高，技术优势明显。
本发明在桥梁体上设置顶部立柱、固定杆、拉索、拉杆、卡座等对拉保护结构，拆装方便，避免了桥梁体因自身重力受到变形破坏，提高了桥梁体的整体刚度。
本发明采用的无轴万象球形滚轮和转体立柱结构，拆装方便，能在圆形轨道上移动，且整体结构稳固，承载力高，技术优势明显。
附图说明
图1是根据本实施例的刚构桥水平转体系统的示意图。
图2是图1的断面图。
图3是根据本实施例的桩基础和主墩的结构示意图。
图4是根据本实施例的圆形轨道和轨道墙的布置图。
图5是图4的断面图。
图6是根据本实施例的转体立柱的布置示意图。
图7是图6的断面图。
图8是根据本实施例的桥梁体的结构示意图。
图9是根据本实施例的牵引及动力系统的布置示意图。
其中：1——桥梁体；2——拉索；3——顶部立柱；4——固定杆；5——拉杆；6——卡座；7——千斤顶；8——转体立柱；9——球形滚轮；10——圆形轨道；11——轨道墙；12——承台；13——基桩；14——底座；15——主墩；16——支撑结构；17——牵引索；18——反力座；19——外支撑；20——内支撑；21——牵引千斤顶。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
刚构桥水平转体系统，包括桥梁体(1)、拉索(2)、顶部支柱(3)、固定杆(4)、拉杆(5)、卡座(6)、千斤顶(7)、转体立柱(8)、球形滚轮(9)、圆形轨道(10)、轨道墙(11)承台(12)、基桩(13)、底座(14)、主墩(15)、支撑结构(16)、牵引索(17)、反力座(18)和牵引千斤顶(21)。
承台(12)下方设有若干根基桩(13)，主墩(15)设置在承台(12)中心，且主墩(15)的顶部设有底座(14)，轨道墙(11)以主墩(15)为圆心围成一圈设置在承台(12)上，圆形轨道(10)设置在轨道墙(11)上，转体立柱(8)下端设有球形滚轮(9)，并呈六边形分别设置在圆形轨道(10)上，转体立柱(8)之间设有支撑结构(16)，桥梁体(1)设置在转体立柱(8)上方，转体立柱(8)和桥梁体(1)之间设有千斤顶(7)，卡座(6)设置在桥梁体(1)底面两侧，在桥梁体(1)中部两侧安装有顶部立柱(3)，顶部立柱(3)的下部两侧设有固定杆(4)，上部两侧设有拉索(2)，拉索(2)另一端连接卡在卡座(6)内的拉杆(5)，反力座(18)对称布置在承台(12)上，牵引索(17)一端连接转体立柱(8)，另一端穿过反力座(18)连接牵引千斤顶(21)。
其中基桩(13)间隔平行设置；随后在基桩(13)上施工浇筑承台(12)，主墩(15)优选置于承台(12)的中轴位置。圆形轨道(10)使用膨胀螺栓固定安装在轨道墙(11)上，其中圆形轨道(10)的顶侧内凹形成半圆槽，且半圆槽的半径同于球形滚轮(9)的半径。
其中六根转体立柱(8)为正六边形设置，且转体立柱(8)可卡置在圆形轨道(10)上，此时转体立柱(8)的中心和正六边形的中心的距离等于圆形轨道(10)中心位置的半径。
其中卡座(6)为三角结构，卡座(6)和桥梁体(1)之间形成锐角，拉杆(5)卡置在锐角空间内。固定杆(4)分置于顶部立柱(3)的两侧且相对顶部立柱(3)倾斜。拉索(2)连接靠近单侧的卡座(6)内的拉杆(5)。
具体的，分置轨道墙(11)两侧的反力座(18)的受力方向相反，若左侧的反力座(18)向上受力，则右侧的反力座(19)向下受力。
支撑结构(16)包括外支撑(19)和内支撑(20)，相邻转体立柱(8)之间设置外支撑(19)，间隔转体立柱(8)之间设置内支撑(20)，呈剪刀撑交错布置，且内支撑(20)与主墩(15)之间的最小净距需要大于等于安全净距。
圆形轨道(10)的纵截面呈凹槽状。
基桩(13)为钻孔灌注桩群或预制混凝土桩群。
球形滚轮(9)为无轴万向球形滚轮。
转体立柱(8)为钢管桩，底端与球形滚轮(9)焊接连接。
根据本发明的一方面，本发明提供一种刚构桥水平转体系统的施工方法，包括以下步骤：
1)如图3所示，桩基础和主墩(15)的施工：根据工程情况，经过测量放线，可在预设位置打设预制混凝土桩形成若干根基桩(13)；或钻机就位并使基桩(13)所在位置逐一形成桩孔，桩孔验收合格后放入钢筋笼，在钢筋笼内从上到下分段浇筑成桩，形成基桩(13)，随后在基桩(13)上施工浇筑承台(12)，承台(12)把若干根基桩(13)的顶部联结成整体，共同形成桩基础，最后在承台(12)上施工主墩(15)，并在主墩(15)顶部安装底座(14)。
也就是说，首先根据工程情况在设定位置形成基桩(13)，基桩(13)的形成方式有以上介绍的两种，其中基桩(13)间隔平行设置；随后在基桩(13)上施工浇筑承台(12)，承台(12)的横截面宽度大于该区域内的基桩(13)的宽度，主墩(15)优选置于承台(12)的中轴位置。
2)如图4、图5所示，在承台(12)上绕着主墩(15)一圈施工钢筋混凝土形成轨道墙(11)，待轨道墙(11)养护好后在轨道墙(11)的顶部安装圆形轨道(10)。
其中，轨道墙(11)是以主墩(15)为圆心的圆形形状，圆形轨道(10)使用膨胀螺栓固定安装在轨道墙(11)上，其中圆形轨道(10)的顶侧内凹半圆槽。
3)如图6、图7所示，选用合适尺寸的钢管桩制作六根转体立柱(8)，其中转体立柱(8)的底部焊接固定球形滚轮(9)，转体立柱(8)的顶部固定千斤顶(7)，将转体立柱(8)呈正六边形布置，转体立柱(8)之间设置支撑结构(16)，然后通过吊机将转体立柱(8)组成的六边形结构整体吊装到圆形轨道(10)上。
具体的，相邻转体立柱(8)之间安装外支撑(19)，间隔的转体立柱(8)之间安装内支撑(20)，转体立柱(8)底部的球形滚轮(9)的半径同于圆形轨道(10)的顶侧内凹的半圆槽的半径，以使得转体立柱(8)可平稳地置于圆形轨道(10)上，千斤顶(7)置于转体立柱(8)的顶部中心位置。转体立柱(8)的中心和正六边形的中心的距离等于圆形轨道(10)中心位置的半径。
4)如图8所示，待桥梁体(1)浇筑完成且达到设计强度后，在桥梁体(1)底面两侧栓接安装钢质卡座(6)，在桥梁体(1)顶面中部两侧栓接安装顶部立柱(3)，并在顶部立柱(3)的下部两侧支立焊接固定杆(4)，加强顶部立柱(3)稳定性，然后在顶部立柱(3)的上部两侧安装拉索(2)，将拉索(2)另一端分别连接卡在卡座(6)内的拉杆(5)两端，桥梁体(1)置于主墩(15)顶部的底座(14)上。
其中，卡座(6)为三角结构，卡座(6)和桥梁体(1)之间形成锐角，拉杆(5)卡置在锐角空间内。顶部立柱(3)垂直立于桥梁体(1)上，固定杆(4)分置于顶部立柱(3)的两侧且相对顶部立柱(3)倾斜。拉索(2)连接靠近单侧的卡座(6)内的拉杆(5)。
5)如图9所示，在轨道墙(11)外侧的承台(12)上，反向对称安装固定一对反力座(18)，将牵引索(17)一端连接转体立柱(8)，另一端穿过反力座(18)连接牵引千斤顶(21)。
具体的，分置轨道墙(11)两侧的反力座(18)的受力方向相反，若左侧的反力座(18)向上受力，则右侧的反力座(19)向下受力。
6)如图1、图2所示，利用转体立柱(8)顶端的千斤顶(7)，将桥梁体(1)抬离底座(14)，再在圆形轨道(10)和球形滚轮(9)处添加润滑剂，然后启动牵引千斤顶(21)，拉动转体立柱(8)在圆形轨道(10)上移动，进而带动转体立柱(8)顶部的桥梁体(1)旋转。
7)待桥梁体(1)转体到位，固结施工完成后，拆除桥梁体(1)上的顶部立柱(3)、固定杆(4)、拉索(2)、拉杆(5)、卡座(6)，以及承台(12)上除了主墩(15)外的所有设施，从而完成桥梁水平转体的施工。
根据本发明的另一方面，提供一种根据其上刚构桥水平转体系统的施工方法施工得到的桥梁体。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种刚构桥水平转体系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）：根据工程情况，经过测量放线，布设若干根基桩（13），在基桩（13）上施工浇筑承台（12），其中承台（12）把若干根基桩（13）的顶部联结成整体，共同形成桩基础，在承台（12）上施工主墩（15），并在主墩（15）顶部安装底座（14）；
步骤2）：在承台（12）上绕着主墩（15）一圈施工钢筋混凝土形成轨道墙（11），待轨道墙（11）养护好后在轨道墙（11）的顶部安装圆形轨道（10）；
步骤3）：制作六根转体立柱（8），其中转体立柱（8）的底部焊接固定球形滚轮（9），转体立柱（8）的顶部固定千斤顶（7），将转体立柱（8）呈正六边形布置，转体立柱（8）之间设置支撑结构（16），将转体立柱（8）组成的六边形结构整体吊装到圆形轨道（10）上；
步骤4）：待桥梁体（1）浇筑完成且达到设计强度后，在桥梁体（1）底面两侧安装钢质卡座（6），在桥梁体（1）顶面中部安装顶部立柱（3），并在顶部立柱（3）的下部两侧支立固定杆（4），在顶部立柱（3）的上部两侧安装拉索（2），将拉索（2）另一端分别连接卡在卡座（6）内的拉杆（5）两端，桥梁体（1）置于主墩（15）顶部的底座（14）上；
步骤5）：在轨道墙（11）外侧的承台（12）上，一对反力座（18）设置在轨道墙外两侧形成对称关系，将牵引索（17）一端连接转体立柱（8），另一端穿过反力座（18）连接牵引千斤顶（21）；
步骤6）：利用转体立柱（8）顶端的千斤顶（7），将桥梁体（1）抬离底座（14），再在圆形轨道（10）和球形滚轮（9）处添加润滑剂，然后启动牵引千斤顶（21），拉动转体立柱（8）在圆形轨道（10）上移动，进而带动转体立柱（8）顶部的桥梁体（1）旋转；
步骤7）待桥梁体（1）转体到位，固结施工完成后，拆除桥梁体（1）上的顶部立柱（3）、固定杆（4）、拉索（2）、拉杆（5）、卡座（6），以及承台（12）上除了主墩（15）外的所有设施。
2.根据权利要求1所述的刚构桥水平转体系统的施工方法，其特征在于，步骤1）中，在预设位置打设预制混凝土桩形成若干根基桩（13）；或钻机就位并使基桩（13）所在位置逐一形成桩孔，桩孔验收合格后放入钢筋笼，在钢筋笼内从上到下分段浇筑成桩，形成基桩（13）。
3.根据权利要求1所述的刚构桥水平转体系统的施工方法，其特征在于，轨道墙（11）是以主墩（15）为圆心的圆形形状，圆形轨道（10）使用膨胀螺栓固定安装在轨道墙（11）上，其中圆形轨道（10）的顶侧内凹半圆槽。
4.根据权利要求3所述的刚构桥水平转体系统的施工方法，其特征在于，转体立柱（8）底部的球形滚轮（9）的半径同于圆形轨道（10）的顶侧内凹的半圆槽的半径。
5.根据权利要求1所述的刚构桥水平转体系统的施工方法，其特征在于，步骤3）中，相邻转体立柱（8）之间安装外支撑（19），间隔的转体立柱（8）之间安装内支撑（20）。
6.根据权利要求1所述的刚构桥水平转体系统的施工方法，其特征在于，卡座（6）为三角结构，卡座（6）和桥梁体（1）之间形成锐角，拉杆（5）卡置在锐角空间内。
7.根据权利要求1所述的刚构桥水平转体系统的施工方法，其特征在于，分置轨道墙（11）两侧的反力座（18）的受力方向相反。
8.一种桥梁体，其特征在于，根据其上权利要求1到7任一所述的刚构桥水平转体系统的施工方法施工得到。
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