一种无撑脚及沙箱的装配式桥梁转体的施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁转体施工技术领域，具体涉及一种无撑脚及沙箱的装配式桥梁转体的施工方法。

背景技术

桥梁转体施工是指在桥墩处设置一个转动轴心，以转动轴心为界把桥梁分为上、下两部分，上部整体旋转，下部固定。

现有技术中，如图1所示，实施转体施工的核心部位是转体系统，转体系统由上转盘’B、下转盘’A以及牵引系统组成。下转盘’A主要构件组成包括下球铰及其骨架、下滑道及其骨架、中心定位轴、千斤顶反力座；上转盘’B主要构件组成包括上球铰及其骨架、撑脚C；牵引系统主要构件组成包括牵引反力座和牵引索。

转体桥在转动前由砂筒D作为结构临时支撑。在上部结构施工完成，正式开始转动前，沙筒D放沙，转体桥所有重量全部由球铰和撑脚C承担。在转体桥转动过程中，梁体的平衡主要由撑脚C来确保。待转动完成后再浇筑后浇封闭混凝土E进行上下转盘的永久封闭。

转体施工时，转动体系为球铰与撑脚C形成的多点支撑体系。由于撑脚C与滑道之间的距离难以准确控制，若间距较大，则会导致转体时晃动较大，整体稳定性不佳；若间隙较小，则可能导致撑脚C与滑道相互卡死。

因此，现有技术的桥梁转体施工存在以下问题：1、现有转体施工一般通过沙筒作为转体前的临时支撑，球铰和撑脚作为转体时的临时支撑，转体时体系在单点支撑与各种多点支撑间不断变换，转体完成后，封闭球铰形成固结的支撑体系，体系转换较复杂；2、转体期间是整个转体施工最为核心也是最危险的时期，主要体现在稳定性问题，摩阻力计算等问题，可能会导致转体期间稳定性不佳；3、转体期间撑脚与滑道之间容易卡死；4、转体施工构件复杂，现有转体结构为分块在现场拼装浇筑，需要现场精确定位的有上下球铰、滑道、撑脚等，沙筒的高度及放沙速度也有严格要求，每件都需要精准定位。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种无撑脚及沙箱的装配式桥梁转体的施工方法，采用本方案，其结构体系转换简单，仅为转动锁定，转动解锁和整体固结。竖向荷载一直由球铰和滑道支撑，受力形式明确；改支撑点不断变化的不稳定多点支撑为带有稳定安全保险的面支撑，转体期间稳定性好。

本发明采用的技术方案为：一种无撑脚及沙箱的装配式桥梁转体，包括下转盘、上转盘和球铰，所述上转盘通过球铰和下转盘转动连接，还包括滑道；

所述下转盘顶部开有凹槽，所述凹槽底部设有球铰，所述上转盘底部插入凹槽内并和球铰铰接，所述上转盘可相对于下转盘转动：所述上转盘可绕自身轴线旋转；

所述滑道设于上转盘底部和凹槽底部之间，所述上转盘转动时，上转盘底部通过滑道和凹槽底部滑动连接。

本方案具体运作时，将下转盘固定于施工现场，并在下转盘顶部开设凹槽，并将上转盘底部插入到凹槽内，上转盘底部直径和凹槽直径尺寸相匹配，其中上转盘和下转盘为混凝土浇筑而成；在凹槽内还设有球铰，其中球铰采用钢质结构，球铰包括上球铰和下球铰，下球铰位于下转盘内部，上球铰位于上转盘内部，上球铰可相对于下球铰转动，上球铰转动时带动上转盘转动，其中球铰设于上转盘中轴线位置，使上转盘能绕自身轴线旋转，此时上转盘底部两侧和下转盘的凹槽底部之间设有滑道，在上转盘相对于下转盘转动时，上转盘底部两侧和下转盘的凹槽底部之间滑动连接，此时通过面转动支撑，相对于现有技术的多点支撑，其稳定性能更高。

进一步优化，所述上转盘和下转盘之间的转动接触面上均填充有黄油聚四氟乙烯粉。

本方案具体运作时，在上转盘和下转盘之间的转动接触面，即上转盘底部两侧和下转盘的凹槽底部之间、上球铰和下球铰之间均填充有黄油聚四氟乙烯粉，使上转盘在转动过程中不易卡死。

进一步优化，所述上转盘侧面设有外层钢模，所述凹槽侧面设有内层钢模，所述外层钢模和内层钢模之间的留有间隙。

进一步优化，所述间隙的长度为1cm。

本方案具体运作时，上转盘转动时，上转盘侧面相对于凹槽侧面旋转，在上转盘侧面有外层钢模，在凹槽侧面设有内层钢模，其中滑道包括位于上转盘底部的上滑道和位于凹槽底部的下滑动，均为带有滑块的钢结构，其外层钢模和滑道中的上滑道形成一个整体模板，内层钢模和滑道中的下滑道形成一个整体模板，且在内层模板和外层模板之间留有间隙，间隙优选为1cm，在不影响上转盘转动的同时，后期能通过在间隙内注浆，使上转盘和下转盘之间固定，连接为一个整体。

进一步优化，还包括临时锁定型钢，所述下转盘顶部侧面伸出钢筋，所述临时锁定型钢一端和伸出的钢筋连接，所述临时锁定型钢另一端和外层钢模连接。

本方案具体运作时，还设有临时锁定型钢，下转盘顶部侧面伸出有多条钢筋，在上转盘开始转动之前，将临时锁定型钢一端和钢筋连接，临时锁定型钢另一端和外层钢模连接，使其临时锁定住上转盘，在需要转动上转盘时，只需切断临时锁定型钢，即可转动上转盘。

进一步优化，为更稳定的对上转盘进行临时支撑锁定，设置为：所述临时锁定型钢为多根，所述临时锁定型钢一端和伸出的钢筋焊接，所述临时锁定型钢另一端和外层钢模焊接。

进一步优化，为使上转盘更稳定的绕自身轴线旋转，设置为：还包括定位销轴，所述定位销轴一端插入球铰，所述定位销轴另一端穿入上转盘顶部，所述上转盘可绕定位销轴轴线旋转。

进一步优化，一种无撑脚及沙箱的装配式桥梁转体的施工方法，包括以下步骤：

S1：工厂预制本装置所需结构，并在施工现场进行安装；

S2：本装置定位安装到位后，使用混凝土浇筑下转盘和上转盘；

S3：在下转盘顶部伸出的钢筋和外层钢模之间焊接临时锁定型钢；

S4：在上转盘顶部浇筑墩柱并施工上部梁体；

S5：上部梁体施工完成后，开始转动梁体，转动开始时，需切断临时锁定型钢；

S6：转动到位后，需再次在下转盘顶部伸出的钢筋和外层钢模之间焊接临时锁定型钢，并将下转盘和上转盘中预设的外露钢筋焊接，然后在外层钢模和内层钢模之间的间隙中注浆，并浇筑后浇混凝土，完成桥梁转体施工。

进一步优化，所述步骤S1还包括以下子步骤：本装置在安装时，下转盘和上转盘之间的转动接触面上均需填充黄油聚四氟乙烯粉。

进一步优化，所述步骤S5还包括以下子步骤：在梁体转动开始前，需在上转盘外露部分埋设牵引索，并通过千斤顶及主控系统牵引转动。

本方案的具体操作步骤为：首先在工厂预制本装置的结构，即预制球铰、滑道、内层钢模、外层钢模、上转盘、下转盘、定位销和临时锁定型钢，并在施工现场进行安装；在安装过程中，需在上转盘底部两侧和下转盘的凹槽底部之间、上球铰和下球铰之间均填充有黄油聚四氟乙烯粉，使上转盘转动时不易卡死；安装完成后，使用混凝土浇筑下转盘和上转盘，使其成为混凝土结构；然后在下转盘顶部伸出的钢筋和外层钢模之间焊接多根临时锁定型钢，使上转盘和下转盘之间被临时锁定，不会发生相对转动；在焊接完临时锁定型钢后，开始在上转盘顶部浇筑墩柱并施工上部梁体；在上部梁体施工完成后，需要转动梁体完成桥梁对接，在开始转动上转盘之前，需切断所有临时锁定型钢，并在上转盘外露部分埋设牵引索，通过千斤顶及主控系统牵引转动；在转动到位后，需在下转盘顶部伸出的钢筋和外层钢模之间焊接临时锁定型钢，再次锁定上转盘，将下转盘和上转盘中预设的外露钢筋焊接，然后在外层钢模和内层钢模之间的间隙中注浆，并在下转盘顶部浇筑后浇混凝土，使上转盘和下转盘之间永久固定，并连为整体，此时完成桥梁转体施工。

本发明具有以下有益效果：

本方案提供了一种无撑脚及沙箱的装配式桥梁转体的施工方法，采用本方案，其结构体系转换简单，仅为转动锁定，转动解锁和整体固结。竖向荷载一直由球铰和滑道支撑，受力形式明确；改支撑点不断变化的不稳定多点支撑为带有稳定安全保险的面支撑，转体期间稳定性好；转动接触面均为带有滑块且填充黄油聚四氟乙烯粉的钢结构，结构绕始终中心转动，转体期间转体系统不容易卡死；装配式结构工厂制作精度高，现场定位便捷。

附图说明

图1为本发明提供的现有技术中桥梁转体的结构示意图；

图2为本发明提供的一种无撑脚及沙箱的装配式桥梁转体的结构示意图。

图中附图标记为：1-下转盘，2-上转盘，3-下球铰，4-上球铰，5-滑道，6-内层钢模，7-外层钢模，8-定位销，9-墩柱，10-后浇混凝土，11-临时锁定型钢，A-下转盘’，B-上转盘’，C-撑脚，D-沙筒，E-后浇封闭混凝土。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例：如图2所示，一种无撑脚及沙箱的装配式桥梁转体，包括下转盘1、上转盘2和球铰，所述上转盘2通过球铰和下转盘1转动连接，还包括滑道5；

所述下转盘1顶部开有凹槽，所述凹槽底部设有球铰，所述上转盘2底部插入凹槽内并和球铰铰接，所述上转盘2可相对于下转盘1转动：所述上转盘2可绕自身轴线旋转；

所述滑道5设于上转盘2底部和凹槽底部之间，所述上转盘2转动时，上转盘2底部通过滑道5和凹槽底部滑动连接。

本实施例中，将下转盘1固定于施工现场，并在下转盘1顶部开设凹槽，并将上转盘2底部插入到凹槽内，上转盘2底部直径和凹槽直径尺寸相匹配，其中上转盘2和下转盘1为混凝土浇筑而成；在凹槽内还设有球铰，其中球铰采用钢质结构，球铰包括上球铰4和下球铰3，下球铰3位于下转盘1内部，上球铰4位于上转盘2内部，上球铰4可相对于下球铰3转动，上球铰4转动时带动上转盘2转动，其中球铰设于上转盘2中轴线位置，使上转盘2能绕自身轴线旋转，此时上转盘2底部两侧和下转盘1的凹槽底部之间设有滑道5，在上转盘2相对于下转盘1转动时，上转盘2底部两侧和下转盘1的凹槽底部之间滑动连接，此时通过面转动支撑，相对于现有技术的多点支撑，其稳定性能更高。

本实施例中，在上转盘2和下转盘1之间的转动接触面，即上转盘2底部两侧和下转盘1的凹槽底部之间、上球铰4和下球铰3之间均填充有黄油聚四氟乙烯粉，使上转盘2在转动过程中不易卡死。

本实施例中，上转盘2转动时，上转盘2侧面相对于凹槽侧面旋转，在上转盘2侧面有外层钢模7，在凹槽侧面设有内层钢模6，其中滑道5包括位于上转盘2底部的上滑道5和位于凹槽底部的下滑动，均为带有滑块的钢结构，其外层钢模7和滑道5中的上滑道5形成一个整体模板，内层钢模6和滑道5中的下滑道5形成一个整体模板，且在内层模板和外层模板之间留有间隙，间隙优选为1cm，在不影响上转盘2转动的同时，后期能通过在间隙内注浆，使上转盘2和下转盘1之间固定，连接为一个整体。

本实施例中，还设有临时锁定型钢11，下转盘1顶部侧面伸出有多条钢筋，在上转盘2开始转动之前，将临时锁定型钢11一端和钢筋连接，临时锁定型钢11另一端和外层钢模7连接，使其临时锁定住上转盘2，在需要转动上转盘2时，只需切断临时锁定型钢11，即可转动上转盘2。

本实施例中，为更稳定的对上转盘2进行临时支撑锁定，设置为：所述临时锁定型钢11为多根，所述临时锁定型钢11一端和伸出的钢筋焊接，所述临时锁定型钢11另一端和外层钢模7焊接。

本实施例中，为使上转盘2更稳定的绕自身轴线旋转，设置为：还包括定位销8轴，所述定位销8轴一端插入球铰，所述定位销8轴另一端穿入上转盘2顶部，所述上转盘2可绕定位销8轴轴线旋转。

本实施例中，一种无撑脚及沙箱的装配式桥梁转体的施工方法，包括以下步骤：

S1：工厂预制本装置所需结构，并在施工现场进行安装；

S2：本装置定位安装到位后，使用混凝土浇筑下转盘1和上转盘2；

S3：在下转盘1顶部伸出的钢筋和外层钢模7之间焊接临时锁定型钢11；

S4：在上转盘2顶部浇筑墩柱9并施工上部梁体；

S5：上部梁体施工完成后，开始转动梁体，转动开始时，需切断临时锁定型钢11；

S6：转动到位后，需再次在下转盘1顶部伸出的钢筋和外层钢模7之间焊接临时锁定型钢11，并将下转盘1和上转盘2中预设的外露钢筋焊接，然后在外层钢模7和内层钢模6之间的间隙中注浆，并浇筑后浇混凝土10，完成桥梁转体施工。

本实施例中，所述步骤S1还包括以下子步骤：本装置在安装时，下转盘1和上转盘2之间的转动接触面上均需填充黄油聚四氟乙烯粉。

本实施例中，所述步骤S5还包括以下子步骤：在梁体转动开始前，需在上转盘2外露部分埋设牵引索，并通过千斤顶及主控系统牵引转动。

本方案的具体操作步骤为：首先在工厂预制本装置的结构，即预制球铰、滑道5、内层钢模6、外层钢模7、上转盘2、下转盘1、定位销8和临时锁定型钢11，并在施工现场进行安装；在安装过程中，需在上转盘2底部两侧和下转盘1的凹槽底部之间、上球铰4和下球铰3之间均填充有黄油聚四氟乙烯粉，使上转盘2转动时不易卡死；安装完成后，使用混凝土浇筑下转盘1和上转盘2，使其成为混凝土结构；然后在下转盘1顶部伸出的钢筋和外层钢模7之间焊接多根临时锁定型钢11，使上转盘2和下转盘1之间被临时锁定，不会发生相对转动；在焊接完临时锁定型钢11后，开始在上转盘2顶部浇筑墩柱9并施工上部梁体；在上部梁体施工完成后，需要转动梁体完成桥梁对接，在开始转动上转盘2之前，需切断所有临时锁定型钢11，并在上转盘2外露部分埋设牵引索，通过千斤顶及主控系统牵引转动；在转动到位后，需在下转盘1顶部伸出的钢筋和外层钢模7之间焊接临时锁定型钢11，再次锁定上转盘2，将下转盘1和上转盘2中预设的外露钢筋焊接，然后在外层钢模7和内层钢模6之间的间隙中注浆，并在下转盘1顶部浇筑后浇混凝土10，使上转盘2和下转盘1之间永久固定，并连为整体，此时完成桥梁转体施工。

以上所述的具体实施方式，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方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，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。