CN101864739A - 桥梁转体装置及桥梁转体施工方法 - Google Patents

Abstract

一种桥梁转体装置及桥梁转体施工方法，所述转体装置包括球型支座、支架和轨道，球型支座设置在桥梁的一端底部，支架固定在桥梁设有球型支座的一端，所述轨道为圆弧状且以所述球型支座为圆心，支架顶端与桥梁之间拉有柔性索或刚性构件，还设置有升降绞盘，升降绞盘上的柔性索连接于所述的支架顶端，柔性索穿过所述轨道上沿轨道滑动的主滑动定位件或绞盘直接安装在轨道上的主滑动平台上；还包括驱动桥梁转动的转体驱动装置。这种装置能保证在转动过程中不会摆动，使桥梁转动稳定，另外节约成本，可重复利用。

Description

桥梁转体装置及桥梁转体施工方法

技术领域

本发明属于桥梁建设技术领域，特别涉及一种桥梁转体装置及桥梁转体施工方法。

背景技术

桥梁在建设过程中，特别是在合拢时，为了保证桥梁所跨越的公路、铁路、江河航道等通行安全，必须采取部分封航措施，这对航道的正常安全畅通不可避免的会造成影响，容易造成航道堵塞；或对公路或铁路采用封线措施，不但会影响正常通行，同时也会影响到工程自身的安全和进度。为了既保证工程施工安全，又尽量减少对航道畅通的影响，缩短封航、封线时间，并降低施工成本，桥梁转体技术应运而生。

桥梁转体法施工，能较好地克服在高山峡谷、水深流急河道的深水基础的施工困难，或克服经常通航的河道上架设大跨度构造物的困难，尤其是对修建处于交通运输繁忙的城市立交桥和铁路跨线桥，其优势更加明显。

转体技术就是将桥梁的跨越江河或公路、铁路的部分整跨一分为二，分别在两岸或道路两侧施工，待桥梁上部结构基本完成后，再通过两岸主墩上梁体的转动，使两部分合拢成整体桥梁。转体施工法的关键技术是转动设备与转动能力，施工过程中的结构稳定和强度保证，结构的合拢与体系的转换。一般是转体桥梁的装置上有三角形桁架，桁架一端设有配重，转体用的转盘分为上转盘和下转盘，上、下转盘通过轴心连接，且在上、下转盘之间还设有滑道，防止在转动过程中上、下转盘相互偏移。上转盘有牵引柔性索，转体驱动装置拉动牵引柔性索带动上转盘转动，从而使桥梁转体。待转体完成后，在上、下转盘之间的间隙内灌填混凝土，使转盘与桥墩成为一个整体。这样导致转盘不可重复利用，造成资源浪费。另外，虽然转体施工与传统的悬吊拼装法、桁架悬臂施工法、搭架法相比有速度快、造价低的优势，但转盘的结构稍微复杂些，而且为了获得较大的转矩，转盘直径也较大，所以转盘本身造价较高。

发明内容

针对现有技术中桥梁转体施工设备成本高，本发明的目的是提供一种桥梁转体装置及转体施工方法，不仅能够实现桥梁在转体过程中稳定的进行转体，缩短施工时间，并且施工设备重复利用率高，可降低施工总体成本。

本发明的技术方案是这样实现的：一种桥梁转体装置，所述转体装置包括球型支座、支架和轨道，球型支座设置在桥梁的一端底部，支架固定在桥梁设有球型支座的一端，所述轨道为圆弧状且以所述球型支座为圆心，支架顶端与桥梁之间拉有柔性索或刚性构件连接成三角形结构；还设置有升降绞盘，升降绞盘上的柔性索连接于所述的支架顶端，柔性索穿过所述轨道上安装的沿轨道滑动的主滑动定位件，或者绞盘直接安装在轨道上的主滑动平台上；还包括驱动桥梁转动的转体驱动装置。

对于桥梁悬臂较长的桥梁来说，在旋转过程中受风或地震等引起的震动等影响，易出现摇摆，影响施工安全和精度，因此可以在所述桥梁的一侧或两侧，连接有柔性索或刚性构件，柔性索或刚性构件的一端连接于所述轨道上的副滑动平台上或副滑动定位件上，桥梁被两侧构件稳定住，还有用于控制所述副滑动平台或副滑动定位件与所述主滑动平台或主滑动定位件同步沿轨道滑动的同步装置。其中的刚性构件可以为杆件或桁架。桁架能使桥梁在转动过程中更稳定，不易受风载荷、地震载荷的影响，由于桁架既可抗拉也能受压，所以可以只在桥梁一侧安装。

所述支架为桁架或杆件或管件等刚性构件。

所述副滑动定位件或副滑动平台是通过凹凸企口结构嵌装在所述的轨道上。

同样地，所述主滑动定位件或主滑动平台是通过凹凸企口结构嵌装在所述的轨道上。例如滑动定位件截面为“工”字形，滑动定位件设置在所述轨道上，柔性索可以穿过该滑动定位件且设置自锁装置，以在升起桥梁到特定旋转角度后将柔性索锁住。

所述轨道可以是一个整体式轨道，主滑动定位件或主平台，与副滑动定位件或副平台可以安装在这一整体式轨道之上，当然也可以分别采用独立的轨道，但要保证各轨道具有相同的半径且均以球形支座为圆心布置。

为了保证主滑动定位件或主平台，与副滑动定位件或副平台同步转动，则需要同步装置，比较简单的是同步装置为一刚性构件连接于同步转动的平台或定位件之间。

所述的转体驱动装置可以为转向绞盘，转向绞盘的柔性索固定于桥梁或所述的支架或所述主滑动平台或主滑动定位件上；或者所述的转体驱动装置为安装于所述主滑动平台或主滑动定位件上被电机驱动的齿轮，在所述轨道上沿轨道安装有与所述齿轮啮合的齿条，所述桥梁与主滑动平台或主滑动定位件之间连接有转体用的转臂或索。

所述的转体用的索为固定于主滑动平台或主滑动定位件上，索分成两股，其另一端分别连接于所述桥梁水平方向不同点上，使索与桥梁形成三角形。

本发明还包括利用所述的桥梁转体装置的桥梁转体施工方法，包括以下步骤：

(1)桥梁一端升起

在桥梁的一端底部安装球型支座，并在桥梁靠近球型支座一端桥梁上固定安装支架，支架顶部与桥梁之间用柔性索或刚性构件连接形成三角形，升降绞盘的柔性索连接于所述支架顶部，利用绞盘和支架将桥梁另一端拉起到旋转所需要的角度，把柔性索通过定位件或平台定位于一个与球型支座为圆心的圆弧形轨道上；

(2)桥梁转体

利用转体驱动装置使桥梁水平旋转到预定合拢的水平位置，同时定位装置在轨道上同步转动；

(3)桥梁下放

利用升降绞盘使桥梁下放到合拢的位置。

本发明的有益效果是：球型支座只起支撑桥梁和旋转作用，且其上盖既可相对于底座水平旋转又可在竖向平面内转动，因此，能够满足桥梁转体施工过程中升降和转体的需求，与现有的桥梁转体施工用的转盘相比，其结构简单、体积小，成本低的多。而转体用的绞盘和轨道等部件都可以重复利用，能够节约成本。

附图说明

图1为本发明一种实施方式示意图；

图2为本发明中轨道及主定位件的一种结构示意图；

图3为本发明中轨道与主定位件的结构示意图。

图4为本发明中另一种转体驱动装置示意图。

图5为转体用索的布置图。

图中：1桥梁，2、柔性索，2′刚性构件，3支架，4柔性索，5柔性索，6轨道，7球型支座，8、定位件，9、绞盘，10、平台，11、绞盘，12、同步杆件，13电机，14、齿轮，15、齿条，16、转体索。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步的说明：

如图1所示，为桥梁转体装置结构示意图，包括球型支座7、支架3和轨道6，球型支座7设置在桥梁1的一端底部，球型支座作为一种成熟的支座，由于位于上盖和底座之间的中芯为半球形，与底座上的半球形凹腔配合，使桥梁1能够实现水平转动和竖向转动，为桥梁的转体提供了保障。轨道6为圆弧状且以球型支座为圆心设置在球形支座外，轨道可以与球形支座处于同一水平面，也可以高于支座安装平面或低于支座安装平面，具体情况根据现场施工条件进行设计。支架3固定在桥梁1设有球型支座的一端的桥梁上，支架3顶端与桥梁之间拉有柔性索2或刚性构件2′(例如杆件、管件或桁架)，形成一个三角形的稳定结构。还设置有升降绞盘9(如图2和图3所示)，升降绞盘9上的柔性索5连接于的支架3顶端，利用绞盘和柔性索通过支架可以将桥梁以球形支座为支点拉起，使桥梁如图2和图3所示拉起与水平面呈一夹角，或保持桥梁悬臂稳定在同一高度。

柔性索5在旋转过程中起拉住桥梁1保持在竖向上的稳定作用，因此需要保持柔性索稳定，可以如图2所示，在轨道6上通过凹凸企口结构安装有主定位件8，使主定位件8能够沿轨道滑动而不会从轨道6上脱离，柔性索如图2所示穿过定位件8并通过定位件8上的锁闭机构将柔性索定位于定位件上，以使定位件与支架3顶端之间距离保持不变。此时绞盘9可以安装于轨道之外的位置。锁闭机构可以为各种卡子将索卡住。

更简单的方式是如图3所示，在轨道6上通过凹凸企口结构安装有能够在轨道6上滑动而不会脱离的主滑动平台10，绞盘9直接安装到主滑动平台10上。

桥梁转体，可以有多种方式，例如可以如图1所示设置一个转向绞盘11，转向绞盘11的柔性索固定于桥梁上，直接拉动桥梁以驱动桥梁转体。

也可以如图2所示，通过设置支架与桥梁之间安装的倾角，使支架在桥梁被拉起后可以向轨道一侧倾斜，由于支架3偏离球形支座7的中心，因此转向绞盘11还可以设置于支架3上或作用于主定位件8上，通过对支架3施力作用于桥梁1产生转矩，以使桥梁转体，但此种方式与图1直接拉桥梁1相比，支架3与桥梁的连接处会受到更大的应力作用，对支架3的安装固定强度要求较高。

甚至可以如图2所示，直接利用绞盘9拉动桥梁转体，此时绞盘9需要设置在转体方向一侧，而需要考虑柔性索与轨道的相互影响等问题。

另一种可行的转体驱动装置是如图4所示，为安装于主滑动平台10(或主滑动定位件)上被电机13驱动的齿轮14，在轨道6上沿轨道安装有与齿轮14啮合的齿条15，桥梁1与主滑动平台10或主滑动定位件之间连接有转体用的转臂或转体索16。

齿条15可以为两条，且水平安装于轨道6中部，齿轮14则位于两条齿条15之间，这样使得驱动装置位于主滑动平台10和轨道6中部，受力均衡且运行平稳不跑偏，而且双齿条使齿轮的齿受到作用力小，不易损坏。

如图5所示，转体用的转体索16为固定于主滑动平台10或主滑动定位件上，索分成两股，其另一端分别连接于桥梁1水平方向不同点上，使索与桥梁形成三角形稳定结构。

对于桥梁悬臂较长，转体时受风、地震、振动等影响较大而容易出现左右摆动的情况，可以如图1所示，在桥梁的两侧(或一侧)，还连接有柔性索4(或刚性构件)，柔性索4(或刚性构件)的一端连接于轨道上的副滑动平台上或副滑动定位件上，副滑动平台或副滑动定位件结构可以同图2和图3中的主滑动定位件或主滑动平台。利用柔性索或刚性构件从桥梁侧面张拉住桥梁1，以维持旋转过程中的桥梁在水平方向上的稳定。还有用于控制所述副滑动平台(或副滑动定位件)与主滑动平台(或主滑动定位件)同步沿轨道滑动的同步装置。同步装置可以为直接连接在主副平台或定位件之间的同步杆件12，以保持两者始终等距。如果用桁架代替柔性索4，则可以仅设置于桥梁的一侧。

具体桥梁转体施工方法包括以下步骤：

(1)桥梁悬臂端升起

参照图1所示，在桥梁1的一端底部安装球型支座7，并在桥梁靠近球型支座一端桥梁上固定安装支架3，支架3顶部与桥梁1之间用柔性索2或刚性构件连接形成三角形，升降绞盘的柔性索连接于支架3顶部，开动绞盘利用绞盘和支架将桥梁悬臂端拉起到旋转所需要的角度后，把柔性索通过定位装置定位于一个与球型支座为圆心的圆弧形轨道上，例如直接把绞盘安装在图3所示的主滑动平台10上，或者把柔性索固定到主滑动定位件8上。

(2)桥梁转体

利用图1所示的旋转绞盘11或被电机驱动的齿轮和齿条结构，拉动桥梁使桥梁水平旋转到预定合拢的水平位置，旋转过程中主滑动平台或主定位件同时在轨道上同步转动相同角度；对于如图1所示侧向设置柔性索4或刚性构件的情况，在桥梁转体过程中还用柔性索或刚性构件将桥梁一侧或两侧与轨道上的副定位件连接以保证桥梁稳定，转体时副定位件与主定位件同步沿轨道滑动旋转。

(3)桥梁下放

根据需要，利用升降绞盘使桥梁下放到合拢的位置，完成桥梁转体。

轨道、绞盘、主副滑动定位件或主副平台可在施工完成后重复使用。

Claims (10)

1.一种桥梁转体装置，其特征在于：所述转体装置包括球型支座、支架和轨道，球型支座设置在桥梁的一端底部，支架固定在桥梁设有球型支座的一端，所述轨道为圆弧状且以所述球型支座为圆心，支架顶端与桥梁之间拉有柔性索或刚性构件连接成三角形结构；还设置有升降绞盘，升降绞盘上的柔性索连接于所述的支架顶端，柔性索穿过所述轨道上安装的沿轨道滑动的主滑动定位件，或者绞盘直接安装在轨道上的主滑动平台上；还包括驱动桥梁转动的转体驱动装置。

2.根据权利要求1所述的桥梁转体装置，其特征在于：在所述桥梁的一侧或两侧，还连接有柔性索或刚性构件，柔性索或刚性构件的一端连接于所述轨道上的副滑动平台上或副滑动定位件上，将桥梁从侧面稳定住；还有用于控制所述副滑动平台或副滑动定位件与所述主滑动平台或主滑动定位件同步沿轨道滑动的同步装置。

3.根据权利要求2所述的桥梁转体装置，其特征在于：所述的同步装置是刚性构件。

4.根据权利要求2或3所述的桥梁转体装置，其特征在于：所述副滑动定位件或副滑动平台是通过凹凸企口结构装在所述的轨道上。

5.根据权利要求1至3中之一所述的桥梁转体装置，其特征在于：所述主滑动定位件或主滑动平台是通过凹凸企口结构装在所述的轨道上。

6.根据权利要求1至3中之一所述的桥梁转体装置，其特征在于：所述的转体驱动装置为转向绞盘，转向绞盘的柔性索固定于桥梁或所述支架或所述主滑动平台或主滑动定位件上；或者所述的转体驱动装置包括安装于所述主滑动平台或主滑动定位件上被电机驱动的齿轮，在所述轨道上沿轨道安装有与所述齿轮啮合的齿条，所述桥梁与主滑动平台或主滑动定位件之间连接有转体用的转臂或索。

7.根据权利要求6所述的桥梁转体装置，其特征在于：所述的转体用的索固定于主滑动平台或主滑动定位件上，索分成两股，其另一端分别连接于所述桥梁水平方向不同点上，使索与桥梁形成三角形。

8.根据权利要求6所述的桥梁转体装置，其特征在于：所述齿条为两条，水平安装于所述轨道中部，所述与齿条啮合的齿轮位于两条齿条之间。

9.一种利用权利要求1所述的桥梁转体装置的桥梁转体施工方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)桥梁一端升起

在桥梁的一端底部安装球型支座，并在桥梁靠近球型支座一端桥梁上固定安装支架，支架顶部与桥梁之间用柔性索或刚性构件连接成三角形结构，升降绞盘的柔性索连接于所述支架顶部，利用绞盘和支架将桥梁另一端拉起到旋转所需要的角度，把柔性索固定于一个与球型支座为圆心的圆弧形轨道上的定位件或平台上；

(2)桥梁转体

利用转体驱动装置使桥梁水平旋转到预定合拢的水平位置，同时定位装置在轨道上同步转动；

(3)桥梁放下

利用升降绞盘使桥梁升起端下放到合拢的位置。

10.根据权利要求9所述的桥梁转体施工方法，其特征在于：在桥梁转体过程中还用柔性索或刚性构件将桥梁一侧或两侧与轨道上的副定位件连接以保证桥梁稳定，转体时副定位件与主定位件同步沿轨道滑动。

Images