本發(fā)明涉及橋梁施工,具體為一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸。
背景技術(shù):
1、我國的公、鐵路系統(tǒng)在近幾十年迅速發(fā)展,線路網(wǎng)密度和總里程逐年增長,橋梁數(shù)量快速上升。對于跨越既有運營鐵路線、高山峽谷、水深急流的河道或是經(jīng)常通航河道的橋梁而言,橋梁轉(zhuǎn)體施工法具有非常大的優(yōu)勢,它能夠在不影響通航的情況下,進行安全,快速的施工。因此該施工方法受到了工程建設(shè)者的廣泛關(guān)注。
2、橋梁水平轉(zhuǎn)體法將橋梁的上部結(jié)構(gòu)整跨或跨中分成兩個半跨,將預(yù)制的整跨或半跨橋體置于橋臺設(shè)置的轉(zhuǎn)盤上,然后通過水平轉(zhuǎn)動的方法將其移動到最終位置的施工方法。這種施工方法適用于連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋、斜拉橋以及拱橋等橋型,隨著我國基建的發(fā)展,橋梁水平轉(zhuǎn)體也在向著大噸位、曲線橋等高難度的施工技術(shù)邁進。
3、傳統(tǒng)的球鉸裝置作為橋梁轉(zhuǎn)體過程中唯一可以活動的鉸接構(gòu)件,是中心支撐體系和平衡體系的主要構(gòu)件,若球鉸裝置在制作過程中不規(guī)范或者在轉(zhuǎn)動過程出現(xiàn)不均勻受力、轉(zhuǎn)動角度控制不當(dāng)?shù)葐栴},有可能發(fā)生橋梁失穩(wěn)傾覆的危險。防止橋梁傾覆是確保施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要措施。傾覆的風(fēng)險可能導(dǎo)致極大的經(jīng)濟損失和人員傷亡,因此,必須采取有效的措施來防范。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,使得轉(zhuǎn)體鉸在轉(zhuǎn)動過程中的接觸應(yīng)力更為均勻,能夠大大增強轉(zhuǎn)體鉸的抗傾覆性能和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,從而更好地適用于目前橋梁轉(zhuǎn)體領(lǐng)域大噸位、曲線橋等高難度的施工技術(shù)。
2、為了實現(xiàn)上述目的,提供的技術(shù)方案如下:
3、一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式橋梁轉(zhuǎn)體鉸,包括轉(zhuǎn)鉸上盤9和轉(zhuǎn)鉸下盤1,其特征在于:還包括與轉(zhuǎn)鉸上盤9固結(jié)的上轉(zhuǎn)鉸10、與轉(zhuǎn)鉸下盤1固結(jié)的下轉(zhuǎn)鉸4;所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4之間安裝有轉(zhuǎn)動定位銷軸8;所述轉(zhuǎn)鉸下盤1上設(shè)置有保險腿2和千斤頂反力座3;所述上轉(zhuǎn)鉸10、下轉(zhuǎn)鉸4和轉(zhuǎn)動定位銷軸8三者共同構(gòu)成轉(zhuǎn)體鉸的基本部分;所述下轉(zhuǎn)鉸4為中心凸出的半球體,四周凹陷部分為半環(huán)形環(huán)面的槽形結(jié)構(gòu),邊緣為臺狀結(jié)構(gòu);所述上轉(zhuǎn)鉸10為中心凹陷的半球體,四周凸出部分為半圓環(huán)體結(jié)構(gòu),邊緣為臺狀結(jié)構(gòu);所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4呈上下設(shè)置,其對應(yīng)的表面為相互配合的互嵌式曲面。
4、優(yōu)選的,所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4均為鋼質(zhì),使用強度為q345的鋼材,并將鋼材進行組焊、淬火、回火、退火、電鍍等復(fù)雜而精細的制造加工工藝且要求焊縫光滑平整、無咬邊、氣孔、夾渣等缺陷。
5、優(yōu)選的,所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4相配合的曲面各處曲率半徑應(yīng)相等,且誤差不大于2mm;所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4安裝后的邊緣各點高程誤差不大于1mm,且不得有撓曲變形;所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4安裝后的水平截面應(yīng)為圓形,其橢圓度不大于1.5mm。
6、優(yōu)選的,所述轉(zhuǎn)體上盤9與上轉(zhuǎn)鉸10固結(jié),轉(zhuǎn)體下盤1與下轉(zhuǎn)鉸4固結(jié),用rpc混凝土(活性炭混凝土)將轉(zhuǎn)鉸與轉(zhuǎn)盤進行現(xiàn)場澆筑。
7、優(yōu)選的,所述轉(zhuǎn)動定位銷軸8是材質(zhì)為45鍛鋼的實心圓柱體構(gòu)件。
8、優(yōu)選的,所述上轉(zhuǎn)鉸10和下轉(zhuǎn)鉸4的中心軸線處設(shè)有轉(zhuǎn)動定位銷軸套管7,所述轉(zhuǎn)動定位銷軸套管7內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)動定位銷軸8,轉(zhuǎn)動定位銷軸套管7的中心軸應(yīng)與上轉(zhuǎn)鉸10和下轉(zhuǎn)鉸4的中心軸重合,誤差不大于1mm,且轉(zhuǎn)動定位銷軸套管7的中心軸與曲面截面圓平面保持垂直,傾斜度≤3%。
9、優(yōu)選的,所述下轉(zhuǎn)鉸4頂面設(shè)置了安裝減摩滑條6的減摩滑條預(yù)留凹槽5,該凹槽深度略深于外漏的減摩滑條6高度。
10、優(yōu)選的,所述減摩滑條6是相互獨立并且由螺釘固定在減摩滑條預(yù)留凹槽5的改性聚四氟乙烯塑料合金制成的條狀結(jié)構(gòu);所述下轉(zhuǎn)鉸4鑲嵌的減摩滑條6頂面應(yīng)在同一曲面上,誤差不大于0.2mm;所述減摩滑條6的靜摩擦系數(shù)≤0.05,動摩擦系數(shù)≤0.03,抗壓強度≥150mpa。
11、優(yōu)選的,所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4中間的減摩滑條6上涂有黃油聚四氟乙烯粉。
12、優(yōu)選的,所述轉(zhuǎn)鉸下盤1上設(shè)置有4對對稱的保險腿2,所述保險腿2為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),采用c50混凝土現(xiàn)場澆筑,其頂面距離轉(zhuǎn)鉸上盤9的高度為10mm。
13、優(yōu)選的,所述轉(zhuǎn)鉸下盤1上設(shè)置有4對對稱的千斤頂反力座3,其高度應(yīng)參考現(xiàn)場千斤頂?shù)某叽邕M行設(shè)計,結(jié)構(gòu)形式為“鋼管混凝土”結(jié)構(gòu),鋼管內(nèi)填充c50微膨脹混凝土。
14、本發(fā)明的互嵌式的曲面結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點:
15、1.本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸由rpc混凝土(活性炭混凝土)與通過精密工藝處理過的鋼轉(zhuǎn)鉸澆筑而成,與投影面積相等的球鉸和平面鉸相比,具有高剛度、高韌性、薄弱界面大幅加強的優(yōu)點。該轉(zhuǎn)鉸適應(yīng)轉(zhuǎn)體偏載的能力強于傳統(tǒng)的球鉸和平面鉸;
16、2.本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸的接觸面積為(13π+2)·πr2,對于與之投影面積相等的傳統(tǒng)球鉸,根據(jù)《規(guī)范》計算出的接觸面積為27πr2。就計算所得,互嵌式轉(zhuǎn)鉸接觸面積是傳統(tǒng)球鉸的1.587倍。在相同的載荷下,互嵌式轉(zhuǎn)鉸的平均應(yīng)力和底部混凝土受力情況均小于傳統(tǒng)的球鉸,轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)受力和變形的均勻性也相對較好;因此,互嵌式轉(zhuǎn)鉸在轉(zhuǎn)動過程中有更好的支撐協(xié)調(diào)性,且橋梁結(jié)構(gòu)在強度容許范圍內(nèi)有更大的承受能力。另一方面,這個優(yōu)點使減摩滑條6受到的應(yīng)力也更為均勻,能夠防止滑條因應(yīng)力過大產(chǎn)生局部破壞而影響橋梁轉(zhuǎn)體的流暢性和穩(wěn)定性;
17、3.本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸的下轉(zhuǎn)鉸4四周凹陷部分為半環(huán)形環(huán)面的槽形結(jié)構(gòu),且邊緣設(shè)計有臺狀結(jié)構(gòu)。該形式的設(shè)計不但能夠防止應(yīng)力集中現(xiàn)象的出現(xiàn),還可以防止鉸面間填充的潤滑油脂在轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)重壓下流失;
18、4.本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸轉(zhuǎn)體施工時,在牽引索的水平拉力下,會出現(xiàn)較大的水平剪力,由于其特殊的互嵌式構(gòu)造與材料性能的特殊性,能夠大大提高轉(zhuǎn)體的水平抗力。牽引力的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)體安全性也相應(yīng)提高;
19、5.轉(zhuǎn)鉸自身不平整容易導(dǎo)致梁體平轉(zhuǎn)過程中梁端部標高發(fā)生變化,從而影響成橋線形。本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸在加工精度滿足設(shè)計要求的前提下,通過精密的處理,只要保證安裝平整度,梁體在平轉(zhuǎn)時端部標高一般變化很小。因此,轉(zhuǎn)體后梁體姿態(tài)調(diào)整、施工可實施性能、出現(xiàn)問題可調(diào)整等方面,均具有良好的性能;
20、6.本發(fā)明基于提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸適應(yīng)轉(zhuǎn)體偏載的能力強、轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)受力和變形的均勻性能好、支撐協(xié)調(diào)性好、牽引力的穩(wěn)定性良好、轉(zhuǎn)體安全性好,轉(zhuǎn)體后梁體姿態(tài)調(diào)整、施工可實施性能、出現(xiàn)問題可調(diào)整均具有更良好的性能優(yōu)點,該鉸適用于目前出現(xiàn)的大噸位轉(zhuǎn)體施工和曲線橋的轉(zhuǎn)體施工。
1.一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式橋梁轉(zhuǎn)體鉸,包括轉(zhuǎn)鉸上盤(9)和轉(zhuǎn)鉸下盤(1),其特征在于:還包括與轉(zhuǎn)鉸上盤(9)固結(jié)的上轉(zhuǎn)鉸(10)、與轉(zhuǎn)鉸下盤(1)固結(jié)的下轉(zhuǎn)鉸(4);所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)之間安裝有轉(zhuǎn)動定位銷軸(8);所述轉(zhuǎn)鉸下盤(1)上設(shè)置有保險腿(2)和千斤頂反力座(3);所述上轉(zhuǎn)鉸(10)、下轉(zhuǎn)鉸(4)和轉(zhuǎn)動定位銷軸(8)三者共同構(gòu)成轉(zhuǎn)體鉸的基本部分;所述下轉(zhuǎn)鉸(4)為中心凸出的半球體,四周凹陷部分為半環(huán)形環(huán)面的槽形結(jié)構(gòu),邊緣為臺狀結(jié)構(gòu);所述上轉(zhuǎn)鉸(10)為中心凹陷的半球體,四周凸出部分為半圓環(huán)體結(jié)構(gòu),邊緣為臺狀結(jié)構(gòu);所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)呈上下設(shè)置,其對應(yīng)的表面為相互配合的互嵌式曲面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,其特征在于:所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)均為鋼質(zhì),使用強度為q345的鋼材,并將鋼材進行組焊、淬火、回火、退火、電鍍等復(fù)雜而精細的制造加工工藝且要求焊縫光滑平整、無咬邊、氣孔、夾渣等缺陷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,其特征在于:所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)相配合的曲面各處曲率半徑應(yīng)相等,且誤差不大于2mm;所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)安裝后的邊緣各點高程誤差不大于1mm,且不得有撓曲變形;所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)安裝后的水平截面應(yīng)為圓形,其橢圓度不大于1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,其特征在于:所述轉(zhuǎn)鉸上盤(9)與上轉(zhuǎn)鉸(10)固結(jié),所述轉(zhuǎn)體下盤(1)與下轉(zhuǎn)鉸(4)固結(jié),用rpc混凝土將轉(zhuǎn)鉸與轉(zhuǎn)盤進行現(xiàn)場澆筑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,其特征在于:所述上轉(zhuǎn)鉸(10)和下轉(zhuǎn)鉸(4)的中心軸線處設(shè)有轉(zhuǎn)動定位銷軸套管(7),所述轉(zhuǎn)動定位銷軸套管(7)內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)動定位銷軸(8),所述轉(zhuǎn)動定位銷軸套管(7)的中心軸應(yīng)與上轉(zhuǎn)鉸(10)和下轉(zhuǎn)鉸(4)的中心軸重合,誤差不大于1mm,且轉(zhuǎn)動定位銷軸套管(7)的中心軸與曲面截面圓平面保持垂直,傾斜度≤3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,其特征在于:所述下轉(zhuǎn)鉸(4)頂面設(shè)置了安裝減摩滑條(6)的減摩滑條預(yù)留凹槽(5),該凹槽深度深于外漏的減摩滑條(6)高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,其特征在于:所述減摩滑條(6)是相互獨立并且由螺釘固定在減摩滑條預(yù)留凹槽(5)的改性聚四氟乙烯塑料合金制成的條狀結(jié)構(gòu);所述下轉(zhuǎn)鉸(4)鑲嵌的減摩滑條(6)頂面應(yīng)在同一曲面上,誤差不大于0.2mm;所述減摩滑條(6)的靜摩擦系數(shù)≤0.05,動摩擦系數(shù)≤0.03,抗壓強度≥150mpa。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,其特征在于:所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)中間的減摩滑條(6)上涂有黃油聚四氟乙烯粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,其特征在于:所述轉(zhuǎn)鉸下盤(1)上設(shè)置有4對對稱的保險腿(2),所述保險腿(2)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),采用c50混凝土現(xiàn)場澆筑,其頂面距離轉(zhuǎn)鉸上盤(9)的高度為10mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸,其特征在于:所述轉(zhuǎn)鉸下盤(1)上設(shè)置有4對對稱的千斤頂反力座(3),其高度應(yīng)參考現(xiàn)場千斤頂?shù)某叽邕M行設(shè)計,結(jié)構(gòu)形式為“鋼管混凝土”結(jié)構(gòu),鋼管內(nèi)填充c50微膨脹混凝土。