一种桥梁转体上转盘位移法施工方法与流程

本发明涉及一种桥梁施工技术，更具体地，涉及一种桥梁转体上转盘位移法施工方法。

背景技术：

桥梁转体施工已经是一个十分成熟的技术了，但是，转体施工，特别是承台施工的工期偏长一直是困扰施工人员的问题，一般的转体施工需要10～12个月的施工周期。

桥梁转体承台结构复杂，承台施工时需分为上下两个不同的结构依次进行施工。下承台是所有桥梁旋转时的承载结构，顶面预埋着下球铰，下球铰与上转盘的上球铰通过四氟滑片紧密连接，通过轴心的销轴进行旋转。上承台(上转盘)和梁体一块通过上球铰进行旋转。根据传统的施工工艺，先施工下承台，预埋球铰及滑道，浇筑混凝土，待强度满足设计要求后方可施工上转盘。此方法比较传统，周期特别长，如果转体涉及跨铁路或公路，对于线路安全环保运营的影响特别大，涉及面特别广，所以如何设计一种施工技术缩短工期而不缩短质量的技术是亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种桥梁转体上转盘位移法施工方法，通过将上转盘施工位置转移到下承台一侧，实现同步施工，然后使用轨道将上转盘平移到下承台上方后在下降完成上下转盘的合体，从而大幅减少施工时间。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种桥梁转体上转盘位移法施工方法，其特征在于，包括以下步骤

s1：根据施工要求，在设计位置进行下承台施工；

s2：在下承台施工位置附近，选择一不影响下承台施工的位置，同时进行上承台施工，包括以下步骤：

s21：浇筑垫层砼；根据上转盘结构尺寸浇筑垫层砼，垫层砼中心设置有销轴孔，销轴孔轴线与下承台中心轴线平行，销轴孔与下承台中心之间的虚拟连线称为中心线，称与中心线平行的水平方向为水平纵向，称与中心线垂直的水平方向为水平横向；

s22：形成砂池；以销轴孔为中心，按照上转盘半径划线，支护垂直的砂池钢模板，支护后的砂池钢模板呈矩形分布，四面砂池钢模板的内部填充标准砂，形成砂池；

s23：砂池修型；去除砂池内部部分标准砂，去除的标准砂为与球铰半径相同的下陷的球缺体形状；

s24：砂池保护；在修型后的标准砂表面铺一层柔软土工布，土工布上面铺设一层防水材料，土工布及防水材料预留销轴孔漏出位置；

s25：球铰安装；安装球铰，将球铰销轴对中插入销轴孔，在球铰四周安装撑腿，撑腿严格依据销轴中心均匀分布；

s26：砂体填充；在球铰及撑腿四周采用标准砂进行填充，逐层填充夯实，填筑至上转盘的下底面停止；

s27：转盘浇筑；在球铰及撑腿四周支护转盘底模板，转盘底模板四周布置转盘定型钢模板并支护加固，并向转盘底模板和球铰定型钢模板围成的空间浇筑混凝土形成转盘；

s3：进行轨道施工，建设两条关于中心线对称且平行的轨道；

s4：墩座施工；

s41：垫梁安装；在每一钢制轨道上各自设置一条垫梁，在两条垫梁上面设置墩座底模板；

s42：墩座浇筑；

s43：上承台落在轨道梁；拆除转盘底模板、转盘定型钢模板和墩座底模板，将所有标准砂掏出，使整体上承台落在轨道梁上受力；

s5：水平纵向平移施工；将上承台沿轨道梁平行移动至下承台的正上方，使上承台销轴中线与下承台中心对中；

s6：竖向移动施工；将上承台竖向降低，直至上球铰销轴孔下端比下球铰的销轴上端略高；

s7：水平调整施工；水平调整上承台位置，使上球铰销轴孔对准下球铰的销轴，满足要求后继续下降上承台，使球铰完全落在下承台上，完成施工。

优选地，所述步骤s22中，砂池钢模板中，对侧两面的钢模板采用对拉杆、钢垫片及螺母加固。

优选地，所述步骤s23中，采用球铰模具对砂池修型，球铰模具包括与销轴相同直径的转轴和固定在转轴上的刀片单元，刀片单元的刀刃包络线与球铰外表面大圆一致。

优选地，刀片单元包括两个互成一定角度的刀片，第一刀片和第二刀片的刀刃形状为锯齿状，第二刀片的刀刃与第一刀片的刀刃错排设置。

优选地，所述步骤s3包括以下步骤

s31：条形基础施工；在承台两侧测量放线，浇筑两条条形基础，条形基础与销轴孔和下承台中心中间的连线平行，条形基础的一端长度距离下承台基坑的靠近上承台施工位置的边缘预留一定距离，条形基础的另一端应满足水平纵向千斤顶的设置要求；

s32：轨道固定；在每一条形基础的顶面各自固定一条钢制轨道，钢制轨道的轴向方向与条形基础一致，形成两条轨道。

优选地，所述步骤s32中，轨道与条形基础之间为螺栓连接，条形基础上顶面每隔一段距离预埋螺栓，螺栓的一半长度预埋在混凝土中，另一半露在外侧，露出端应具有螺丝，轨道通过螺栓固定在条形基础上。

优选地，所述步骤s5中，包括以下步骤：

s51：水平纵向千斤顶安装；在上承台的非下承台基坑侧的钢制轨道上焊接轨道水平纵向千斤顶反力座，轨道水平纵向千斤顶反力座距离上承台的距离需满足轨道水平纵向千斤顶的安装要求，轨道水平纵向千斤顶反力座焊接完成后，安装轨道水平纵向千斤顶；

s52：跨梁施工；在下承台上方构建两条跨梁，每一跨梁的一端各自稳定连接一条轨道梁，每一跨梁的另一端架在下承台基坑的地面上，两条跨梁的顶面与两条轨道梁的顶面位于同一水平面内，两条跨梁之间设置有横梁；

s53：纵向平移；使用轨道水平纵向千斤顶水平纵向移动上承台，使上承台向下承台的上方滑动，上承台通过轨道水平纵向平移至横梁上，直至下承台的正上方，使上承台销轴中线与下承台中心对中。

优选地，所述步骤s6中，包括以下步骤：

s61：布置竖向千斤顶；首先在下承台的四角各标记一个点，按顺时针编号为abcd四点，ab点连线和cd点连线分别平行于中心线，且a点和d点、b点和c点分别关于中心线对称；

在每一点上各设置2台竖向千斤顶，两台竖向千斤顶的连线垂直于中心线，靠近中心线的竖向千斤顶记为第1组竖向千斤顶，远离中心线的竖向千斤顶记为第2组，在下承台共设置了8台竖向千斤顶，分别记为a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1和d2号竖向千斤顶；

第1组竖向千斤顶与中心线的距离，均大于撑腿与中心线的距离，且小于墩座最外侧与中心线的距离；

s62：焊接竖向千斤顶的连接梁；在a2号竖向千斤顶的顶端和b2号竖向千斤顶的顶端，焊接第一纵向梁；在a1号竖向千斤顶的顶端和b1号竖向千斤顶的顶端，焊接第二纵向梁；在d1号竖向千斤顶的顶端和c1号竖向千斤顶的顶端，焊接第三纵向梁；在d2号竖向千斤顶的顶端和c2号竖向千斤顶的顶端，焊接第四纵向梁；第一到第四号纵向梁与墩座下表面之间通过第一横向梁和第二横向梁接触；第一横向梁与第二横向梁分别位于墩座两侧；

s63：竖向移动；升起第1组竖向千斤顶，顶起上承台，拆除横梁(跨梁)，使第1组竖向千斤顶完全承受上承台的重量；降低第1组竖向千斤顶，使上承台落至4台2#千斤顶上，并使第1组竖向千斤顶脱离横向梁；然后降低第2组竖向千斤顶，使上承台落至4台第一组竖向千斤顶上，并使第2组竖向千斤顶脱离横向梁；

反复执行本步骤，直至上球铰销轴孔下端比下球铰的销轴上端略高。

优选地，所述步骤s7中，包括以下步骤：

s71：布置横向平移千斤顶；在第一横向梁一端和第二横向梁的一端，分别设置一个横向水平千斤顶反力座，并在每一反力座上各安装一台横向水平千斤顶，在第一横向梁一端和第二横向梁的一端，分别设置一个纵向水平千斤顶反力座，并在每一反力座上各安装一台纵向水平千斤顶；

s72：横向平移；使用横向水平千斤顶和纵向水平千斤顶调整上承台位置，使上球铰销轴孔对准下球铰的销轴，满足要求后继续使用竖向千斤顶下降上承台，使球铰完全落在下承台上，完成施工。

从上述技术方案可以看出，本发明通过将上转盘同步施工后再进行平移和下降，实现上下转盘的同步施工和后期匹配。因此，本发明具有减少施工时间，降低施工成本，增强相关社会效益的显著特点。

附图说明

图1是本发明具体实施例的施工流程图；

图2是本发明具体实施例中完成砂池填充后的主视图；

图3是本发明具体实施例中完成砂池填充后的剖视图；

图4是本发明具体实施例中完成砂池修型后的剖视图；

图5是本发明具体实施例中完成砂池保护后的剖视图；

图6是本发明具体实施例中完成球铰安装后的主视图；

图7是本发明具体实施例中完成球铰安装后的剖视图；

图8是本发明具体实施例中完成转盘浇筑后的主视图；

图9是本发明具体实施例中完成转盘浇筑后的剖视图；

图10是本发明具体实施例中完成轨道施工后的主视图；

图11是本发明具体实施例中完成轨道施工后的剖视图；

图12是本发明具体实施例中完成墩座浇筑后的主视图；

图13是本发明具体实施例中完成墩座浇筑后的剖视图；

图14是本发明具体实施例中上承台落在轨道上的主视图；

图15是本发明具体实施例中上承台落在轨道上的剖视图；

图16是本发明具体实施例中纵向平移前的主视图；

图17是本发明具体实施例中纵向平移中的主视图；

图18是本发明具体实施例中纵向平移后的主视图；

图19是本发明具体实施例中竖向平移前的主视图；

图20是本发明具体实施例中竖向平移中的侧视图；

图21是本发明具体实施例中水平调整中的纵向侧视图；

图22是本发明具体实施例中安装完成后侧视图；

图23是本发明具体实施例中球铰模具的主视图；

图24是本发明具体实施例中球铰模具的侧视图。

图中，101是钢垫，102是钢模板，103是螺母，104是对拉杆，105是标准砂，106是垫层砼，107是销轴孔，108是土工布，109是防水材料，2是上承台，201是上球铰，202是撑脚，203是销轴，204是转盘，205是墩座，300是条形基础，301是工字钢，302是垫梁，303是水平纵向千斤顶，304是水平纵向反力座，305是跨梁，306是横梁，307是立柱，308是纵向梁，309是一号千斤顶组，310是二号千斤顶组，311是横向梁，312是横向平移千斤顶，313是横向水平千斤顶反力座，4是球铰模具，401是销轴，402是刀片加劲肋，403是第一刀片，404是第二刀片。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。

在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明的流程图。如图所示，一种桥梁转体上转盘位移法施工方法，其特征在于，包括以下步骤

s1：根据施工要求，在设计位置进行下承台施工。

s2：在下承台施工位置附近，选择一不影响下承台施工的位置，进行上承台施工。上承台的施工与下承台的施工同步进行，可以有效减少施工时间。上承台的施工包括以下步骤

s21：浇筑垫层砼；根据上转盘结构尺寸浇筑垫层砼，垫层砼中心设置有销轴孔，销轴孔轴线与下承台中心轴线平行，销轴孔与下承台中心之间的虚拟连线称为中心线，称与中心线平行的水平方向为水平纵向，称与中心线垂直的水平方向为水平横向。

s22：形成砂池；以销轴孔为中心，按照上转盘半径划线，支护垂直的砂池钢模板，支护后的砂池钢模板呈矩形分布，四面砂池钢模板的内部填充标准砂，形成砂池。

砂池和垫层砼的主视图和剖视图如图2和图3所示，以销轴孔为中心，按照转盘半径四周划线，支护矩形钢模板，纵横采用对拉杆、钢垫片及螺母加固，中部填充标准砂。标准砂每填15cm采用夯机进行夯实，保证地基承载力不小于180kpa。

s23：砂池修型；去除的标准砂为与球铰半径相同的下陷的球缺体形状。

在本具体实施例中，对砂池修型的方法为使用球铰模具，球铰模具包括一个与销轴相同直径的转轴和一个与转轴固定连接的刀片单元，在刀片单元的面上具有刀片加劲肋，刀片单元具有刀刃，刀刃包络线与球铰外表面大圆一致，刀刃的形状可以为锯齿状，将球铰模具的转抽插入销轴，然后旋转逐步下移，从而在砂池上部形成与球铰外形一致的凹陷。优选地，刀片单元由两片刀片构成，两个刀片互成一定角度，第一刀片和第二刀片的刀刃形状均为锯齿状，第二刀片的刀刃与第一刀片刀刃错排设置，第一刀片的作用主要为成型，在砂池表面形成凹陷，由于刀刃为锯齿状，在砂池上形成垄-沟地貌，第二刀片的作用主要为整型，将垄-沟摊平，在凹陷上表面形成一层平整的松软砂层，松软砂层可以起到弹性缓冲的作用，避免损坏球铰外表面。图23和图24分别为球铰模具的主视图和侧视图。

砂池修型完成后如图4所示，在标准砂填筑高度满足要求后，球铰模具插入销轴孔内，旋转球铰模具，使平面的标准砂形成与球铰相同的弧锥体形状，与球铰紧密契合。

s24：砂池保护；在修型后的标准砂表面铺一层柔软土工布，土工布上面铺设一层防水材料，土工布及防水材料预留销轴孔漏出位置。

砂池保护如图5所示，把弧锥体表面的多余标准砂清理干净，标准砂表面铺一层柔软土工布，土工布上面铺设一层防水材料。

s25：球铰安装；安装球铰，将球铰销轴对中插入销轴孔，在球铰四周安装撑腿，撑腿严格依据销轴中心均匀分布。

如图6和图7所示，在标准砂表面铺上土工布和防水材料后，开始安装球铰，球铰采用起重机安装，必须保证其平衡，防止倾斜，对中销轴插入，然后在球铰四周安装撑腿，撑腿严格依据销轴中心平均分布。

s26：砂体填充；在球铰及撑腿四周采用标准砂进行填充，逐层填充夯实，填筑至上转盘的下底面停止。

s27：转盘浇筑；在球铰及撑腿四周支护转盘底模板，转盘底模板四周布置转盘定型钢模板并支护加固，并向转盘底模板和球铰定型钢模板围成的空间浇筑混凝土形成转盘。完成浇筑后的转盘的主视图和剖视图如图8和图9所示。

s3：进行轨道施工，完成轨道施工后的主视图和剖视图如图10和图11所示，轨道施工包括以下步骤

s31：条形基础施工；在承台两侧测量放线，浇筑两条条形基础，条形基础与销轴孔和下承台中心中间的连线平行，条形基础的一端长度距离下承台基坑的靠近上承台施工位置的边缘预留一定距离，条形基础的另一端应满足水平纵向千斤顶的设置要求。

s32：轨道固定；在每一条形基础的顶面各自固定一条钢制轨道，钢制轨道的轴向方向与条形基础一致，形成两条轨道梁。

在本具体实施例中，轨道与条形基础之间为螺栓连接，条形基础上顶面每隔一段距离预埋螺栓，螺栓的一半长度预埋在混凝土中，另一半露在外侧，露出端应具有螺丝，轨道通过螺栓固定在条形基础上。钢制轨道为工字梁。

s4：墩座施工

s41：垫梁安装；在每一钢制轨道上各自设置一条垫梁，在两条垫梁上面设置墩座底模板。垫梁的安装示意图参见图10和图11。

s42：墩座浇筑；对上转盘外侧底模板支护，在墩座底模板的四周布置墩座定型钢模板并加固，并向墩座底模板和墩座定型钢模板围成的空间浇筑混凝土形成墩座，墩座混凝土满足设计强度后，拆除墩座定型钢模板。

墩座是上承台的最上部分，墩身与其相连，浇筑后的主视图和剖视图如图12和图13所示。

s43：上承台落在轨道梁；拆除转盘底模板、转盘定型钢模板和墩座底模板，将所有标准砂掏出，使整体上承台落在轨道梁上受力，如图14和图15所示。

s5：水平纵向平移施工。在本具体实施例中，使用水平纵向千斤顶将上承台转移至下承台的正上方。具体的，包括以下步骤：

s51：水平纵向千斤顶安装；在上承台的非下承台基坑侧的钢制轨道上焊接轨道水平纵向千斤顶反力座，轨道水平纵向千斤顶反力座距离上承台的距离需满足轨道水平纵向千斤顶的安装要求，轨道水平纵向千斤顶反力座焊接完成后，安装轨道水平纵向千斤顶。

s52：跨梁施工；在下承台上方构建两条跨梁，每一跨梁的一端各自稳定连接一条轨道梁，每一跨梁的另一端架在下承台基坑的地面上，两条跨梁的顶面与两条轨道梁的顶面位于同一水平面内，两条跨梁之间设置有横梁。跨梁是跨越下承台基坑的主要构件，在本具体实施例中由型钢制造，两条跨梁之间有横梁连接以提高稳定性。

在本具体实施例中，跨梁中部与下承台还采用立柱支撑。

s53：纵向平移；使用轨道水平纵向千斤顶水平纵向移动上承台，使上承台向下承台的上方滑动，上承台通过轨道水平纵向平移至横梁上，直至下承台的正上方，使上承台销轴中线与下承台中心对中。

图16～18分别是纵向平移前、纵向平移过程中和纵向平移后的主视图。

s6：竖向移动施工，将上承台竖向降低，直至上球铰销轴孔下端比下球铰的销轴上端略高。本具体实施例中，采用两组竖向千斤顶完成这一工作，具体步骤包括：

s61：布置竖向千斤顶；首先在下承台的四角各标记一个点，按顺时针编号为abcd四点，ab点连线和cd点连线分别平行于中心线，且a点和d点、b点和c点分别关于中心线对称；

在每一点上各设置2台竖向千斤顶，两台竖向千斤顶的连线垂直于中心线，靠近中心线的竖向千斤顶记为第1组竖向千斤顶，远离中心线的竖向千斤顶记为第2组，在下承台共设置了8台竖向千斤顶，分别记为a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1和d2号竖向千斤顶；

第1组竖向千斤顶与中心线的距离，均大于撑腿与中心线的距离，且小于墩座最外侧与中心线的距离。

s62：焊接竖向千斤顶的连接梁；在a2号竖向千斤顶的顶端和b2号竖向千斤顶的顶端，焊接第一纵向梁；在a1号竖向千斤顶的顶端和b1号竖向千斤顶的顶端，焊接第二纵向梁；在d1号竖向千斤顶的顶端和c1号竖向千斤顶的顶端，焊接第三纵向梁；在d2号竖向千斤顶的顶端和c2号竖向千斤顶的顶端，焊接第四纵向梁；第一到第四号纵向梁与墩座下表面之间通过第一横向梁和第二横向梁接触；第一横向梁与第二横向梁分别位于墩座两侧。

布置完成后的连接梁、竖向千斤顶布局参见图19。

s63：竖向移动；升起第1组竖向千斤顶，顶起上承台，拆除横梁(跨梁)，使第1组竖向千斤顶完全承受上承台的重量；降低第1组竖向千斤顶，使上承台落至4台第二组竖向千斤顶上，并使第1组竖向千斤顶脱离横向梁；然后降低第2组竖向千斤顶，使上承台落至4台第一组竖向千斤顶上，并使第2组竖向千斤顶脱离横向梁。竖向移动的过程示意图参见图20。

反复执行本步骤，直至上球铰销轴孔下端比下球铰的销轴上端略高。

s7：水平调整施工，水平调整上承台位置，使上球铰销轴孔对准下球铰的销轴，满足要求后继续下降上承台。本具体实施例中仍采用千斤顶完成水平调整施工，具体包括以下步骤：

s71：布置横向平移千斤顶；在第一横向梁一端和第二横向梁的一端，分别设置一个横向水平千斤顶反力座，并在每一反力座上各安装一台横向水平千斤顶，在第一横向梁一端和第二横向梁的一端，分别设置一个纵向水平千斤顶反力座，并在每一反力座上各安装一台纵向水平千斤顶。图21是横向水平千斤顶反力座以及横向水平千斤顶的安装示意图。

s72：横向平移；使用横向水平千斤顶和纵向水平千斤顶调整上承台位置，使上球铰销轴孔对准下球铰的销轴，满足要求后继续使用竖向千斤顶下降上承台，使球铰完全落在下承台上，完成施工，如图22所示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。