一种曲线斜拉桥的大偏心转体装置的制作方法

本实用新型涉及桥梁转体装置技术领域，具体地指一种曲线斜拉桥的大偏心转体装置。

背景技术：

目前，我国高速公路、高速铁路交通行业发展迅速，桥梁转体在桥梁建筑施工中越来越被广泛采用。桥梁转体施工法要求的施工设备少、操作简单。转体施工具有不干扰交通、不间断通航、可跨深沟、河流、交通频繁的道路，且施工快速、经济、方便、可靠等优点，近年来采用该法施工越来越多。

对于直线段桥梁来说，通常直线段桥梁的中心点和重心是重合的，这样的桥梁结构使用转体施工方法时，只需要在桥梁重心的位置处设置一个旋转球铰，利用球铰的转动达到直线段桥梁的转体施工目的。如图1所示，直线段桥梁的桥墩的中心和重心重合，与球铰承台的中心也是重合的，此时球铰、桥梁都不存在偏转问题，只需要提供桥梁转动的力就可以有效的将直线段桥梁旋转到位。

但是对于某些特殊地段无法使用直线段桥梁，只能使用曲线段桥梁。而对于曲线段桥梁来说，曲线段桥梁的中心和重心不重和，曲线桥梁和复杂异形桥梁结构的重心往往不在桥梁纵轴线上，桥梁带偏心太大，传统方法一般通过配重或者增大承台尺寸来解决，施工麻烦且经济代价高。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术提到现有技术对于曲线段桥梁偏转施工麻烦和经济性代价高的问题，提供一种曲线斜拉 桥的大偏心转体装置。

本实用新型的技术方案为：一种曲线斜拉桥的大偏心转体装置，包括承台，其特征在于：所述的承台上固定有转动轴线与曲线段桥梁的重心重合的球铰装置；所述的球铰装置包括下球铰和上球铰，下球铰为向下凹陷的半球形结构，上球铰为向下凸起的与下球铰配合的半球形结构，上球铰卡合在下球铰内与之形成可转动的球铰装置；所述的上球铰的上端安装有中心与球铰装置的转动轴线重合的牵引盘；所述的牵引盘上端设置有中心与曲线段桥梁的中心线重合的上转盘；所述的上转盘的中心与球铰的转动轴线之间留有间距，上转盘上设置有维持上转盘上端面保持水平的平衡装置。

进一步的所述的平衡装置包括多根固定在上转盘四周的上预应力钢束。

进一步的所述的承台包括锚固在地面上的支撑柱和固定在支撑柱上的下转盘，下球铰固定在下转盘的上端面。

进一步的所述的下转盘的四周安装有多根维持下转盘上端面保持水平的下预应力钢束。

进一步的所述的牵引盘下端设置有多根支撑脚；所述的支撑脚下端与上转盘的上端面之间留有间隙。

进一步的所述的上球铰上设置有轴线与球铰装置中心线重合的转轴；所述的下球铰上设置有轴线与球铰装置中心线重合的转轴套筒；所述的转轴上端固定在上球铰上，下端穿过上球铰伸入到转轴套筒内；所述的转轴套筒下端固定在下转盘上，上端穿过下球铰套设于转轴上。

进一步的所述的转轴套筒上设置有多根斜撑；所述的斜撑下端固定在转轴套筒上，上端固定在下球铰的下端面上。

进一步的所述的下球铰与上球铰的连接端面上设置有两块相互接触的四氟板。

本实用新型的优点有：1、本实用新型在球铰装置的转动轴线与桥梁中心线之间留有间距，通过该间距克服了桥梁在转体过程中的偏 心弯矩，使转体施工结构受力更加合理，提高了转体施工的安全性；

2、本实用新型通过上预应力钢束和下预应力钢束保持上转盘和下转盘保持水平状态消除了由于球铰装置的转动轴线与上、下转盘的中心线不重和带来的结构受力不平衡和不对称的问题，使转体施工过程的上、下转盘受力对称，消除了施工桥梁可能在转盘上产生滑移的安全隐患；

3、本实用新型无需使用大型的承台结构，经济性更好，节约了大量的人力物力，有利于大范围的推广使用。

本发明构造简单，施工安全方便，不但满足结构受力要求，而且经济性良好，可在偏心转体施工桥梁中广泛采用，将在铁路和公路桥梁建设中发挥巨大的经济效益。

附图说明

图1：现有技术的球铰结构示意图；

图2：本实用新型的球铰结构示意图；

图3：本实用新型球铰装置的中心线与桥墩的中心线的位置关系示意图；

图4：本实用新型的转轴与转轴套筒的结构示意图；

图5：本实用新型的桥梁放置在上转盘上的主视图；

图6：本实用新型的桥梁放置在上转盘上的俯视图；

其中：1—上球铰；2—下球铰；3—上转盘；4—下转盘；5—上预应力钢束；6—下预应力钢束；7—支撑柱；8—固定柱；9—混凝土；10—四氟板；11—转轴；12—转轴套筒；13—斜撑；14—牵引盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～6，一种曲线斜拉桥的大偏心转体装置，包括承台，本实施例的承台包括锚固在地面上的支撑柱7，多根支撑柱7为整个转体结构提供向上的支撑力。支撑柱7的上端设置有下转盘4，下转盘 4的上端面保持水平状态，下转盘4的四周设置有多根下预应力钢束6，使用千斤顶拉扯对预应力钢束施加作用力，通过这些下预应力钢束6维持下转盘4的上端面保持水平状态。

下转盘4的上端面设置有球铰结装置，球铰装置包括下球铰2和上球铰1，下球铰2为向下凹陷的半球形结构，上球铰1为向下凸起的与下球铰配合的半球形结构，上球铰1卡合在下球铰2内与之形成可转动的球铰装置。上球铰1的上端安装有中心与球铰装置的转动轴线重合的牵引盘14，实际运行时，通过转动牵引盘14就可以对转体桥梁进行专题施工，牵引盘14上端固定有中心与曲线段桥梁的中心线重合的上转盘3，上转盘3的中心与球铰的转动轴线之间留有间距Δ(如图2～3所示)，间距Δ能够消除曲线段桥梁因为中心与重心不重和形成的偏转弯矩，提高了转体施工过程的安全性。

如图4所示，上转盘3上设置有轴线与球铰装置中心线重合的转轴11，下转盘4上设置有轴线与球铰装置转动轴线重合的转轴套筒12，转轴11上端固定在上转盘3上，下端穿过上球铰1伸入到转轴套筒12内，转轴套筒12下端固定在下转盘4上，上端穿过下球铰2套设于转轴11上。转轴11与转轴套筒12的配合能够使球铰装置的转动保持竖直方向的轴线转动，避免了转动过程中可能会出现向其他方向倾斜的现象。

转轴套筒12上设置有多根斜撑13，斜撑13下端固定在转轴套筒12上，上端固定在下球铰2的下端面上。斜撑13加强了转轴套筒12与转轴11之间的连接稳固性。

由于上转盘3的中心线和曲线段桥梁的重心是不重和的，因此，上转盘3的上端面两侧位置受力是不平衡的。本实施例在上转盘3的四周设置有多根上预应力钢束5拉扯上转盘3，以消除转体桥梁带给上转盘3的不平衡。同样的下转盘4上也设置有多根下预应力钢束6。

牵引盘14的下端面上设置有多根支撑脚8，支撑脚8的上端固定在牵引盘14的下端面上，下端与下转盘4的上端面之间留有间隙。在转体过程中因为受力不均衡出现偏转时，支撑脚8能支撑在下转盘 4上，避免了上转盘3的倾覆。牵引盘14保持水平时，支撑脚8下端距离下转盘4的上端面的距离为3cm左右。

下球铰2与上球铰1的连接端面上设置有两块相互接触的四氟板10。四氟板10能够减小球铰之间的摩擦力，使转动更加方便，施工更加方便。

使用时，如图5～6所示，将曲线段桥梁的桥墩放置在上转盘3上，曲线段桥梁的中心线与上转盘3的中心线重合，曲线段桥梁的重心与球铰装置的转动轴线重合与牵引盘14的中心重合。曲线段桥梁由于中心和重心不重和，在转动过程中，曲线段桥梁对上转盘3和下转盘4的压迫也变的不一样，而且球铰装置的转动轴线与上、下转盘的中心线不重和，也会导致上下转盘受力不对称的问题，使用上预应力钢束5和下预应力钢束6对上转盘3和下转盘4施加作用力，以此来消除产生的不平衡和不对称，保证整个装置的平衡性能，对牵引盘14施加转向力，缓慢转动桥梁，直到完成桥梁转向过程。

转体完成后，在下转盘4上浇筑混凝土9，将上转盘3、球铰装置、牵引盘14和下转盘4浇筑在一起形成固定结构，防止球铰装置的再次转动。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。