一种转体球铰及滑道骨架辅助安装工具及其施工方法与流程

本发明属于桥梁建设辅助设备技术领域，特别是涉及一种转体球铰及滑道骨架辅助安装工具及其施工方法。

技术背景

桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作成形后，利用滑道及合理的转盘结构，通过转体就位的一种施工方法。它可以摆脱障碍物转化为无障碍施工场地作业。平衡转体施工必须保证转体上部结构在转动过程中的平稳性，尤其是大型悬臂结构且无斜拉索情况，以保证其两端达到平衡状态。球铰在转体过程中用于支撑转体重量，是整个平衡转体的支撑中心和转动中心，因此球铰的加工及安装精度会直接影响转体效果，而球铰骨架是球铰安装精度的前提条件和保障。如果球铰骨架安装精度低将会导致球铰与转动中心偏离，使转体结构失稳，由此将会造成不可挽回的损失。

因此，除确保球铰及滑道骨架质量符合技术标准外，正确的施工与安装是转体成功与否的关键所在。但目前尚缺少转体球铰及滑道骨架安装的专用设备。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种制作简易、使用方便，并且精度高的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具及其施工方法。

为了达到上述目的，本发明提供的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具包括多块钢板、两根支撑筋、多根斜撑筋、架立筋、垂球和两条工程线；其中钢板水平设置，多块钢板的下部分别预埋在位于球铰骨架及滑道骨架底侧的混凝土板上多个指定位置；两根支撑筋间隔距离垂直设置，并且两根支撑筋的下端分别焊接在一块钢板的顶面上；多根斜撑筋分成两组，每组中的所有斜撑筋的下端分别焊接在一块钢板的顶面上，上端同时焊接在一根支撑筋的中部侧面上；架立筋水平设置，两端分别焊接在两根支撑筋的顶端；垂球由悬挂绳和连接在悬挂绳下端的金属锤构成，悬挂绳的上端固定在架立筋的中部，金属锤下端的锤尖与球铰骨架及滑道骨架的中心相重合；两条工程线呈十字交叉设置，每条工程线的两端分别固定在立方体形球铰骨架上相对的两个侧面的中点处或圆柱体形滑道骨架轴向中心处对应的横向截面上相对的两点处。

所述的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具还包括多根水平设置的加劲筋4，每根加劲筋的两端分别连接在两根相邻的斜撑筋中部。

所述的钢板采用厚度20mm的钢板；支撑筋采用Ф18mm螺纹钢筋；斜撑筋、加劲筋采用Ф16mm螺纹钢筋；架立筋采用Ф10mm圆钢；钢板的尺寸为250*250*20mm。

所述的每组斜撑筋中斜撑筋的数量为三根，且均匀设置，斜撑筋与水平面间的夹角为大于30°小于45°；两组斜撑筋中的所有斜撑筋对称设置。

现将利用本发明提供的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具安装球铰及滑道骨架的施工方法阐述如下：

1)在球铰骨架及滑道骨架底侧的混凝土板浇筑之前，首先由测量人员采用全站仪根据钢板设计的相对位置关系进行精确放样，待混凝土板浇筑时根据上述放样点在其顶面预埋多块钢板；钢板的下部埋入混凝土板内，上部外露；

2)待混凝土板的强度达到设计要求后，测量人员再次采用全站仪将支撑筋、斜撑筋下端的中心按设计要求精确放样到对应钢板的顶面，并做好标记；

3)将两根支撑筋的下端分别焊接到对应的两块钢板的顶面，并使两根支撑筋间的最短连线与立方体形球铰骨架上横向截面的某一对角线平行；

4)将两组斜撑筋中每根斜撑筋的下端依据放样点焊接在对应的一块钢板顶面，上端焊接在一根支撑筋的侧面中部；

5)将每根加劲筋的两端分别连接在两根相邻的斜撑筋中部；

6)将架立筋的两端分别焊接在两根支撑筋的顶端；

7)将垂球上悬挂绳的上端悬挂在架立筋的中部，并精确调整位置以使金属锤下端的锤尖与待设置的球铰骨架及滑道骨架的中心点相重合；

8)转体球铰及滑道骨架辅助安装工具组装完成后，吊装球铰骨架至位于本转体球铰及滑道骨架辅助安装工具外侧的设计位置，然后将两条工程线的两端分别固定在立方体形球铰骨架上相对的两个侧面的中点处，呈十字交叉设置；

9)采用十字线对中法，参照两条工程线形成的十字交叉线以及金属锤上锤尖对应的中心点反复移动球铰骨架，直至使上述十字交叉线的交叉点与金属锤上锤尖相交为止，随即对球铰骨架顶面高程进行检验，误差超标时及时予以调整，直至合格，然后将球铰骨架下端与预埋角钢焊接固定，由此完成整个球铰骨架的安装过程；

10)吊装滑道骨架至位于球铰骨架外侧的设计位置，然后将两条工程线的两端沿骨架上相对的两个侧面的中点处向外侧延伸，分别固定在圆环形球滑道骨架上相对的两个侧面的中点处，呈十字交叉设置；

11)采用十字线对中法，参照两条工程线形成的十字交叉线以及金属锤上锤尖对应的中心点反复移动滑道骨架，直至使上述十字交叉线的交叉点与金属锤上锤尖相交为止，随即对滑道骨架顶面高程进行检验，误差超标时及时予以调整，直至合格，然后将滑道骨架下端与预埋角钢焊接固定，由此完成整个滑道骨架的安装。

本发明提供的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具解决了安装过程中点位丢失、测设困难、重复测设控制点位及多点测设仪器偏差的问题。在实际施工中采用十字线交叉法，通过球铰及滑道中心点控制其骨架的平面位置，并且该辅助安装工具所用材料现场取材，加工制作方法简单易懂，有利于现场施工使用。

附图说明

图1为本发明提供的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具立面图。

图2为本发明提供的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具平面图。

图3为本发明提供的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具安装过程平面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具及其施工方法进行详细说明。

现以上跨铁路转体桥工程为例进行说明：为了减少桥梁施工对铁路运营的影响，全桥采用主跨为84m的预应力混凝土连续T构，桥梁全长168m，桥跨布置为(84+84)m。考虑跨越铁路并保证一定安全距离，施工跨度为71+71m单转体施工。球铰直径为Ф3500mm，滑道宽度为110cm。

球铰在转体过程中支撑转体重量，是整个平衡转体的支撑中心，是整个平衡转体的转动中心，球铰的加工及安装精度直接影响转体效果，而球铰骨架是球铰安装精度的前提条件和保障。如果球铰骨架安装精度低将会导致球铰与转动中心偏离，使转体结构失稳，将造成不可挽回的损失。为了保证球铰及滑道的安装质量，该工程选用本发明提供的辅助安装工具进行球铰及滑道骨架安装，该辅助安装工具所用材料现场取材，加工制作方法简单易懂,有利于现场施工使用。

如图1－图3所示，本发明提供的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具包括多块钢板1、两根支撑筋2、多根斜撑筋3、架立筋5、垂球6和两条工程线7；其中钢板1水平设置，多块钢板1的下部分别预埋在位于球铰骨架8及滑道骨架9底侧的混凝土板10上多个指定位置；两根支撑筋2间隔距离垂直设置，并且两根支撑筋2的下端分别焊接在一块钢板1的顶面上；多根斜撑筋3分成两组，每组中的所有斜撑筋的下端分别焊接在一块钢板1的顶面上，上端同时焊接在一根支撑筋2的中部侧面上；架立筋5水平设置，两端分别焊接在两根支撑筋2的顶端；垂球6由悬挂绳11和连接在悬挂绳11下端的金属锤12构成，悬挂绳11的上端固定在架立筋5的中部，金属锤12下端的锤尖与球铰骨架8及滑道骨架9的中心相重合；两条工程线7呈十字交叉设置，每条工程线7的两端分别固定在立方体形球铰骨架8上相对的两个侧面的中点处或圆柱体形滑道骨架9轴向中心处对应的横向截面上相对的两点处。

所述的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具还包括多根水平设置的加劲筋4，每根加劲筋4的两端分别连接在两根相邻的斜撑筋3中部。

所述的钢板1采用厚度20mm的钢板；支撑筋2采用Ф18mm螺纹钢筋；斜撑筋3、加劲筋4采用Ф16mm螺纹钢筋；架立筋5采用Ф10mm圆钢；钢板1的尺寸为250*250*20mm。

所述的每组斜撑筋中斜撑筋3的数量为三根，且均匀设置，斜撑筋3与水平面间的夹角为大于30°小于45°；两组斜撑筋3中的所有斜撑筋3对称设置。

现将利用本发明提供的转体球铰及滑道骨架辅助安装工具安装球铰及滑道骨架的施工方法阐述如下：

1)在球铰骨架8及滑道骨架9底侧的混凝土板10浇筑之前，首先由测量人员采用全站仪根据钢板1设计的相对位置关系进行精确放样，待混凝土板10浇筑时根据上述放样点在其顶面预埋多块钢板1；钢板1的下部埋入混凝土板10内，上部外露；

2)待混凝土板10的强度达到设计要求后，测量人员再次采用全站仪将支撑筋2、斜撑筋3下端的中心按设计要求精确放样到对应钢板1的顶面，并做好标记；

3)将两根支撑筋2的下端分别焊接到对应的两块钢板1的顶面，并使两根支撑筋2间的最短连线与立方体形球铰骨架8上横向截面的某一对角线平行；

4)将两组斜撑筋中每根斜撑筋3的下端依据放样点焊接在对应的一块钢板1顶面，上端焊接在一根支撑筋2的侧面中部；

5)将每根加劲筋4的两端分别连接在两根相邻的斜撑筋3中部；

6)将架立筋5的两端分别焊接在两根支撑筋2的顶端；

7)将垂球6上悬挂绳11的上端悬挂在架立筋5的中部，并精确调整位置以使金属锤12下端的锤尖与待设置的球铰骨架8及滑道骨架9的中心点相重合；

8)转体球铰及滑道骨架辅助安装工具组装完成后，吊装球铰骨架8至位于本转体球铰及滑道骨架辅助安装工具外侧的设计位置，然后将两条工程线7的两端分别固定在立方体形球铰骨架8上相对的两个侧面的中点处，呈十字交叉设置；

9)采用十字线对中法，参照两条工程线7形成的十字交叉线以及金属锤12上锤尖对应的中心点反复移动球铰骨架8，直至使上述十字交叉线的交叉点与金属锤12上锤尖相交为止，随即对球铰骨架8顶面高程进行检验，误差超标时及时予以调整，直至合格，然后将球铰骨架8下端与预埋角钢焊接固定，由此完成整个球铰骨架8的安装过程；

10)吊装滑道骨架9至位于球铰骨架8外侧的设计位置，然后将两条工程线7的两端沿骨架8上相对的两个侧面的中点处向外侧延伸，分别固定在圆环形球滑道骨架9上相对的两个侧面的中点处，呈十字交叉设置；

11)采用十字线对中法，参照两条工程线7形成的十字交叉线以及金属锤12上锤尖对应的中心点反复移动滑道骨架9，直至使上述十字交叉线的交叉点与金属锤12上锤尖相交为止，随即对滑道骨架9顶面高程进行检验，误差超标时及时予以调整，直至合格，然后将滑道骨架9下端与预埋角钢焊接固定，由此完成整个滑道骨架9的安装。