桥梁回转系统及其在桥梁回转施工中的应用的制作方法

本发明属于桥梁施工，特别是指一种桥梁回转系统及其桥梁回转施工中的应用。

背景技术：

目前国内转体桥施工多采用平转法施工，即在铁路或公路一侧进行桥梁制作，成桥通过转体装置将桥梁转体就位，转体法施工能较好地避免对其它线路运输的影响，克服在高山峡谷、水深流急或船舶通航频繁的河道上架设大跨度桥梁的困难，尤其是对修建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。

在现有转体完成后需将转体结构所处的上下承台回填封固为一个整体,虽然这种方法在转体后强化稳固了转体桥，保证了桥梁的安全运行，但在桥梁寿命期内，仍需要对桥梁进行必要的维护工作，此外在一些特殊情况下，例如自然灾害等对转体桥造成了破坏，需要进行维修或拆除工作，这时，如何在保证所跨越既有道路(尤其是电气化铁路)的安全上进行施工是现有转体施工方法无法满足的。

从我国第一座转体桥到现在已经40年，许多转体桥在维护或者需要拆除重建时出现了种种施工困难，造成了相较于其他桥梁维护与拆除施工成本成倍的增加。因此，如果在桥梁转体后能够实现一种可随时根据需求进行转体桥回转的技术方案，将会成功解决转体桥后期维护、施工等的一系列问题。

申请人所检索的背景技术包括：

1、公开号为cn106192766b的专利文献中公开了一种钢梁用桥墩顶部转体装置，其转体装置布置于钢梁底部与墩顶之间，包括设置在中心的转体球铰、以及与转体球铰同中心并设置在转体球铰外围的转体支撑装置。与传统转体结构类似，此装置实现了桥梁的转体需求，并实现了转体装置整体可拆卸。但此转体装置也存在局限性与部分缺陷：一是此装置仅能够应用于墩顶转体，同时只能用于钢梁结构的墩顶转体。由于如今大多数转体桥为墩底转体结构，并且随着转体桥的吨位越来越大，钢梁已经不能够满足当下的设计要求，所以此类转体装置的市场空间会越来越小。二是此转体装置提到的整体可拆卸，但拆卸之后如何对桥梁上下部进行支撑连接，文中并未提及，转体只是过程，转体之后桥梁的正常运营才是目的，所以拆卸之后如何对桥梁上下部进行支撑非常重要。三是当转体桥运营一段时间后如果需要维修维护，如何在保证所跨越既有道路尤其是电气化铁路的安全上进行施工，上述文献不能给出有效的解决方案。

2、公开号为cn108951427a的专利文献中公开了一种双幅整体特大吨位t形刚构转体施工工法，此方法为如今主流的转体施工方法，详细说明了转体装置的制造、安装、称重、试转体、正式转体等施工流程。同时文中提到：转体就位后，立即进行封盘混凝土浇筑施工，以最短的时间完成转盘结构固定，t形刚构转体到位后，清洗底盘上表面，焊接预留钢筋，立模浇筑封固混凝土，使得上转盘与下转盘连成一体。

上述专利文献中所提到的当转体就位后对上下转盘进行浇筑封固。同样的如果转体桥运营一段时间后需要维修维护，同时又不能影响所跨越既有道路的正常运营，只能选择桥梁回转，但如何破拆封固层，破拆后如何保证所封固的转体系统能够正常回转，通过上述专利文献不能得出有效的解决方案。

通过对上述两个专利文件的分析，目前正常转体施工方法已经基本成熟，但是对桥梁回转施工转仍无合理有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种桥梁回转系统及其在桥梁回转施工中的应用，在满足既有转体桥回转的施工方法的同时能够随时根据需要对转体桥进行回转施工，同时也无需对上下转盘进行回填封固，避免了传统转体桥大修维护时需要拆除重建而造成的资源浪费。

本发明的整体技术构思是：

桥梁回转系统，包括由内端面相对设置且转动配合的上球摆及下球摆构成的转体支座，上球摆的外端面固定于上承台，下球摆的外端面固定于下承台上，下承台与上承台之间设有牵引回转装置；转体支座外侧的下承台表面间隔设有呈环形分布的垫石，垫石上表面设有调高装置，调高装置顶部与环形滑道间隙装配并可通过调高装置的增高与环形滑道形成滑动配合，环形滑道与上承台下表面固定。

桥梁回转系统在桥梁回转施工中的应用。

本发明的具体技术构造还有：

为便于调高装置对梁体形成支撑并发挥在桥梁回转中的作用，优选的技术实现手段是，所述的调高装置的增高量为0-30mm。

调高装置优选调高支座，但不局限于注压支座类，凡具有调高功能的装置均不脱离本专利保护范围。其中优选的技术实现手段是，所述的调高装置选用调高支座，调高装置包括自上至下设置的上支座板、橡胶垫板、盆座板，橡胶垫板设于盆座板的盆腔底部，上支座板贴合设置于橡胶垫板上表面，盆座板外壁上开设有连通盆腔内部的注浆孔道。

为实现调高装置顶部与环形滑道之间的滑动配合更为顺畅，优选的技术实现手段是，所述的上座板的上表面固定有四氟滑板。

为避免杂物进入盆座板的盆腔内，优选的技术实现手段是，所述的上支座板外缘与盆座板的盆腔内表面之间设有密封圈。

为更好实现环形滑道与调高装置顶部滑动配合，优选的技术实现手段是，环形滑道包括埋设于上承台上的预埋钢板，外表面与预埋钢板固定的环形钢板，环形钢板内表面与调高装置顶部适配且其内表面固定有镜面不锈钢板，镜面不锈钢板可通过调高装置的增高与调高装置顶部形成滑动配合。

为更好地实现调高装置的定位，实现对梁体的稳定有效支撑，优选的技术实现手段是，调高装置两侧的垫石上设有限位块。

为便于人员对进行检修维护，优选的技术实现手段是，垫石上设有检查孔。

为使桥梁施工转体到位后对转体结构实现定位，优选的技术实现手段是，所述的上承台与下承台上对应设有纵向分布的预埋钢筋，上承台与下承台上的预埋钢筋通过连接钢筋固定。

为更好实现预埋钢筋与连接钢筋的固定，更为优选的技术实现数段是，所述的连接钢筋通过十字交叉的方式与上承台与下承台上的预埋钢筋固定。

为更好实现对转体支座的防护，避免因杂物进入而影响转动效果，优选的技术实现手段是，所述的调高装置的上球摆及下球摆的外侧设有由卡箍固定的密封围板。

为实现转体支座的转动，优选的技术实现手段是，所述的牵引回转装置包括设置于下承台上且牵引方向相反的正转反力座及回转反力座，预埋于上承台内表面且可与其实现转动装配的回转锚盘，以及设置于上承台上且可与钢绞线端部适配的挂接部。

为便于实现调高装置的二次调高，以满足其转体及回转时调高的需要，优选的技术方案是，所述的调高装置的注浆孔道为开设于盆座板上且与外部及盆腔内部连通的至少两个，且至少一个封装有密封石蜡。

桥梁回转系统在桥梁回转施工中的应用，包括如下步骤：

a、当桥梁架设转体完成，在下承台的垫石上安装调高装置，通过注浆孔道向盆腔内注入液态增高物料对各调高装置同步加压增高，至其对梁体形成支撑且支撑力不超过梁体重量，待注入液态物料固化后封装注浆堵丝并进行标记；

b、将上承台与下承台上的预埋钢筋通过连接钢筋固定后；对上承台与下承台外侧进行防护；

c、当桥梁需要回转作业时，拆除上承台与下承台之间的固定装置和上承台与下承台外侧的防护装置；

d、清理桥梁回转系统内各零件表面；

e、检查调高装置是否能够正常顶梁，如有损坏则在垫石空余点加装调高装置；

f、根据转体支座老化情况来决定调高装置的顶梁载荷，如转体支座不能使用，对未进行标记注浆孔道进行加热，待密封石蜡融化后，通过注浆孔道将调高装置增高至上球摆及下球摆上下脱离，如转体支座仍能实现转体功能，则不再对调高装置增高使调高装置承担部分梁体载荷；

g、反方向重新锚固钢绞线，并与安装在回转反力座上的同步千斤顶连接，进行试转；

h、正式回转；

i、将上承台及下承台上的预埋钢筋通过连接钢筋固定后；对上承台及下承台外侧进行防护，完成回转。

为减少转体支座的负荷，从而降低其故障率，优选的技术实现手段是，所述的步骤a中通过注浆孔道对调高装置增压至其均匀承压。

为增加预埋钢筋与连接钢筋的连接牢固度，提高固定效果，优选的技术实现手段是，所述的步骤b是将连接钢筋通过十字交叉的方式与上承台及下承台上的预埋钢筋焊接固定。

为更好地对转体支座进行防护，优选的技术实现手段是，所述的步骤b中对上承台及下承台外侧进行防护是将连接钢筋与上承台及下承台上的预埋钢筋固定后，在转体支座外侧的上承台及下承台之间浇筑封层混凝土。

更进一步优选的技术实现手段是，所述的步骤b中对上承台及下承台外侧进行防护是将连接钢筋与上承台及下承台上的预埋钢筋固定后，将密封围板由卡箍固定于上球摆及下球摆的外侧，在转体支座外侧的上承台及下承台之间浇筑封层混凝土。

本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：

1、本发明提出的回转施工方法能够随时根据需要对转体桥进行回转施工，不需要对上下转盘进行回填封固，成功解决转体桥后期维护、施工等的一系列问题，避免了传统转体桥大修维护时需要拆除重建而造成的资源浪费。施工安全性高且施工速度快，现场操作性强、投入少、经济及社会效益明显。

2、本发明采用的调高装置环形布置的方式，一是能够通过调高装置增高对于梁体形成有效支撑；二是在转体支座发生故障时，可以通过调高装置实现梁体转体；三是在调高装置发生故障时能够实现及时更换或维修。

3、采用调高装置对于梁体进行辅助支撑，可有效减少转体支座的载荷，提高其使用寿命。

4、采用连接钢筋、预埋钢筋固定的方式，可实现桥梁转体或合龙后的有效定位，其连接方式稳定可靠，在需要拆除实现转体时简单方便。

5、密封围板及封层混凝土结构的采用，在便于拆装的同时有效实现了对于转体支座及回转系统整体的内部防护，避免外界杂物进入，保障了回转系统工作环境的相对密闭和稳定。

6、调高装置顶部与环形滑道间隙装配并可通过调高装置的增高与环形滑道形成滑动配合的结构设计，一是在结构上保证了调高装置增高后与环形滑道之间的配合灵活，二是在调高装置与环形滑道存在配合间隙减少负载，降低其因负荷产生的故障率。

7、采用检查孔的结构设计，在不影响系统运行及支撑稳定性的前提下，便于人员进入对回转系统的运行进行检查及维护。

8、采用垫石及限位块的结构设计，一是可以便于调高装置的安装布置，减少调高装置的调整量；二是便于实现调高装置的定位，避免其在外力作用下移动从而改变稳定支撑的布局。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的转体支座及调高装置的分布示意图。

图3是本发明的转体支座作用下正常回转时的结构示意图。

图4是本发明的转体支座非工作状态下回转时的结构示意图。

图5是本发明的转体及回转牵引示意图。

图6是本发明的回转时锚盘安装立面示意图。

图7a是本发明转体支座平面示意图。

图7b是图7a的ⅰ部局部放大图。

图8是本发明中调高装置结构示意图，

图9是本发明中的调高装置增压施工示意图。

图10a是本发明环形滑道结构示意图。

图10b是图10a中的ⅱ部局部放大图。

图11是本发明调高装置垫石结构示意图。

图12是本发明调高装置垫石俯视示意图。

图13是本发明中上承台及下承台的预埋钢筋与连接钢筋的连接示意图。

图14是图13的俯视图。

图15是本发明中回转完成后表层封固立面图。

附图中的附图标记如下：

1、转体支座；1a、上球摆；1b、下球摆；1c、密封围板；2、环形滑道；2a、预埋钢板；2b、环形钢板；2c、镜面不锈钢板；3、调高装置；3a、四氟滑板，3b、上支座板；3c、密封圈；3d、橡胶垫板；3e、盆座板；3f、注浆堵丝；4、垫石；5、上承台；6、下承台；7、正转反力座；8、回转反力座；9、回转锚盘；10、注压机；11、连接钢筋；12、预埋钢筋；13、封层混凝土。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不作为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书做出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。

实施例

本实施例的具体结构如图示，桥梁回转系统包括由内端面相对设置且转动配合的上球摆1a及下球摆1b构成的转体支座1，上球摆1a的外端面固定于上承台5，下球摆1b的外端面固定于下承台6上，下承台6与上承台5上设有牵引回转装置；转体支座1外侧的下承台6表面间隔设有呈环形分布的垫石4，垫石4上表面设有调高装置3，调高装置3顶部与环形滑道2间隙装配并可通过调高装置3的增高与环形滑道形成滑动配合，环形滑道2与下承台6内表面固定。

桥梁回转系统在桥梁回转施工中的应用。

所述的调高装置3的增高量为0-30mm。

调高装置3选用调高支座，所述的调高装置3包括自上至下设置的上支座板3b、橡胶垫板3d、盆座板3e，橡胶垫板3d设于盆座板3e的盆腔底部，上支座板3b贴合设置于橡胶垫板3d上表面，盆座板3e外壁上开设有连通盆腔内部的注浆孔道。

所述的上座板3b的上表面固定有四氟滑板3a。

所述的上支座板3b外缘与盆座板3e的盆腔内表面之间设有密封圈3c。

环形滑道2包括埋设于下承台6上的预埋钢板2a，外表面与预埋钢板2a固定的环形钢板2b，环形钢板2b内表面与调高装置3顶部适配且其内表面固定有镜面不锈钢板2c，镜面不锈钢板2c可通过调高装置3的增高与调高装置3顶部形成滑动配合。

调高装置3两侧的垫石4上设有限位块。

垫石4上设有检查孔。

所述的上承台5及下承台6上对应设有纵向分布的预埋钢筋12，上承台5及下承台6上的预埋钢筋12通过连接钢筋11固定。所述的连接钢筋11通过十字交叉的方式与上承台5及下承台6上的预埋钢筋12固定。

所述的转体支座1的上球摆1a及下球摆1b的外侧设有由卡箍固定的密封围板1c。

所述的牵引回转装置包括设置于下承台6上且牵引方向相反的正转反力座7及回转反力座8，预埋于上承台5内表面且可与其实现转动装配的回转锚盘9，以及设置于上球摆1a上且可与钢绞线端部适配的挂接部。

所述的调高装置3的注浆孔道为开设于盆座板3e上且与外部及盆腔内部连通的至少两个，且至少一个封装有密封石蜡。

桥梁回转系统在桥梁回转施工中的应用，包括如下步骤：

a、当桥梁架设转体完成，在下承台6的垫石4上安装调高装置3，采用注压机10通过注浆孔道向盆腔内注入液态增高物料对各调高装置3同步加压增高，至其对梁体形成支撑且支撑力不超过梁体重量，待注入液态物料固化后封装注浆堵丝3f并进行标记；

如图5所示，在转体桥梁施工时，对有回转需求的桥梁，首先在下承台6设置正反两个方向的正转反力座7及回转反力座8，正转反力座7用于正常转体的钢绞线张拉，回转反力座8用于回转时的钢绞线张拉，当正常转体结束后，拆除正常转体所用的钢绞线，当回转时，将钢绞线一头穿入上承台5预留好的回转锚盘9内，并用夹片将钢绞线锁紧，钢绞线在上承台5缠绕半周后另一头穿入回转反力座8后的张拉设备上，钢绞线数量与第一次合龙转体时相同。

b、将上承台5及下承台6上的预埋钢筋12通过连接钢筋11固定后；对上承台5及下承台6外侧进行防护；

c、当桥梁需要回转作业时，拆除上承台5及下承台6之间的固定装置和上承台5及下承台6外侧的防护装置；

d、清理桥梁回转系统内各零件表面；

e、检查调高装置3是否能够正常顶梁，如有损坏则在垫石4空余点加装调高装置3；

f、根据转体支座1老化情况来决定调高装置3的顶梁载荷，如转体支座1不能使用，对未进行标记注浆孔道进行加热，待密封石蜡融化后，采用注压机10通过注浆孔道将调高装置3均匀增高至上球摆1a及下球摆1b上下脱离，具体见图9，如转体支座1仍能实现转体功能，则不再对调高装置3增高使调高装置3承担部分梁体载荷；

g、反方向重新锚固钢绞线，并与安装在回转反力座8上的同步千斤顶连接，进行试转；

h、正式回转；

i、拆除钢绞线，将上承台5及下承台6上的预埋钢筋12通过连接钢筋11固定后；对上承台5及下承台6外侧进行防护，完成回转。

所述的步骤a中通过注浆孔道对调高装置3增压至其至其均匀承压。

所述的步骤b是将连接钢筋11通过十字交叉的方式与上承台5及下承台6上的预埋钢筋12焊接固定。

所述的步骤b中对上承台5及下承台6外侧进行防护是将连接钢筋11与上承台5及下承台6上的预埋钢筋12固定后，将密封围板1c由卡箍固定于上球摆1a及下球摆1b的外侧，在转体支座1外侧的上承台5及下承台6之间浇筑封层混凝土13。

调高装置3调高时，用注压机(或其他调高设备)将双组份聚氨酯橡胶通过注浆孔道加注到盆座板3e的盆腔内，注意观察每个调高装置3的受力状态，确保每个调高装置3都能够均匀受压。稳压一段时间等待双组份聚氨酯橡胶固化，双组份聚氨酯橡胶是一种高分子弹性材料，具有常温自流化功能，力学性能指标与铁路常规盆式橡胶支座承压橡胶板的力学性能相当，能够适应梁体调整姿态后的转角需求。每台注压机10都配有液压传感器，时刻保持每台注压机10压力同步，同时通过高度测量装置时刻对梁体高度进行监控，做到梁体能够平稳顶升。

以5000吨转体桥为例，通常上承台5直径约为6m，转体支座1直径为2050mm。

按照上述结构尺寸，回转用垫石4设置在直径4m-5m的范围内，用挡块将垫石4均匀隔开多个点位，环形滑道2安装在垫石4正上方的上承台5下表面。

调高装置3以8组为例，当正常转体完成后对调高装置3的一个注浆孔道加热，使其中的密封石蜡融化，采用注压机经此注浆孔道对调高装置3加压顶梁，使调高装置3承担部分梁体重量，达到每组调高装置3受力均匀。例如使8组调高装置3承受1000吨梁体重量(此处不局限为具体吨数)，采用注压机经注浆孔道对每组调高装置3加压至10mpa并保持稳定。

当桥梁需要回转时，检查转体支座1及调高装置3，如果转体支座1能够继续实现回转功能，则不需对调高装置3继续加压顶梁，转体支座1仍作为主要回转结构，环状分布的调高装置3起到支撑与辅助滑动作用。如果转体支座1老化或损坏，不能够继续实现回转功能，则需要对调高装置3继续加压顶梁，使转体支座1的上、下球摆完全脱开，此时环形分布的调高装置3承受全部5000吨梁体重量，仍以8组调高装置为例(不局限于8组)，每组调高装置3承受重量为50000/8＝6250kn，对另一个注浆孔道加热使其中的密封石蜡融化后，采用注压机经此注浆孔道对每组调高装置加压至35mpa并保持稳定。

此时环形分布的调高装置3承受梁体全部重量，四氟滑板摩擦系数为0.03，计算回转启动力为150吨，每根钢绞线破断力为26吨，考虑到安全系数，可在回转锚盘9每侧布置15根钢绞线。