一种基于桥梁整体置换技术的精准定位系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于桥梁整体置换技术的精准定位系统，包括两个上定位器、两个下定位器，两个上定位器设置在桥梁上部结构的下底面，两个下定位器沿桥区的非对称位置分别设置在两个支撑体的顶部。本实用新型通过精准定位系统完成桥梁上部结构快速、精准的定位，并能够实现自动纠偏，保证了施工质量，确保了结构安全，增强了体系稳定，缩短了施工工期，节省了施工成本。
【专利说明】
一种基于桥梁整体置换技术的精准定位系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及架设桥梁的设备，具体涉及一种基于桥梁整体置换技术的精准定位系统。
【背景技术】
[0002]桥梁受交通荷载和自然因素等多重因素影响，会逐渐出现各种问题，针对桥梁结构的持续劣化，就需要进行维修改造，严重的则要更换上部结构或拆除重建。
[0003]传统的旧桥改造方式是将旧桥原地拆除之后再进行重建，这种方法往往受到交通和场地的限制，施工时需要采取临时限行甚至断路措施，占路时间长，且对社会和交通影响极大。同时，由于施工组织的限制，施工过程中结构受扰动较大，工程质量难以满足要求。除了上述施工过程存在的困难外，传统的旧桥改造方式还存在种种弊端。例如扬尘多、噪音大造成严重环境污染;断路施工影响路过车辆;车辆由于绕行使耗油量增加，资源浪费。同时，冗长的工期造成周边道路长期拥堵，影响日常出行计划，社会舆论压力大。因此，采取新型技术降低对交通和社会的影响，提高施工速度越来越受到有关相关各方的重视。
[0004]桥梁快速施工技术随着这种需求应运而生，其中以SPMT(自行式模块运输机械，Self-Propelled Module Transporters)为核心设备，对桥梁上部结构进行整拆整建，是该工法中最新颖、最快捷的一种，称为桥梁整体置换技术。
[0005]快速施工的特点是将“预制全断面桥梁上部结构”一次性驮运到现场后，整体降落、同步精准就位、细微调整、快速通车。在操作过程中，“预制全断面桥梁上部机构”均匀卸载、同步受力、整体就位，严格控制平面位置偏差，是整个项目实施的难点所在。传统梁体卸落定位一般采用“弹线法”，人工控制梁板的宏观边线，进行平面位置与中线偏位的边界控制，误差相对较大，一般为l_2cm;而且费时费力。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种基于桥梁整体置换技术的精准定位系统，解决“预制全断面桥梁上部结构”卸落安装的平面精准定位难题，满足《公路工程质量检验评定标准》对施工平面位置中线偏差的要求。
[0007]本实用新型的目的是由下述技术方案实现的:
[0008]—种基于桥梁整体置换技术的精准定位系统，所述精准定位系统包括至少两个上定位器、至少两个下定位器，两个所述上定位器设置在桥梁上部结构的下底面，两个所述下定位器在桥区的两条正交的对称轴线非对称地分别设置在两个支撑体的顶部，所述上定位器与所述下定位器对应设置;所述上定位器设有大头在上倒置的四棱台、所述下定位器设有与该四棱台匹配的定位孔。
[0009]通过上述精确定位系统进行精准定位的方法是:
[0010]A、使用驮运架一体机将所述桥梁上部结构运送到所述桥区的上方，使两个所述上定位器的四棱台的底面同时同步进入两个所述下定位器的定位孔的开口范围内，完成所述桥梁上部结构的初定位；
[0011]B、缓慢降下所述桥梁上部结构，两个所述上定位器的四棱台从两个所述下定位器的定位孔的开口嵌入，两个所述上定位器的四棱台沿两个所述下定位器的定位孔的内壁面逐渐移向两个所述下定位器的中心，所述桥梁上部结构通过所述精准定位系统完成平面位置的纠偏；
[0012]C、当两个所述上定位器与两个所述下定位器嵌合时，所述桥梁上部结构同步就位于所述桥区的所有的所述支撑体上，完成所述桥梁上部结构的精准定位。
[0013]该桥区即为承接桥梁上部结构的整个支撑区域。
[0014]进一步的，所述精准定位的步骤还包括:D、将两个所述上定位器与所述桥梁上部结构分离。
[0015]在上述系统中，进一步的，所述支撑体为桥台和/或桥梁墩柱和/或梁盖;和/或，
[0016]设置所述下定位器的两个所述支撑体位于所述桥区的位置为:在所述桥区的边缘位置和中心位置之间的区域内。
[0017]优选地，设置所述下定位器的两个所述支撑体位于所述桥区的位置为:在更靠近所述桥区的中心位置的支撑体上非对称设置，即为更能确保、体现和控制桥梁上部结构稳定性、整体性、可控性的相对中心位置。
[0018]优选地，当桥区较窄，例如横向有5-7列支撑体时，设置所述下定位器的两个所述支撑体位于所述桥区的位置，在与边缘位置的所述支撑体相邻的支撑体上非对称设置。
[0019]如果桥区更窄，设置所述下定位器的两个所述支撑体位于所述桥区的位置:在所述桥区的边缘上的支撑体上非对称设置。
[0020]进一步的，所述上定位器的四棱台的底面各边分别与所述桥梁上部结构的两条正交的对称轴线相平行，所述下定位器的定位孔的开口边分别与所述桥区的两条正交的对称轴线相平行。
[0021]进一步的，当所述上定位器和所述下定位器嵌合时，所述上定位器的四棱台的侧壁面与所述下定位器的定位孔的内壁面之间有一单边间隙。即上下定位器一侧的间隙。
[0022]该单边间隙可以是3-4毫米。
[0023]本实用新型与现有技术相比具有如下优点:
[0024]1、本实用新型通过精准定位系统完成桥梁上部结构快速、精准的定位，并能够实现自动纠偏，保证了施工质量，确保了结构安全，增强了体系稳定，缩短了施工工期，节省了施工成本。
[0025]2、本实用新型可以最大限度地减少施工占路时间，相较于传统施工技术可以减少施工断路近95%。以一般性三跨桥梁上部结构拆旧架新正常工期160天计算，使用本实用新型提供的方法和系统断路仅为2天，因其而节约的车辆绕行油耗和磨损折合人民币达至少1000万元以上。
[0026]3、桥梁整体置换技术是解决施工与交通和提高施工速度的有效途径，有利于建立施工与环境的和谐关系，符合我国社会发展的总趋势。本实用新型提供的方法和系统可以对全国具有示范作用，能有效的带动全国范围内的推广和应用。新技术采用后能极大降低施工噪音，扬尘少，产生的尾气排放也少，对周围居民和过往行人的影响最小，社会效益明显。
[0027]4、采用本实用新型施工可以最大限度地减少对交通的影响，百姓出行受影响小。同时，减少了因拥堵导致的汽车尾气排放，有利于大气清洁，解决了交通与施工相互制约的难题，使得因交通制约而难以改造的危病桥得以改造，促进了城市交通提级，缓解了交通拥堵。
[0028]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详尽说明。
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型在桥区的两个设有下定位器的桥梁墩柱上设置嵌合上定位器的精准定位系统的结构示意图；
[0030]图2是在一种桥区中设置下定位器的示意图；
[0031 ]图3是在另一种桥区中设置下定位器的示意图；
[0032]图4是上定位器的结构示意图；
[0033]图5是下定位器的结构示意图；
[0034]图6是初定位时上定位器四棱台的下底面与下定位器的上定位孔开口的相对位置示意图；
[0035]图7是初定位时上定位器四棱台的下底面与下定位器的上定位孔开口的另一相对位置示意图；
[0036]图8是初定位时上定位器四棱台的下底面与下定位器的上定位孔开口的另一相对位置示意图；
[0037]图9是上定位器与下定位器嵌合对中的示意图。
【具体实施方式】
[0038]参见图1至图9，一种基于桥梁整体置换技术的精准定位系统1，包括两个上定位器
2、两个下定位器3，两个所述上定位器2设置在桥梁上部结构的底面，两个所述下定位器3在桥区上相对于该桥区的两条正交的对称轴线即横轴13和纵轴14非对称地分别设置在两个支撑体的顶部，如图1所示，该两个支撑体为两个混凝土桥梁墩柱4，所述上定位器2与所述下定位器3对应设置;如图4所示，所述上定位器2设有倒置的四棱台5，如图6所示，所述下定位器3设有与上定位器2上的该四棱台5匹配的定位孔6。
[0039]参见图1，本实施例中，所述上定位器2焊接固定在所述桥梁上部结构下底面的支座垫板7上，所述下定位器3预埋在所述支撑体4的顶部。
[0040]如图2所示，所述桥区8为一矩形区域，桥区8横向两端各设置一个桥台11，中间是沿桥区纵向分布的多排桥梁墩柱12。在桥区8上相对于该桥区的两条正交的对称轴线非对称地分别设置两个下定位器3，在本实施例中，两个下定位器3设置在位于所述桥区8的边缘位置的两个桥台11上。两个下定位器3相对于横轴13非对称，相对于纵轴14亦非对称。桥梁上部结构的两端架设在两桥台11上，其中部则落在两桥台之间的多个桥梁墩柱12上。
[0041]如图2所示的实施例中，设置所述下定位器3的两个所述支撑体靠近所述桥区8的边缘位置。当两个桥台之间的桥梁墩柱列数较少时，将下定位器设置在桥台上。
[0042]所述精准定位的步骤包括:
[0043]A、使用驮运架一体机将所述桥梁上部结构运送到所述桥区8的上方，使两个所述上定位器2的四棱台的下底面9进入两个所述下定位器3的定位孔的上开口 10范围内，完成所述桥梁上部结构的初定位；
[0044]参见图6至图8，初定位时上定位器2的四棱台15的下底面9与下定位器3的定位孔上开口 10的位置关系可能有以下几种情况，图6中四棱台底面9位于定位孔开口 10的左前部；图7中四棱台底面9位于定位孔开口 10的左后部；图8中四棱台底面9位于定位孔开口 10的右前部。除图中显示的位置关系以外，还存在其它的情况，此处不穷举。也就是说，在初定位时，桥梁上部结构与桥区尚未精确定位。
[0045]B、缓慢降下所述桥梁上部结构，两个所述上定位器2的四棱台15从两个所述下定位器3的定位孔的上开口 10嵌入，两个所述上定位器2的四棱台15沿两个所述下定位器3的定位孔6的倾斜的内壁面逐渐移向两个所述下定位器3的中心，所述桥梁上部结构上的支座垫板7落在设有所述定位孔的所述支撑体上时，两个所述上定位器与两个所述下定位器嵌合，所述桥梁上部结构通过所述上定位器2也就完成了平面位置的纠偏；
[0046]C、当两个所述上定位器2完全嵌入两个所述下定位器3中时，所述桥梁上部结构同步就位于所有的支撑体上，完成所述桥梁上部结构的精准定位。
[0047]参见图9，当两个所述上定位器2完全嵌入两个所述下定位器3中时，两个所述上定位器2的中心与两个所述下定位器3的中心重合，通过上定位器2与下定位器3的对中，自动完成纠偏桥梁上部结构的平面位置，实现桥梁上部结构的精准定位。
[0048]所述精准定位的步骤还包括:D、将两个所述上定位器与所述桥梁上部结构分离。与桥梁上部结构固连的上定位器如果永久嵌合在下定位器的定位孔中，当桥梁在四季交替环境温度发生变化时，会产生温差应力，对于桥梁产生不良影响。因此，在桥梁上部结构精准落座在桥区上之后，最好是将上定位器2与桥梁上部结构分离，可以通过气割，割掉上定位器，任其落在下定位器3的定位孔6中即可。
[0049]参见图3，对于宽度较大的桥区8，为了方便上下定位器的对位和嵌合，更优选地，两个下定位器3设置在靠近所述桥区8的中心位置的非对称位置的两个桥梁墩柱12顶部。
[0050]参见图3，设置所述下定位器3的两个所述支撑体靠近所述桥区8的中心位置。从左往右数，左侧桥台为一号轴、与桥台平行的第一列桥梁墩柱为二号轴、与桥台平行的第二列桥梁墩柱为三号轴、与桥台平行的第三列桥梁墩柱为四号轴、与桥台平行的第四列桥梁墩柱为五号轴、右侧桥台为六号轴。两个下定位器3分别设置在三号轴的第三墩位上和四号轴的第四墩位上。两个下定位器3相对于纵轴14非对称，而其中一个下定位器3设置在横轴13上。下定位器3设在靠近桥区的中心的支撑体上，这样可以减少误差影响，便于精准定位。
[0051]当然，设置所述下定位器的两个所述支撑体位于所述桥区的位置还可以在与边缘位置的所述支撑体相邻的支撑体上非对称设置。例如，参看图3，两个下定位器也可以分别设置在二号轴和五号轴两列桥梁墩柱上非对称设置。
[0052]参见图2、图3，所述上定位器的四棱台的底面各边分别与所述桥梁上部结构的两条正交轴线相平行，所述下定位器的定位孔的开口边分别与所述桥区的两条正交对称轴线13、14相平行。作为上定位器2和下定位器3的四棱台和四棱锥定位孔，其四边与桥区的正交对称轴线平行而为矩形四棱台和矩形四棱锥定位孔，这样结构的上下定位器，更容易使得矩形的桥梁上部结构和桥区精准定位。
[0053]参见图9，当所述上定位器2和所述下定位器3嵌合时，所述上定位器的四棱台的侧壁面与所述下定位器的定位孔的内壁面之间有一单边间隙，该单边间隙为3毫米。也就是，通过本系统，桥梁上部结构和桥区的定位误差最大只有3毫米。该误差远远低于相应的国家标准。
[0054]参见图1、图3、图4，本实施例中，所述上定位器2焊接固定在所述桥梁上部结构底面的支座垫板7上，所述下定位器3预埋在所述支撑体4的顶部。这样的定位器连接结构加工方便，连接可靠，而且在后期的上定位器与桥梁上部结构的分离中也容易操作。
[0055]参见图4、图5，进一步的，所述上定位器2的四棱台的侧壁面15与所述下定位器的定位孔的内壁面16之间的距离为3毫米。所述单边间隙可以是在3-4mm之间，根据施工情况和要求选择。
[0056]实施例的内容仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型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实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于桥梁整体置换技术的精准定位系统，其特征在于:所述精准定位系统包括至少两个上定位器、至少两个下定位器，两个所述上定位器设置在桥梁上部结构的下底面，两个所述下定位器在桥区的两条正交的对称轴线非对称地分别设置在两个支撑体的顶部，所述上定位器与所述下定位器对应设置;所述上定位器设有大头在上倒置的四棱台、所述下定位器设有与该四棱台匹配的定位孔。2.根据权利要求1所述的精准定位系统，其特征在于:所述支撑体为桥台和/或桥梁墩柱和/或梁盖;和/或， 所述上定位器的四棱台的底面各边分别与所述桥梁上部结构的两条正交的对称轴线相平行，所述下定位器的定位孔的开口边分别与所述桥区的两条正交的所述对称轴线相平行;和/或， 当所述上定位器和所述下定位器嵌合时，所述上定位器的四棱台的侧壁面与所述下定位器的定位孔的内壁面之间有一间隙即单边间隙;和/或， 设置所述下定位器的两个所述支撑体位于所述桥区的位置为:在所述桥区的边缘位置和中心位置之间的区域内。3.根据权利要求2所述的精准定位系统，其特征在于:设置所述下定位器的两个所述支撑体位于所述桥区的位置是:在更靠近所述桥区的中心位置的所述支撑体上非对称设置；和/或， 设置所述下定位器的两个所述支撑体位于所述桥区的位置是:与边缘位置的所述支撑体相邻的支撑体上非对称设置;和/或， 设置所述下定位器的两个所述支撑体位于所述桥区的位置是:在边缘位置的所述支撑体上非对称设置。4.根据权利要求2所述的精准定位系统，其特征在于:当所述上定位器和所述下定位器嵌合时，所述上定位器的四棱台的侧壁面与所述下定位器的定位孔的内壁面之间有一3-4mm的单边间隙。
【文档编号】E01D22/00GK205636522SQ201520956265
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年11月27日
【发明人】卢九章, 李青林, 牛存良, 李建军, 冯建勇, 侯灏, 刘博 , 杨青柏, 邓华, 王光明
【申请人】北京市政路桥管理养护集团有限公司, 北京路桥瑞通养护中心有限公司