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[技术] 简易钢筋混凝土球铰在转体桥上的应用 [复制链接]

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桥梁网 发表于 2011-9-26 11:56:51 |显示全部楼层 |          |
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简易钢筋混凝土球铰在转体桥上的应用


                                                                                                                 文/方填三 肖硕刚 程懋芳
[attach]4965[/attach]

对于桥宽15m左右的公路、铁路转体桥,目前国内常用的转体设施装备有简易的普通钢筋混凝土球铰系列和钢球铰系列。它们在各自能承受的转体重量范围内使用都是稳妥可靠的。钢球铰系列一般配有专用的牵引千斤顶,并要以专用设备测出转动体系重量的偏心距,设施造价昂贵,适用于重量较大的转体桥。

[attach]4966[/attach][attach]4967[/attach]

本文论述了当转动体系重量在6000-8000t时,采用简易的普通钢筋混凝土球铰系列修建转体桥同样安全可靠,并详细介绍了简易钢筋混凝土球铰加工、制作工艺。


前言

随着交通运输事业的快速发展,桥梁转体施工技术得到了广泛的应用。无论是在崇山峻岭、深山峡谷的单孔拱桥工地,还是在平原地区的跨河、跨线桥上,转体施工都以其简易、可靠、安全、经济、不干扰既有公路、航道、铁路的运输等独特的优势显现出强大的竞争力和生命力,特别是在修建跨高速铁路和高速公路的跨线立交桥时,更被广泛认可。

转体桥的施工,除了须有正确的转动体系结构设计外,关键是要有稳妥可靠的转体设施装备。一般情况下,转体设施装备包括三部分:支承全部转动体系重量的上、下球铰,下盘的环道,上盘的撑脚;量测转动体系重心偏心距的设施;驱动整个转动体系在下球铰上旋转到位的牵引系统。


常用的转体设施装备现状

简易的普通钢筋混凝土球铰系列,球铰(图1)、撑脚、环道和转体驱动牵引系统以及转动体系可以在工地上加工制作,直接在环道上用普通千斤顶驱动转体,转动体系“脱架”后,可用千分表量测上盘是否倾斜来判断重心是否偏移。加工制作这样一套转体设备约5万元。施工方便、工艺简单、质量可靠、造价低廉。这套施工方法特别适合于山区转体拱桥的工地。混凝土球铰是1979年由原四川省阿坝州交通局教授级高级工程师陈维璋在曾达斜拉桥首创,多年来在公路转体桥上广泛使用。目前,国内已有用直径3.2m的简易钢筋混凝土球铰成功转体5200t、净跨160m钢筋混凝土箱形拱桥的实例。

钢球铰系列的球铰(图2)、撑脚、环道都用钢材制作,能承受更大的转体重量。与它配套使用的牵引系统是由电脑控制的专用千斤顶,转体前用专用设备测试转动体系重心的偏心情况。这样的转体设施装备和工作程序安排确保了顺利转体,在铁路系统的跨线立交桥多被采用。

但是,钢球铰系列的转体设施装备造价昂贵,且必须在有资质的专业厂家加工制作,并需要远距离运输到桥位工地,使用大型吊运机械安装。以某铁路跨线立交桥为例,该桥转动体系重4800T,选用的转体设施装备为直径D=3.0m的钢球铰系列。转体设施装备各项费用如下:钢球铰造价120万,环道和撑脚造价40万,实测转动体系偏心距15万,租用牵引设备转体30万。对于初次接触转体桥设计、施工的技术人员,面对那么重的庞然大物,不免担心转不动,因而想做得保险一些,这可以理解。但是一个转动体系重量只有5000t左右的转体桥,为实现转体的施工措施费竟高达200多万元,这值得探讨。

其实对于桥宽15.0m左右的转体桥,核心的技术要点是“中心承重”。转动体系“脱架”后,全部重量是支承在球铰上,而且重心基本就在球铰圆心。撑脚只是出现桥体倾斜时的保险装置,在环道上是悬空不受力的。由于上、下球铰接触面曲率较小、较平缓,因而接触面承受偏心的能力较强,转体过程一般比较平稳。转体全过程合拢口标高始终符合设计是没有必要的,可以在转体到位后再调中线和标高。

某高铁跨线立交桥(图3),转动体系长158m,宽7.5m,桥面距铰心高24m,转体重量1.68万吨,它是目前国内转动体系重量最重的转体桥。采用钢球铰系列,脱架后实测得偏心距0.05m,转体前没有再按要求配重调整重心。平面转体32°,用了70分钟时间基本到位。平面转体实测的静摩阻系数0.037,动摩阻系数0.025,与转体前“称重”测得的竖向弧面摩阻系数基本一致。

整个转体过程中,实际上是支承在976块圆形的四氟蘑菇头上平稳转动的。转体的全过程并没有发生“万一”倾斜致使撑脚压在环道上的事,这再次说明只要转动体系结构的重心设计计算正确、施工操作精度满足施工规范要求,最终建成的转动体系出现一点不可避免的重心偏移是不会影响转体的。钢球铰的上、下球铰接触面之间设置一层四氟蘑菇头,蘑菇头高出下球铰钢板面7mm,并在其间涂抹黄油四氟粉润滑剂,这个设计构思科学合理,达到了预期的效果。这种球铰接触面有一定的承受偏心的能力。一般情况下,转体桥在转体过程中没有必要对转体牵引速度刻意做出严格苛求,只要能够保证转动体系是灵活、平稳的,牵引力有足够的安全储备,可正向转,必要时反向转也不困难即可。虽然大桥在环道上用普通千斤顶驱动转体微调中线、标高时用了6天时间,但是这是由于上、下球铰之间的定位钢轴套之间预留间隙4.0cm太大的缘故,以后控制在5mm左右即可。



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黔驴西西 发表于 2014-8-18 11:27:53 |显示全部楼层
伟大桥梁建设者,借鉴学习之% ^/ V" `" T8 {/ o/ D% k- n8 C

$ Z: ?, F: P' X* _5 i$ d. K1 O, x
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黔驴西西 发表于 2015-6-11 21:52:24 |显示全部楼层
学习了,几年前见过球铰,但没有看到转体施工情况
) E# G+ s+ c4 C, o/ z" F. n, B* b9 I' F) z& ~

[发帖际遇]: 黔驴西西发帖时在路边捡到金钱3,偷偷放进了口袋. (金钱+3)

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