非自平衡式钢桁架大跨度拱桥转体及其施工工法

摘要

本发明公开了一种非自平衡式钢桁架大跨度拱桥转体，包括底座平台，底座平台表面设置有下磨盘，下磨盘表面设置为锥形面，并且中部设置有中心支柱，锥形面表面依次涂覆有隔离层和润滑层，下磨盘周边的底座平台上还设置有一圈滑道，滑道上抵接设置有若干支墩，下磨盘上还设置有上转盘，下磨盘相对应的上转盘底部设置有与下磨盘和中心支柱配合形成的形状一致的凹槽，上转盘底部还与支墩顶部连接，上转盘底部与底座平台之间设置有架空空间，其施工工法为：步骤1)制备底座平台和下磨盘；步骤2)打磨下磨盘；步骤3)制备支墩钢筋；步骤4)制备上转盘。本发明较为简单的结构，并且完全通过混凝土浇灌而成，成本低，易于推广。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种非自平衡式钢桁架大跨度拱桥转体 及其施工工法。

背景技术

随着城市发展的步伐加快，交通通行压力日益增大，近年来，城市各种 类型的过河、过江和跨越主要交通干道、水道的大跨径桥梁如火如荼的建设， 尤其是以钢桁架结构的桥梁发展比较迅猛。如何在不影响规划桥梁下方交通 干道、水道正常交通且全程几乎无干扰的情况下，进行桥梁建设的施工是最 重要的环节。

现有一些方式采用平行输送对接桥体，但是该方式只能用于小跨度的河 面施工，并且用于推动的动力机构和轨道等都需要特别定制，造价昂贵。也 有一些采用钢索吊桥的方式施工，但是该方式也无法保证下方车船完全不受 限制，也需要时常限制航道运行，带来交通不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种非自平衡式 钢桁架大跨度拱桥转体及其施工工法，本发明具有较为简单的结构，并且完 全通过混凝土浇灌而成，成本低，易于推广。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实 现：

非自平衡式钢桁架大跨度拱桥转体，包括底座平台，所述底座平台表面 设置有下磨盘，所述下磨盘表面设置为锥形面，并且中部设置有中心支柱， 所述锥形面表面依次涂覆有隔离层和润滑层，所述下磨盘周边的底座平台上 还设置有一圈滑道，所述滑道上抵接设置有若干支墩，所述下磨盘上还设置 有上转盘，所述下磨盘相对应的上转盘底部设置有与下磨盘和中心支柱配合 形成的形状一致的凹槽，所述上转盘底部还与支墩顶部连接，所述上转盘底 部与底座平台之间设置有架空空间。

进一步的，所述支墩底部固定设置有滑动板，所述滑动板材质为聚四氟 乙烯。

进一步的，所述隔离层厚度为2-5mm，所述隔离层材质为石蜡。

进一步的，所述润滑层厚度为1-4mm，所述润滑层为润滑剂，所述润滑剂 由四氟粉和机用油脂混合组成，所述四氟粉和机用油脂的重量比例为1:6。

进一步的，所述机用油脂为黄油。

进一步的，所述下磨盘侧边设置有失圆隔离环，所述失圆隔离环材质为 石蜡，所述失圆隔离环的厚度为1.5-5cm。

进一步的，所述底座平台、下磨盘、上转盘和支墩的材质均为钢筋混凝 土，所述中心支柱的材质为Z45钢。

非自平衡式钢桁架大跨度拱桥转体的施工工法，包括以下步骤：

步骤1)打基桩，并在基桩上通过钢筋绑扎出底座平台和下磨盘的钢筋骨 架，在底座平台的钢筋骨架上搭设一圈滑道，然后浇灌混凝土得到底座平台 和下磨盘；

步骤2)对下磨盘表面的锥形面进行打磨，打磨结束后依次涂覆隔离层和 润滑层，得到处理后的下磨盘；

步骤3)在底座平台表面铺设砂胎膜，砂胎膜厚度为架空空间厚度，然后 在滑道上方的砂胎膜上开设支墩孔，支墩孔直达滑道表面，将绑扎好的支墩 钢筋骨架放入支墩孔内，其中支墩承载台钢筋骨架底部固定有聚四氟乙烯材 质的滑动板；

步骤4)在砂胎膜以及下磨盘上搭载上转盘钢筋骨架，搭载结束后通过混 凝土浇灌，得到上转盘；

步骤5)清除砂胎膜，得到拱桥转体。

进一步的，所述步骤2)中对锥形面的平整度、光滑度和顺直度进行打磨。

进一步的，所述步骤3)中滑道与滑动板之间还设置有一层隔离沙，所述 隔离沙厚度为1-1.5cm。

本发明的有益效果是:

1、非自平衡式钢桁架大跨度拱桥转体通过对结构的优化设计使得桥体 转动施工更加顺畅、快捷，提高了效率，具有较好的适应性。

2、上转盘和下磨盘均采用钢筋砼原位浇筑，吻合度好，并且制备成本极 低，降低了施工成本。

3、本机构使用安全性高，同时施工时对外界环境要求低，适用于在城市 工程建设过程中，大跨径铰接非自平衡式钢结构桁架拱桥需要跨越重要交通 干道、铁路或水道或者重要结构物时，在桥梁施工过程中不干扰下方通道， 进行水平向转体施工的钢结构桥梁施工，具有广阔的应用前景。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技 术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配 合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给 出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图 仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造 性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是本发明的下磨盘部分截面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参照图1至图3所示，非自平衡式钢桁架大跨度拱桥转体，包括底座平 台1，底座平台表面设置有下磨盘2，下磨盘表面设置为锥形面3，并且中部 设置有中心支柱4，锥形面表面依次涂覆有隔离层5和润滑层6，下磨盘周边 的底座平台上还设置有一圈滑道7，滑道上抵接设置有若干支墩8，下磨盘上 还设置有上转盘9，下磨盘相对应的上转盘底部设置有与下磨盘和中心支柱配 合形成的形状一致的凹槽，上转盘底部还与支墩顶部连接，上转盘底部与底 座平台之间设置有架空空间10。

其中，支墩底部固定设置有滑动板11，滑动板材质为聚四氟乙烯，上转 盘为转体机构，其连接的支墩作用于滑道上，作为桥体转动过程中核心转体 机构的支撑点，在支墩的底面设置有滑动板作为磨合介质，用于降低支墩与 滑道的摩阻系数，减少顶推过程的阻力。

底座平台、下磨盘、上转盘和支墩的材质均为钢筋混凝土，降低施工成 本，中心支柱的材质为Z45钢，由于中心支柱作为最中心的支撑部件，其强 度需要极高，并且需与混凝土材质混合开，不易粘连在一起，从而达到一次 浇灌即可实施旋转的目的。

隔离层厚度为3mm，隔离层材质为石蜡，其主要起到了隔离作用，在上转 盘浇灌时，不会接触到下磨盘，避免后期转动出现直接直接接触性的摩擦， 其次还在下磨盘和上转盘转动时，起到减少摩擦力的作用。

润滑层厚度为2mm，润滑层为润滑剂，润滑剂由四氟粉和机用油脂混合组 成，四氟粉和机用油脂的重量比例为1:6，机用油脂为黄油，该润滑剂主要用 于润滑，减少摩擦力，保证下磨盘和上转盘转动的有效性，其次其还起到了 分离作用，避免上转盘浇灌时混凝土与下方石蜡和浇灌成型的下磨盘造成粘 连。

下磨盘侧边设置有失圆隔离环12，失圆隔离环材质为石蜡，失圆隔离环 的厚度为3cm，在施工时，下磨盘的原型结构侧边无法做到完美，上转盘浇灌 时也无法把控，通过失圆隔离环的制备，扩大了上转盘的直径，避免在转动 时因失圆而导致卡死的现象，其可以有效降低施工精度，降低施工难度。

非自平衡式钢桁架大跨度拱桥转体的施工工法，本工法是采用钢筋混凝 土磨合面作为转动机构的核心部分，磨合面采用低坡锥面形式，中部设置转 动钢轴作为固定，施工成本低、效果好，包括以下步骤：

步骤1)打基桩，并在基桩上通过钢筋绑扎出底座平台和下磨盘的钢筋骨 架，在底座平台的钢筋骨架上搭设一圈滑道，然后浇灌混凝土得到底座平台 和下磨盘；此处滑道在浇混凝土后与底座平台形成一个整体，滑道表面进行 打磨以辅助滑动，减少摩擦力。

步骤2)对下磨盘表面的锥形面进行平整度、光滑度和顺直度打磨，打磨 结束后依次涂覆隔离层和润滑层，得到处理后的下磨盘，下磨盘顶部的光滑 程度将影响直接影响钢筋混凝土上转盘的施工质量，表面的光滑程度影响摩 阻力，摩阻力与桥梁转体定推力呈正比关系，为整个桥梁转体施工顺利进行， 就顶部的磨光质量可以通过对上部桥梁的重量来推算出光滑度的最低要求 等，便于推断旋转时，所需要的推力大小。对于打磨时出现高出规定值的部 分一定要打磨完成，低洼区则应明显做出标记，在后期涂覆隔离层时加以完 善和补救，填设石蜡；

其中隔离层和润滑层为一种隔离措施，能够保证后期上转盘直接浇灌， 而无需担心会与下磨盘粘连等问题。

步骤3)在底座平台表面铺设砂胎膜，砂胎膜厚度为架空空间厚度，然后 在滑道上方的砂胎膜上开设支墩孔，支墩孔直达滑道表面，将绑扎好的支墩 钢筋骨架放入支墩孔内，其中支墩承载台钢筋骨架底部固定有聚四氟乙烯材 质的滑动板；因下磨盘和上转盘除磨合面为直接接触，其他区域均有20cm间 隙，为便于混凝土浇筑，采用砂胎膜作为底模进行设置。

步骤4)在砂胎膜以及下磨盘上搭载上转盘钢筋骨架，搭载结束后通过混 凝土浇灌，得到上转盘；该混凝土浇灌直接浇灌上转盘与支墩部分，以实现 两部分的整体连接，提高连接强度，也可以减少工序步骤。

步骤5)清除砂胎膜，得到拱桥转体。

其中，滑道与滑动板之间还设置有一层隔离沙，隔离沙厚度为1-1.5cm， 以保证施工后滑道与滑动板之间存留一定间隙，避免四个支墩同时与滑道直 接接触后，出现卡死问题，无法转动，因为滑道无法做到具有一个完全水平 的水平面，四个支墩底部也无法做到也完全处于用一个水平面。

本实施例的工作原理如下：

本转体便于施工制备，并且采用混凝土作为主材料，其施工成本低，转 动效果好，避免了因材质不同而导致转动时结构间的不牢固问题，也省去了 施工中，为了连接强度问题所需要施工的步骤，降低施工难度。

实施例二

实施例二与实施例一的区别仅在于，隔离层厚度为2mm，润滑层厚度为 1mm，失圆隔离环的厚度为1.5cm，贴合度好，降低间隙所产生的晃动等因素。

实施例三

实施例三与实施例一的区别仅在于，隔离层厚度为5mm，润滑层厚度为 4mm，失圆隔离环的厚度为5cm，施工难度降低。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。