一种转体桥梁三点支撑平衡转体的施工方法与流程

本申请涉及转体桥梁施工技术领域，特别涉及一种转体桥梁三点支撑平衡转体的施工方法。

背景技术：

随着经济和技术的快速发展，桥梁工程数量迅速增加，跨河跨既有线桥梁日益增多。特别是对于跨既有线的大跨度梁桥，因为下方为铁路，施工环境复杂，采用常规的支架法施工，极易发生安全事故。因此，转体施工在跨线施工中的应用愈加常见。通过在既有线两侧适当位置进行施工，之后以桥梁自身结构为转动体，使用机具设备，分别将两个半桥转体到桥位轴线位置合龙成桥。其转体结构简单，易于制作和运输，转体施工工期占用既有线窗口时间短，具有安全可靠，操作简单，加快施工和降低成本等特点。

在转体施工技术中通常采用称重配重法，使转动体的重心处于零偏心状态，撑脚和滑道零接触或处于零受力状态，以减小滑动面间摩阻系数，减小牵引阻力。

但是，在实际施工中，通过称重配重法调节转动体的平衡，通常设计静摩擦系数取值均在0.1左右，实际称重试验测得静摩擦系数大多数情况下都偏小，且无法做到真正意义上的零偏心，只依靠单点(球铰)支撑受力，在撑脚与滑道脱空不接触的情况下，由于摩阻力小，转体姿态容易发生变化，可能发生大偏心失稳现象，且撑脚与滑道突然接触后可能导致牵引力发生突变，影响转体施工安全，也给后续桥梁精准对位带来极大困难。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种转体桥梁三点支撑平衡转体的施工方法，以解决相关技术中采用球铰单点支撑受力，转体桥梁的转体姿态容易发生变化，发生大偏心失稳的问题。

第一方面，提供了一种转体桥梁三点支撑平衡转体的施工方法，其包括以下步骤：

确定转动体偏心的初始值和初始位置，以及球铰的静摩阻系数；

根据所述静摩阻系数、预设的偏心值，以及预设的配重距所述转动体的中心的距离值，计算所需配重的重量；

将所述配重设于所述转动体的承台上，以将所述初始值调整至预设的偏心值，并使所述初始位置在所述转动体的上转盘上的投影，位于由所述上转盘上的相邻的两个撑脚与所述上转盘的中心所形成的三角形区域内；

在两个所述撑脚与下转盘之间设置滑板，并旋转所述转动体，以使所述转动体在两个所述撑脚和球铰的支撑下，通过所述滑板绕所述下转盘转动至目标位置。

一些实施例中，使所述初始位置在所述转动体的上转盘上的投影，位于由所述上转盘上的相邻的两个撑脚与所述上转盘的中心所形成的三角形区域内，包括以下步骤：

判断所述初始位置在所述转动体的上转盘上的投影，是否位于其中一个撑脚与所述上转盘的中心的连线上；

若是，则调整所述配重在所述承台上的位置，以将所述初始位置在所述上转盘上的投影，调整至由该撑脚、与该撑脚相邻的撑脚、以及所述上转盘的中心所形成的三角形区域内。

一些实施例中，采用称重配重的方法确定转动体偏心的初始值和初始位置，以及球铰的静摩阻系数。

一些实施例中，所述称重配重的方法具体包括以下步骤：

在下转盘与所述转动体的承台之间设置千斤顶，并使所述千斤顶的顶端与所述承台接触，且所述千斤顶的顶升力为0；

移除各撑脚与所述下转盘之间的填充物，以使所述承台承载于所述千斤顶上，并测量各所述撑脚与所述下转盘之间的初始间隙；

根据该初始间隙，判断所述转动体的偏心方向；

顶升所述转动体偏心的一侧，以使所述转动体平衡。

一些实施例中，施加配重后，还包括以下步骤：

撤除所述千斤顶的顶升力；

测量各所述撑脚与所述下转盘之间的第一间隙；

将各所述第一间隙与对应的初始间隙一一进行比较，得到多个间隙差值；

根据所有的所述间隙差值与所有的千斤顶的顶升力，得到间隙差值与顶升力之间的关系。

一些实施例中，根据所有的所述间隙差值与所有的千斤顶的顶升力，得到间隙差值与顶升力之间的关系，具体包括以下步骤：

获取所有的所述间隙差值中的最大差值，以及所有的千斤顶的顶升力中的最大顶升力；

根据所述最大差值和所述最大顶升力，得到间隙差值与顶升力之间的关系。

一些实施例中，施加配重之前，还包括以下步骤：

测量各所述撑脚与所述下转盘之间的第二间隙，并获取所有的第二间隙中的最大值和最小值；

测量各所述撑脚与所述下转盘之间的第一间隙之后，还包括以下步骤：

获取所有的第一间隙中的最大值和最小值，并与第二间隙中的最大值和最小值分别进行比较；

若两者的最大值和/或最小值不相等，则重新调整配重的重量和位置，以使两者的最大值和最小值分别相等。

一些实施例中，在两个所述撑脚与所述下转盘之间设置滑板，具体包括以下步骤：

根据间隙差值与顶升力之间的关系，计算得到将所述撑脚顶升预设高度所需的顶升力；

对所述转动体施加所述顶升力，以将该撑脚顶升预设高度；

在所述撑脚和所述下转盘之间放置所述滑板；

撤除所述千斤顶的顶升力。

一些实施例中，在所述撑脚和所述下转盘之间设置所述滑板之前，包括以下步骤：

在所述下转盘上设置环形的滑道，以使所述撑脚通过所述滑板在所述滑道上滑动。

一些实施例中，采用如下公式计算所需的配重的重量g：

式中：r为所述球铰的平面半径，n为所述转动体的重量，μ为所述球铰的静摩阻系数，e为所述预设的偏心值，l为所述预设的配重距所述上转盘中心的距离值。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请采用三点支撑平衡转体的方式施工转体桥梁，通过配重使转动体处于微偏心矢距，且平衡的状态下进行转体，使两个撑脚着地受力，适当增大了摩阻力矩，转体姿态不易发生改变，在两个撑脚和球铰形成的三点支撑下，转动体的偏心位置始终保持在三角区域内，不会发生转动体发生大偏心失稳的现象，转体过程方向更可控、精度更高、使转体过程更平稳。可大量减少转体后转动体的偏心距的精确调整和定位的工作量，加快球铰固结施工效率，有效降低了跨线区域作业的安全风险。

本申请实施例提供了一种转体桥梁三点支撑平衡转体的施工方法，由于本申请实施例通过配重使转动体处于微偏心矢距，且平衡的状态下进行转体，使两个撑脚着地受力，适当增大了摩阻力矩，转体姿态不易发生改变，在两个撑脚和球铰形成的三点支撑下，转动体的偏心位置始终保持在三角区域内，因此，转体过程中不会发生转动体发生大偏心失稳的现象，转体过程方向更可控、精度更高、使转体过程更平稳。可大量减少转体后转动体的偏心距的精确调整和定位的工作量，加快球铰固结施工效率，有效降低了跨线区域作业的安全风险。。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的转体桥梁在三点支撑平衡转体状态下的立面示意图；

图2为本申请实施例提供的转体桥梁在三点支撑平衡转体状态下的平面示意图；

图3为调整转动体偏心位置的原理图；

图4为本申请实施例中称重配重方式下转体桥梁的立面示意图。

图中：1、下转盘；2、转动体；20、上转盘；21、撑脚；22、承台；3、球铰；4、千斤顶；5、滑道；6、滑板；7、配重。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种转体桥梁三点支撑平衡转体的施工方法，其包括以下步骤：

s1：参见图1所示，在下转盘1上施工转动体2，转动体2可通过球铰3绕下转盘1转动，转动体2包括上转盘20、承台22和至少四个撑脚21；至少四个撑脚21设置在上转盘20的底端，且所有的撑脚21绕上转盘20的中心均匀间隔分布，且各撑脚21与下转盘1之间填充有砂石，以使转动体2通过撑脚21承载于下转盘1上。

s2：参见图1所示，确定转动体2偏心的初始值和初始位置，以及球铰3的静摩阻系数；转动体2偏心的初始值就是转动体2的实际重心距理论中心线的距离，初始位置就是实际重心偏心的方向。

s3：根据静摩阻系数、预设的偏心值，以及预设的配重7距转动体2的中心的距离值，计算所需配重7的重量；本申请实施例的转动体2偏心的初始值为61mm，预设的偏心值设计为50mm,本申请实施例的转体桥由两转体墩进行转体施工而完成，两转体墩实测偏心距分别为61mm和43mm，预设的偏心值为50mm，以使整个转体系统处于平衡状态。设计人员根据转动体2上的实际施工环境，预先确定配重距上转盘20中心的距离值。

s4：参见图2和3所示，将配重7设于转动体2的承台22上，以将转动体2偏心的初始值调整至预设的偏心值，转动体2仍保持偏心状态；并使转动体2偏心的初始位置在转动体2的上转盘20上的投影，位于由上转盘20上的相邻的两个撑脚21与上转盘20的中心所形成的三角形区域内,也就是使转动体2偏心的初始位置位于图3中g'位置。本申请实施例中的转动体2偏心的初始位置位于左上侧，那么配重7的施加方向位于右下侧，以使转动体2平衡，因此形成g'所在的三角形区域的相邻的两个撑脚21也位于左上侧，与偏心的初始位置位于同一方位。

s5：在两个撑脚21与下转盘1之间设置滑板6，并旋转转动体2，以使转动体2在两个撑脚21和球铰3的支撑下，通过滑板6绕下转盘1转动至目标位置。转动体2偏心的初始位置在转动体2的上转盘20上的投影，位于由上转盘20上的相邻的两个撑脚21与上转盘20的中心所形成的三角形区域内，且转动体2处于平衡状态，在两个撑脚21和球铰3形成的三点支撑下，使转动体2始终保持平衡旋转。

本申请实施例采用三点支撑平衡转体的方式施工转体桥梁，通过配重7使转动体2处于微偏心矢距，且平衡的状态下进行转体，使两个撑脚21着地受力，适当增大了摩阻力矩，转体姿态不易发生改变，在两个撑脚21和球铰3形成的三点支撑下，转动体2的偏心位置始终保持在三角区域内，不会发生转动体2发生大偏心失稳的现象，转体过程方向更可控、精度更高、使转体过程更平稳。可大量减少转体后转动体2的偏心距的精确调整和定位的工作量，加快球铰3固结施工效率，有效降低了跨线区域作业的安全风险。

可选的，采用如下公式计算所需的配重的重量g：

式中：r为球铰3的平面半径，n为转动体2的重量，μ为球铰3的静摩阻系数，e为预设的偏心值，即g'距转动体2中心的距离；l为预设的配重距上转盘20中心的距离值。

可选的，步骤s4中：使初始位置在转动体2的上转盘20上的投影，位于由上转盘20上的相邻的两个撑脚21与上转盘20的中心所形成的三角形区域内，包括以下步骤，以下步骤在将配重7设于转动体2的承台22上，以将转动体2偏心的初始值调整至预设的偏心值之后进行：

s41：参见图3所示，判断转动体2偏心的初始位置在转动体2的上转盘20上的投影g，是否位于其中一个撑脚21与上转盘20的中心的连线上；

s42：若g位于其中一个撑脚21与上转盘20的中心的连线上，则调整配重7在承台22上的位置，以将转动体2偏心的初始位置在上转盘20上的投影g，调整至由该撑脚21、与该撑脚21相邻的撑脚21、以及上转盘20的中心所形成的三角形区域内，也就是将g调整到g'，且调整后的转动体2偏心的值仍为预设的偏心值。

这是因为若转动体2偏心的初始位置在转动体2的上转盘20上的投影，位于其中一个撑脚21与上转盘20的中心的连线上，那么转动体2在转体过程中是由该撑脚21和球铰3作为两点支撑，支撑转动体2旋转，但是两点支撑不平稳，转动体2在旋转过程中偏心的位置还是会偏移到该撑脚21和球铰3的连线的两侧，导致转动体2会发生朝偏移侧倾覆的危险，因此将投影的位置调整到由该撑脚21、与该撑脚21相邻的撑脚21、以及上转盘20的中心所形成的三角形区域内，使转动体2在两个撑脚21和球铰3的三点支撑下，进行转体，转动体2的偏心会始终在三角区域内，实现平衡转体。

可选的，参见图4所示，步骤s2中采用称重配重的方法确定转动体2偏心的初始值和初始位置，以及球铰3的静摩阻系数。称重配重的方法具体包括以下步骤：

s21：在下转盘1与转动体2的承台22之间设置千斤顶4，并使千斤顶4的顶端与承台22通过压力传感器接触，且千斤顶4的顶升力为0；

s22：移除各撑脚21与下转盘1之间的填充物砂石，以使承台22承载于千斤顶4上，转动体2通过千斤顶4承载于下转盘1上，且依旧保持平衡；各撑脚21与下转盘1之间不再接触，并测量各撑脚21与下转盘1之间的初始间隙；

s23：根据该初始间隙，判断转动体2的偏心方向，撑脚21与下转盘1之间的初始间隙越小，说明该撑脚21方位的转动体2的重量越大，可以初步判断转动体2的偏心方向位于该撑脚21的一侧；

s24：通过该侧的千斤顶4顶升转动体2偏心的一侧，直至各千斤顶4上的压力传感器的读数相等，以使转动体2在千斤顶4的顶升作用下平衡。且根据各压力传感器的读数可以得到转动体2偏心的初始值和初始位置，以及球铰3的静摩阻系数。

优选的，在步骤s4和步骤s5之间：在承台22上远离偏心的另一侧上施加配重，以将转动体2偏心的初始值调整至预设的偏心值；并使转动体2偏心的初始位置在转动体2的上转盘20上的投影，位于由上转盘20上的相邻的两个撑脚21与上转盘20的中心所形成的三角形区域内，之后，还包括以下步骤：

s43：撤除千斤顶4的顶升力，此时由于施加了配重7，撤除千斤顶4的顶升力之后，转动体2仍然保持平衡状态；

s44：测量各撑脚21与下转盘1之间的第一间隙，转动体2处于偏心平衡的状态，由于偏心的存在，各撑脚21与下转盘1之间的第一间隙不相同，撑脚21与下转盘1之间的第一间隙小，说明偏心位于该撑脚21的同侧；

s45：将各第一间隙与对应的初始间隙一一进行比较，得到多个间隙差值；

s46：根据所有的间隙差值与所有的千斤顶4的顶升力，得到间隙差值与顶升力之间的关系。也就是，得到撑脚21与下转盘1之间的间隙每减小或增大1mm，对应的所需的千斤顶4的顶升力的大小。

优选的，步骤s46中根据所有的间隙差值与所有的千斤顶4的顶升力，得到间隙差值与顶升力之间的关系，具体包括以下步骤：

s461：获取所有的间隙差值中的最大差值，也就是间隙变大最大的值，以及所有的千斤顶4的顶升力中的最大顶升力；

s462：根据最大差值和最大顶升力，得到间隙差值与顶升力之间的关系。最大顶升力比最大差值，就是撑脚21与下转盘1之间的间隙每减小或增大1mm，所需的千斤顶4的顶升力的大小。

更进一步的，在步骤s24顶升转动体2偏心的一侧，以使转动体2平衡之后，且在施加配重7之前，还包括以下步骤：

s25：测量各撑脚21与下转盘1之间的第二间隙，并获取所有的第二间隙中的最大值和最小值；第二间隙用来表明未施加配重7之前，转动体2处于平衡状态时，各撑脚21与下转盘1之间的间隙。

步骤s44测量各撑脚21与下转盘1之间的第一间隙之后，还包括以下步骤：

s47：获取所有的第一间隙中的最大值和最小值，并与第二间隙中的最大值和最小值分别进行比较；比较在施加配重7前，转动体2处于平衡状态时，撑脚21与下转盘1之间的间隙的最大值，与在施加配重7后，转动体2处于平衡状态时，撑脚21与下转盘1之间的间隙的最大值，是否相等；以及在施加配重7前，转动体2处于平衡状态时，撑脚21与下转盘1之间的间隙的最小值，与在施加配重7后，转动体2处于平衡状态时，撑脚21与下转盘1之间的间隙的最小值，是否相等

s48：若所有的第一间隙中的最大值与所有的第二间隙中的最大值相等，且所有的第一间隙中的最小值与所有的第二间隙中的最小值也相等，说明施加配重7后，转动体2仍处于平衡状态，且转动体2的偏心值为预设的偏心值，且偏心的位置也在三角区域内；

s49：若所有的第一间隙中的最大值与所有的第二间隙中的最大值不相等，且所有的第一间隙中的最小值与所有的第二间隙中的最小值也不相等，或者，所有的第一间隙中的最大值与所有的第二间隙中的最大值不相等，而所有的第一间隙中的最小值与所有的第二间隙中的最小值相等，或者，所有的第一间隙中的最大值与所有的第二间隙中的最大值相等，而所有的第一间隙中的最小值与所有的第二间隙中的最小值不相等，则重新调整配重7的重量和位置，以使所有的第一间隙中的最大值与所有的第二间隙中的最大值相等，且所有的第一间隙中的最小值与所有的第二间隙中的最小值也相等，使得施加配重7后，转动体2仍处于平衡状态，且转动体2的偏心值为预设的偏心值，且偏心的位置也在三角区域内。

更进一步的，步骤s5在两个撑脚21与下转盘1之间设置滑板6，具体包括以下步骤：

s51：根据间隙差值与顶升力之间的关系，也就是已知撑脚21与下转盘1之间的间隙每减小或增大1mm，所需的千斤顶4的顶升力的大小；计算得到将撑脚21顶升预设高度所需的顶升力的大小；若滑板6的厚度是2mm，撑脚21与下转盘1之间的第一间隙为4mm，那么需要放置两块滑板6，但是两块2mm的滑板6无法直接放进4mm的间隙中，需要先将间隙提升至1-2mm左右，才能将第二块滑板6放进去，因此预设高度为2mm，那么根据间隙差值与顶升力之间的关系，就能获得所需顶升力的大小；

s52：对转动体2施加顶升力，以将该撑脚21顶升预设高度，也就可以将该撑脚21精确顶升2mm,防止顶升过度，转动体2回落时有偏移；

s53：在撑脚21和下转盘1之间放置两块2mm的滑板6；

s54：撤除千斤顶4的顶升力。转动体2在重力作用下回落预设高度，至平衡状态，此时撑脚21和下转盘1之间的第一间隙被滑板6填充。

优选的，步骤s53在撑脚21和下转盘1之间设置滑板6之前，包括以下步骤：在下转盘1上设置环形的滑道5，以使撑脚21通过滑板6在滑道5上滑动。在滑道5上沿转动体2的转动方向连续铺设滑板6，使转动体2始终在两个撑脚21和球铰3的支撑作用下，通过滑板6在滑道5上滑动至目标位置。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除