本發(fā)明涉及橋梁施工，具體為一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)的公、鐵路系統(tǒng)在近幾十年迅速發(fā)展，線路網(wǎng)密度和總里程逐年增長(zhǎng)，橋梁數(shù)量快速上升。對(duì)于跨越既有運(yùn)營(yíng)鐵路線、高山峽谷、水深急流的河道或是經(jīng)常通航河道的橋梁而言，橋梁轉(zhuǎn)體施工法具有非常大的優(yōu)勢(shì)，它能夠在不影響通航的情況下，進(jìn)行安全，快速的施工。因此該施工方法受到了工程建設(shè)者的廣泛關(guān)注。

2、橋梁水平轉(zhuǎn)體法將橋梁的上部結(jié)構(gòu)整跨或跨中分成兩個(gè)半跨，將預(yù)制的整跨或半跨橋體置于橋臺(tái)設(shè)置的轉(zhuǎn)盤上，然后通過(guò)水平轉(zhuǎn)動(dòng)的方法將其移動(dòng)到最終位置的施工方法。這種施工方法適用于連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋、斜拉橋以及拱橋等橋型，隨著我國(guó)基建的發(fā)展，橋梁水平轉(zhuǎn)體也在向著大噸位、曲線橋等高難度的施工技術(shù)邁進(jìn)。

3、傳統(tǒng)的球鉸裝置作為橋梁轉(zhuǎn)體過(guò)程中唯一可以活動(dòng)的鉸接構(gòu)件，是中心支撐體系和平衡體系的主要構(gòu)件，若球鉸裝置在制作過(guò)程中不規(guī)范或者在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)不均勻受力、轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，有可能發(fā)生橋梁失穩(wěn)傾覆的危險(xiǎn)。防止橋梁傾覆是確保施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要措施。傾覆的風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致極大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，因此，必須采取有效的措施來(lái)防范。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，使得轉(zhuǎn)體鉸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的接觸應(yīng)力更為均勻，能夠大大增強(qiáng)轉(zhuǎn)體鉸的抗傾覆性能和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而更好地適用于目前橋梁轉(zhuǎn)體領(lǐng)域大噸位、曲線橋等高難度的施工技術(shù)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供的技術(shù)方案如下：

3、一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式橋梁轉(zhuǎn)體鉸，包括轉(zhuǎn)鉸上盤9和轉(zhuǎn)鉸下盤1，其特征在于：還包括與轉(zhuǎn)鉸上盤9固結(jié)的上轉(zhuǎn)鉸10、與轉(zhuǎn)鉸下盤1固結(jié)的下轉(zhuǎn)鉸4；所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4之間安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸8；所述轉(zhuǎn)鉸下盤1上設(shè)置有保險(xiǎn)腿2和千斤頂反力座3；所述上轉(zhuǎn)鉸10、下轉(zhuǎn)鉸4和轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸8三者共同構(gòu)成轉(zhuǎn)體鉸的基本部分；所述下轉(zhuǎn)鉸4為中心凸出的半球體，四周凹陷部分為半環(huán)形環(huán)面的槽形結(jié)構(gòu)，邊緣為臺(tái)狀結(jié)構(gòu)；所述上轉(zhuǎn)鉸10為中心凹陷的半球體，四周凸出部分為半圓環(huán)體結(jié)構(gòu)，邊緣為臺(tái)狀結(jié)構(gòu)；所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4呈上下設(shè)置，其對(duì)應(yīng)的表面為相互配合的互嵌式曲面。

4、優(yōu)選的，所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4均為鋼質(zhì)，使用強(qiáng)度為q345的鋼材，并將鋼材進(jìn)行組焊、淬火、回火、退火、電鍍等復(fù)雜而精細(xì)的制造加工工藝且要求焊縫光滑平整、無(wú)咬邊、氣孔、夾渣等缺陷。

5、優(yōu)選的，所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4相配合的曲面各處曲率半徑應(yīng)相等，且誤差不大于2mm；所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4安裝后的邊緣各點(diǎn)高程誤差不大于1mm，且不得有撓曲變形；所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4安裝后的水平截面應(yīng)為圓形，其橢圓度不大于1.5mm。

6、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)體上盤9與上轉(zhuǎn)鉸10固結(jié)，轉(zhuǎn)體下盤1與下轉(zhuǎn)鉸4固結(jié)，用rpc混凝土(活性炭混凝土)將轉(zhuǎn)鉸與轉(zhuǎn)盤進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑。

7、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸8是材質(zhì)為45鍛鋼的實(shí)心圓柱體構(gòu)件。

8、優(yōu)選的，所述上轉(zhuǎn)鉸10和下轉(zhuǎn)鉸4的中心軸線處設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸套管7，所述轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸套管7內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸8，轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸套管7的中心軸應(yīng)與上轉(zhuǎn)鉸10和下轉(zhuǎn)鉸4的中心軸重合，誤差不大于1mm，且轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸套管7的中心軸與曲面截面圓平面保持垂直，傾斜度≤3％。

9、優(yōu)選的，所述下轉(zhuǎn)鉸4頂面設(shè)置了安裝減摩滑條6的減摩滑條預(yù)留凹槽5，該凹槽深度略深于外漏的減摩滑條6高度。

10、優(yōu)選的，所述減摩滑條6是相互獨(dú)立并且由螺釘固定在減摩滑條預(yù)留凹槽5的改性聚四氟乙烯塑料合金制成的條狀結(jié)構(gòu)；所述下轉(zhuǎn)鉸4鑲嵌的減摩滑條6頂面應(yīng)在同一曲面上，誤差不大于0.2mm；所述減摩滑條6的靜摩擦系數(shù)≤0.05，動(dòng)摩擦系數(shù)≤0.03，抗壓強(qiáng)度≥150mpa。

11、優(yōu)選的，所述上轉(zhuǎn)鉸10與下轉(zhuǎn)鉸4中間的減摩滑條6上涂有黃油聚四氟乙烯粉。

12、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)鉸下盤1上設(shè)置有4對(duì)對(duì)稱的保險(xiǎn)腿2，所述保險(xiǎn)腿2為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用c50混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，其頂面距離轉(zhuǎn)鉸上盤9的高度為10mm。

13、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)鉸下盤1上設(shè)置有4對(duì)對(duì)稱的千斤頂反力座3，其高度應(yīng)參考現(xiàn)場(chǎng)千斤頂?shù)某叽邕M(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)形式為“鋼管混凝土”結(jié)構(gòu)，鋼管內(nèi)填充c50微膨脹混凝土。

14、本發(fā)明的互嵌式的曲面結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

15、1.本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸由rpc混凝土(活性炭混凝土)與通過(guò)精密工藝處理過(guò)的鋼轉(zhuǎn)鉸澆筑而成，與投影面積相等的球鉸和平面鉸相比，具有高剛度、高韌性、薄弱界面大幅加強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。該轉(zhuǎn)鉸適應(yīng)轉(zhuǎn)體偏載的能力強(qiáng)于傳統(tǒng)的球鉸和平面鉸；

16、2.本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸的接觸面積為(13π+2)·πr2，對(duì)于與之投影面積相等的傳統(tǒng)球鉸，根據(jù)《規(guī)范》計(jì)算出的接觸面積為27πr2。就計(jì)算所得，互嵌式轉(zhuǎn)鉸接觸面積是傳統(tǒng)球鉸的1.587倍。在相同的載荷下，互嵌式轉(zhuǎn)鉸的平均應(yīng)力和底部混凝土受力情況均小于傳統(tǒng)的球鉸，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)受力和變形的均勻性也相對(duì)較好；因此，互嵌式轉(zhuǎn)鉸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中有更好的支撐協(xié)調(diào)性，且橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度容許范圍內(nèi)有更大的承受能力。另一方面，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)使減摩滑條6受到的應(yīng)力也更為均勻，能夠防止滑條因應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生局部破壞而影響橋梁轉(zhuǎn)體的流暢性和穩(wěn)定性；

17、3.本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸的下轉(zhuǎn)鉸4四周凹陷部分為半環(huán)形環(huán)面的槽形結(jié)構(gòu)，且邊緣設(shè)計(jì)有臺(tái)狀結(jié)構(gòu)。該形式的設(shè)計(jì)不但能夠防止應(yīng)力集中現(xiàn)象的出現(xiàn)，還可以防止鉸面間填充的潤(rùn)滑油脂在轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)重壓下流失；

18、4.本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸轉(zhuǎn)體施工時(shí)，在牽引索的水平拉力下，會(huì)出現(xiàn)較大的水平剪力，由于其特殊的互嵌式構(gòu)造與材料性能的特殊性，能夠大大提高轉(zhuǎn)體的水平抗力。牽引力的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)體安全性也相應(yīng)提高；

19、5.轉(zhuǎn)鉸自身不平整容易導(dǎo)致梁體平轉(zhuǎn)過(guò)程中梁端部標(biāo)高發(fā)生變化，從而影響成橋線形。本發(fā)明提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸在加工精度滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，通過(guò)精密的處理，只要保證安裝平整度，梁體在平轉(zhuǎn)時(shí)端部標(biāo)高一般變化很小。因此，轉(zhuǎn)體后梁體姿態(tài)調(diào)整、施工可實(shí)施性能、出現(xiàn)問(wèn)題可調(diào)整等方面，均具有良好的性能；

20、6.本發(fā)明基于提出的互嵌式轉(zhuǎn)鉸適應(yīng)轉(zhuǎn)體偏載的能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)受力和變形的均勻性能好、支撐協(xié)調(diào)性好、牽引力的穩(wěn)定性良好、轉(zhuǎn)體安全性好，轉(zhuǎn)體后梁體姿態(tài)調(diào)整、施工可實(shí)施性能、出現(xiàn)問(wèn)題可調(diào)整均具有更良好的性能優(yōu)點(diǎn)，該鉸適用于目前出現(xiàn)的大噸位轉(zhuǎn)體施工和曲線橋的轉(zhuǎn)體施工。

技術(shù)特征：

1.一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式橋梁轉(zhuǎn)體鉸，包括轉(zhuǎn)鉸上盤(9)和轉(zhuǎn)鉸下盤(1)，其特征在于：還包括與轉(zhuǎn)鉸上盤(9)固結(jié)的上轉(zhuǎn)鉸(10)、與轉(zhuǎn)鉸下盤(1)固結(jié)的下轉(zhuǎn)鉸(4)；所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)之間安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸(8)；所述轉(zhuǎn)鉸下盤(1)上設(shè)置有保險(xiǎn)腿(2)和千斤頂反力座(3)；所述上轉(zhuǎn)鉸(10)、下轉(zhuǎn)鉸(4)和轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸(8)三者共同構(gòu)成轉(zhuǎn)體鉸的基本部分；所述下轉(zhuǎn)鉸(4)為中心凸出的半球體，四周凹陷部分為半環(huán)形環(huán)面的槽形結(jié)構(gòu)，邊緣為臺(tái)狀結(jié)構(gòu)；所述上轉(zhuǎn)鉸(10)為中心凹陷的半球體，四周凸出部分為半圓環(huán)體結(jié)構(gòu)，邊緣為臺(tái)狀結(jié)構(gòu)；所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)呈上下設(shè)置，其對(duì)應(yīng)的表面為相互配合的互嵌式曲面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，其特征在于：所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)均為鋼質(zhì)，使用強(qiáng)度為q345的鋼材，并將鋼材進(jìn)行組焊、淬火、回火、退火、電鍍等復(fù)雜而精細(xì)的制造加工工藝且要求焊縫光滑平整、無(wú)咬邊、氣孔、夾渣等缺陷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，其特征在于：所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)相配合的曲面各處曲率半徑應(yīng)相等，且誤差不大于2mm；所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)安裝后的邊緣各點(diǎn)高程誤差不大于1mm，且不得有撓曲變形；所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)安裝后的水平截面應(yīng)為圓形，其橢圓度不大于1.5mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，其特征在于：所述轉(zhuǎn)鉸上盤(9)與上轉(zhuǎn)鉸(10)固結(jié)，所述轉(zhuǎn)體下盤(1)與下轉(zhuǎn)鉸(4)固結(jié)，用rpc混凝土將轉(zhuǎn)鉸與轉(zhuǎn)盤進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，其特征在于：所述上轉(zhuǎn)鉸(10)和下轉(zhuǎn)鉸(4)的中心軸線處設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸套管(7)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸套管(7)內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸(8)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸套管(7)的中心軸應(yīng)與上轉(zhuǎn)鉸(10)和下轉(zhuǎn)鉸(4)的中心軸重合，誤差不大于1mm，且轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸套管(7)的中心軸與曲面截面圓平面保持垂直，傾斜度≤3％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，其特征在于：所述下轉(zhuǎn)鉸(4)頂面設(shè)置了安裝減摩滑條(6)的減摩滑條預(yù)留凹槽(5)，該凹槽深度深于外漏的減摩滑條(6)高度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，其特征在于：所述減摩滑條(6)是相互獨(dú)立并且由螺釘固定在減摩滑條預(yù)留凹槽(5)的改性聚四氟乙烯塑料合金制成的條狀結(jié)構(gòu)；所述下轉(zhuǎn)鉸(4)鑲嵌的減摩滑條(6)頂面應(yīng)在同一曲面上，誤差不大于0.2mm；所述減摩滑條(6)的靜摩擦系數(shù)≤0.05，動(dòng)摩擦系數(shù)≤0.03，抗壓強(qiáng)度≥150mpa。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，其特征在于：所述上轉(zhuǎn)鉸(10)與下轉(zhuǎn)鉸(4)中間的減摩滑條(6)上涂有黃油聚四氟乙烯粉。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，其特征在于：所述轉(zhuǎn)鉸下盤(1)上設(shè)置有4對(duì)對(duì)稱的保險(xiǎn)腿(2)，所述保險(xiǎn)腿(2)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用c50混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，其頂面距離轉(zhuǎn)鉸上盤(9)的高度為10mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，其特征在于：所述轉(zhuǎn)鉸下盤(1)上設(shè)置有4對(duì)對(duì)稱的千斤頂反力座(3)，其高度應(yīng)參考現(xiàn)場(chǎng)千斤頂?shù)某叽邕M(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)形式為“鋼管混凝土”結(jié)構(gòu)，鋼管內(nèi)填充c50微膨脹混凝土。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于橋梁墩底水平轉(zhuǎn)體法的新型互嵌式轉(zhuǎn)體鉸，包括轉(zhuǎn)鉸上盤、轉(zhuǎn)鉸下盤，與轉(zhuǎn)鉸上盤固結(jié)的上轉(zhuǎn)鉸、與轉(zhuǎn)鉸下盤固結(jié)的下轉(zhuǎn)鉸；所述上轉(zhuǎn)鉸與下轉(zhuǎn)鉸之間安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)定位銷軸；所述轉(zhuǎn)鉸下盤上設(shè)置有保險(xiǎn)腿和千斤頂反力座；所述下轉(zhuǎn)鉸為中心凸出的半球體，四周凹陷部分為半環(huán)形環(huán)面的槽形結(jié)構(gòu)，邊緣為臺(tái)狀結(jié)構(gòu)；所述上轉(zhuǎn)鉸為中心凹陷的半球體，四周凸出部分為半圓環(huán)體結(jié)構(gòu)，邊緣為臺(tái)狀結(jié)構(gòu)；所述上轉(zhuǎn)鉸與下轉(zhuǎn)鉸呈上下設(shè)置，其對(duì)應(yīng)的表面為相互配合的互嵌式曲面。本發(fā)明提供的互嵌式曲面，增大了接觸曲面的面積，讓轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)獲得更大的承載力與水平抗力，在橋梁轉(zhuǎn)體過(guò)程中，結(jié)構(gòu)的整體抗傾覆能力大幅提高。

技術(shù)研發(fā)人員：楊國(guó)俊,蔡永平,曹志尚,孫鵬博,劉生海,黃彥,胥科
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘭州理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6