一种跨越既有铁路门式墩用转体装置及其安装方法与流程

本发明涉及一种转体装置，尤其是一种跨越既有铁路门式墩用转体装置，还涉及其安装方法，涉及桥梁工程领域。

背景技术：

桥梁施工经常需要跨越即有铁路、公路、峡谷等场合，这些场合由于受交通运输或无法在其上空施工作业等条件限制，必须采用成梁预制后进行就位方法施工。

目前，该类桥梁施工主要采用梁体平推或转体施工方法，梁体平推施工分为横推和纵推两种，这两种方法均需搭建临时支墩和临时滑道，梁体下部放置于专用滑块上，滑块通过钢丝绳与对侧张拉千斤顶相连，平推施工时通过千斤顶牵引梁体缓慢移动到梁体就位处。该方法施工难度大，费时费力。另一种方法是采用转体施工方法，即在铁路或公路一侧进行桥梁制作，成桥通过转体装置将桥梁转体就位的一种施工方法，转体法施工能较好地避免对其它线路运输的影响，克服在高山峡谷、水深流急或船舶通航频繁的河道上架设大跨度桥梁的困难，尤其是对修建交通运输繁忙的城市立交桥和铁路跨线桥，其优势更加明显。转体施工技术以其经济、方便、可靠的特点愈来愈受到桥梁建设者的青睐。

通常情况下转体装置主要包括：转体球铰、滑道、撑脚等。转体球铰是转体装置的核心，由上球铰、下球铰、定位销轴及安装骨架等组成。上球铰与上承台浇注在一起，下球铰与下承台浇注在一起，上下球铰分别凹凸相配的球面结构，在两球面之间设有承压四氟滑，可实现上下球铰相对转动。滑道、撑脚分别设与下承台、上承台浇注在一起，在转体系统中起支撑及防倾覆作用。在安装过程中，下承台需要二次浇注，第一次浇注到下球铰安装骨架及滑道骨架以下位置，下球铰骨架及滑道骨架定位完成，安装下球铰及滑道后进行二次浇注下承台。下球铰及滑道安装完毕后，安装上球铰及撑脚等构件，整个安装过程繁琐，耗时较长，施工工艺复杂。针对跨铁路线门式墩结构的转体，由于其临近既有铁路线，且承台及桥墩结构尺寸受限制，需要对转体球铰装置的结构进行优化设计，同时考虑到施工的安全性、便利性。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种跨越既有铁路门式墩用转体装置及其安装方法。根据门式墩临近既有铁路线，承台及桥墩结构尺寸受限制的特点，将转体球铰与撑脚、滑道等附属装置集成到一起。整套转体装置采用与支座相同的安装方式，一次安装到位不需要二次浇注，节约转体装置安装时间，提高施工的便利性和可靠性。本发明的技术方案具体如下：

一种跨越既有铁路门式墩用转体装置，包括设于上下铁路门式墩之间的上球铰和下球铰，上球铰包括顶板和设于顶板下方的凸球面结构，下球铰包括底板和设于底板上的凹球面结构，凸球面结构滑动设于凹球面结构上组成转动摩擦副，凹球面结构周围设有环形滑道，顶板与若干环绕设置在凸球面结构的滑动件连接，滑动件设于滑道上。

进一步地，凸球面结构的球面设有不锈钢层，凹球面结构的球面设有复层结构非金属滑板。

进一步地，滑动件为撑脚，撑脚通过若干锚固系统固定在顶板上。

进一步地，滑道为不锈钢滑道且滑道表面设有滑道四氟层。

进一步地，上下铁路门式墩的混凝土强度等级不低于c50，支撑垫石顶面任何两个高差不得大于2mm。

进一步地，底板与下铁路门式墩的支承垫石之间应留有20～50mm空隙。

进一步地，用无收缩高强度灌注材料灌浆，灌浆材料抗压强度要求不低于50mpa。

本发明还涉及的上述的转体装置的安装方法，按以下进行：

转体装置安装前，根据桥墩施工图，核对摆放方向和中心位置，转体装置位置正确无误；检查转体装置连接状况是否正常；

凿毛转体装置就位部位的支承垫石表面，清除预留孔中的杂物及积水，安装灌浆用模板，并用水将支承垫石表面浸湿；灌浆用模板采用预制钢模，底层设一层4mm左右厚橡的胶防漏条，通过膨胀螺栓固定在支承垫石顶面；

用混凝土楔块楔入支座四角，找平转体装置，并将转体装置底面调整到设计标高，在转体装置底面与支承垫石之间应留有20～50mm空隙；

仔细检查转体装置中心位置及标高后，用无收缩高强度灌注材料灌浆；灌浆材料抗压强度要求不低于50mpa；

采用重力灌浆，灌注转体装置下部及锚栓孔间隙处；灌浆前，初步计算所需的浆体体积；

灌浆时，先灌筑转体装置预留锚栓孔，当转体装置预留锚栓孔接近灌满时，再从转体装置中心部位向四周注浆，直至从钢模与转体装置底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止；

灌浆材料终凝后，拆除模板及四角混凝土楔块，检查是否有漏浆处，必要时对漏浆处进行补浆，并用砂浆填堵楔块抽出后的空隙，拧紧下球铰锚栓；

在转体上部结构施工过程中，转体重量作用在临时支撑上；试转体之前将支撑转换到转体球铰上；转体装置垫石的混凝土强度等级不低于c50，支撑垫石顶面任何两个高差不得大于2mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：

本发明针对跨越既有铁路门式墩，将转体球铰、撑脚、滑道集成一个整体。通过螺栓将撑脚与上球铰连接；滑道不锈钢焊接在下球铰上。球铰装置安装与安装普通球型支座一致，做到安装转体装置一步到位。改变安装形式、简化安装方式。

常规转体球铰安装要3～4周左右，本发明安装时间一天即可，大大节约了球铰安装时间，且安装精度准确、质量可靠，能实现对跨铁路线门式墩的转体。

附图说明

图1为本发明的转体装置设于跨铁路线门式墩的结构示意图；

图2为本发明的转体装置的结构示意图；

图3为本发明的图2的i部位的放大图；

图4为本发明的图2的b-b平面结构图；

图5为本发明的图2的c-c平面结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本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对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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。

如图1、2所示，本实施例的跨越既有铁路门式墩用转体装置，包括设于上下铁路门式墩之间的上球铰1和下球铰2，上球铰1包括顶板和设于顶板下方的凸球面结构，下球铰2包括底板和设于底板上的凹球面结构，凸球面结构滑动设于凹球面结构上组成转动摩擦副，凹球面结构周围设有环形滑道，顶板与若干环绕设置在凸球面结构的滑动件连接，滑动件设于滑道上。

如图2所示，凸球面结构的球面设有不锈钢层3，凹球面结构的球面设有复层结构非金属滑板4，具体可以是填充聚四氟乙烯复合夹层滑板。滑动件为撑脚5，撑脚5通过若干地脚螺栓固定在顶板上。滑道为不锈钢滑道7且滑道表面设有滑道四氟层6，如图3所示。

本实施例的球面不锈钢包覆在上球铰凸球面上，上球铰开有与上转盘连接的锚栓孔，锚固系统通过上球铰螺栓孔与上转盘连接，锚固系统为现有装置，由地脚螺栓、套筒、螺杆组成。上球铰上开有与撑脚连接的内螺纹，通过地脚螺栓将撑脚与上球铰连接。

本实施例的下球铰凹球面有非金属滑板镶嵌坑，复层结构非金属滑板安装在下球铰镶嵌坑内；下球铰开有与下承台连接的锚栓孔，锚固系统（地脚螺栓、套筒、螺杆）通过下球铰螺栓孔与下承台连接。

本实施例的下球铰兼具滑道的作用，下球铰上焊接有滑道不锈钢。滑道四氟层放置在滑道不锈钢上。

本实施例的上述的转体装置的安装方法，按以下进行：

转体装置各部件加工完成后，滑道不锈钢焊接在下球铰相应位置，地脚螺栓将撑脚连接到上球铰上。

转体装置在工厂组装时，应仔细调平，对中上、下球铰，预压后用连接装置及连接螺栓将转体装置连接成整体。

转体装置垫石的混凝土强度等级不低于c50，支撑垫石顶面任何两个高差不得大于2mm；垫石高度应考虑安装、养护的方便。

转体装置安装前，应根据桥墩施工图，核对摆放方向和中心位置，转体装置位置正确无误。

在转体装置安装前，应检查转体装置连接状况是否正常，但不得任意松动上、下连接螺栓。如发生扰动，使转体装置偏离初始状态，施工单位应在指导下进行恢复。

凿毛转体装置就位部位的支承垫石表面，清除预留孔中的杂物及积水，安装灌浆用模板，并用水将支承垫石表面浸湿。灌浆用模板可采用预制钢模，底层设一层4mm厚橡胶防漏条，通过膨胀螺栓固定在支承垫石顶面。

用混凝土楔块楔入支座四角，找平转体装置，并将转体装置底面调整到设计标高，在转体装置底面与支承垫石之间应留有20～50mm空隙。

仔细检查转体装置中心位置及标高后，用无收缩高强度灌注材料灌浆。灌浆材料抗压强度要求不低于50mpa。

采用重力灌浆方式，灌注转体装置下部及锚栓孔间隙处，灌浆时应先灌筑转体装置预留锚栓孔，当转体装置预留锚栓孔接近灌满时，再从转体装置中心部位向四周注浆，直至从钢模与转体装置底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止。

灌浆前，应初步计算所需的浆体体积，灌注实用浆体数量不应与计算值产生过大误差，应防止中间缺浆。

灌浆材料终凝后，拆除模板及四角混凝土楔块，检查是否有漏浆处，必要时对漏浆处进行补浆，并用砂浆填堵楔块抽出后的空隙，拧紧下球铰锚栓。

在转体上部结构施工过程中，转体重量应作用在临时支撑上；试转体之前将支撑转换到转体球铰上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。