组合式桥梁逆向转体装置及桥梁的制作方法

1.本公开涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种组合式桥梁逆向转体装置及桥梁。


背景技术：

2.桥梁是人造的工程结构物，有一个建造、运营、养护维修及退出使用的过程，公路中大桥梁设计使用年限一般为50年、100年不等，铁路桥梁设计使用年限为100年。现实情况是，因桥梁结构缺陷、耐久性不足、长期超载、功能过时、事故损害等原因导致很大一部分桥梁并未等到设计使用年限就需要拆除新建。可以预见，目前阶段上跨既有交通线的桥梁，在过了30
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50年后，甚至更短时间内势必有一部分桥梁会拆除重建。桥梁拆除工程是桥梁工程的一个延续，是一项极具危险性的工程。繁忙交通线尤其是铁路交通上方的桥梁拆除更需要高度重视，既要保证桥梁下方交通线的运输安全，又要尽量减少对桥梁下方交通的影响时间。目前桥梁拆除的工作，按照和设计桥位的关系，分为原位拆除法、异位拆除法。目前，国内有应用的异位拆除法，是采用顶推法施工的成桥的，拆桥时再顶推回来。
3.目前阶段，绝大多数转体桥梁设计时均未考虑后期拆除的问题，转体支座或球铰只是作为施工临时措施，在转体施工完成后采用混凝土永久封闭固结支座或球铰的方法，使得桥梁后期无法回转。转体桥梁主梁一般采用整体式断面，跨度较大，吨位太大，采用原位拆除法时采用整体切割时无法整体移走再异位拆除。如果采用分块切割，势必需要桥下搭设支架或设置挂篮，拆除期间将会给下方铁路运营带来极大干扰，甚至可能造成列车长期停运，付出的代价十分昂贵。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种组合式桥梁逆向转体装置及桥梁。
5.本公开第一方面提供了一种组合式桥梁逆向转体装置，包括转体装置；
6.所述转体装置包括转动连接的上球铰和下球铰，所述上球铰的下端面具有凸球面，所述下球铰的上端面具有凹球面，所述凸球面设置于所述凹球面内，所述凹球面内设有磨擦板，且所述磨擦板位于所述凹球面与所述凸球面之间，所述上球铰与所述下球铰的中心设有相通的中心孔，所述中心孔设有销轴；
7.其中，所述上球铰和所述下球铰中的至少一者包括可拆卸连接的第一转动部和第二转动部，所述第一转动部包括相互连接的第一球面部和第一连接部，所述第二转动部包括相互连接的第二球面部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部连接以使所述第一球面部和所述第二球面部形成所述上球铰的凸球面或所述下球铰的凹球面。
8.进一步的，上球铰包括第一转动部和第二转动部，所述第一球面部包括第二筋板，所述第一连接部包括第一筋板，所述第一筋板和所述第二筋板固定连接，所述第二球面部包括第四筋板，所述第二连接部包括第三筋板，所述第三筋板和所述第四筋板固定连接；
9.所述第一筋板和所述第三筋板通过第一连接机构连接，所述第二筋板和所述第四
筋板对称设置于所述第一筋板和所述第三筋板的两侧，所述第二筋板和所述第四筋板朝向所述下球铰的端面形成所述凸球面。
10.进一步的，所述第一连接机构外侧设有第一隔离件。
11.进一步的，所述下球铰包括第一转动部和第二转动部，所述第一球面部包括第五筋板，所述第二球面部包括第六筋板，所述第五筋板和所述第六筋板对称设置，所述第五筋板和所述第六筋板朝向所述上球铰的端面形成所述凹球面；
12.所述第一连接部包括第一连接筋板，所述第一连接筋板设置在所述凹球面的外侧并与所述第五筋板固定连接，所述第二连接部包括第二连接筋板，所述第二连接筋板设置在所述凹球面的外侧并与所述第六筋板固定连接，所述第一连接筋板和所述第二连接筋板通过第二连接机构连接。
13.进一步的，所述第二连接机构外侧设有第二隔离件。
14.进一步的，所述转体装置外侧设有防腐结构，所述防腐结构包裹所述转体装置。
15.进一步的，所述上球铰上设有第一锚棒，所述上球铰的上方设有转台，所述转台与所述上球铰通过现浇混凝土固定连接。
16.进一步的，还包括承台，所述下球铰位于所述承台的上方，所述转台上方设有转盘，所述转盘上方用于设置桥墩，所述转盘与所述承台之间具有避让间隙。
17.进一步的，还包括垫石，所述垫石设置于承台的顶部，所述垫石顶部设有用于安装第二锚棒的安装孔，所述垫石与所述下球铰之间通过第二锚棒固定连接。
18.本公开第二方面提供了一种桥梁，包括所述的组合式桥梁逆向转体装置；
19.所述转体装置上方设有转体桥梁，所述转体桥梁的一端或两端固定有合拢段，相邻两个转体桥梁之间形成装配间隙，所述装配间隙内设有合拢装置。
20.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
21.本公开实施例提供的组合式桥梁逆向转体装置中第一转动部和第二转动部可拆卸连接，即第一转动部和第二转动部采用组合式结构，使第一转动部和第二转动部可拆分，方便更换和拆除。
22.通过第一转动部和第二转动部可拆卸连接，使转体装置预留了分块拆除更换的备用方案，桥梁逆向转动时，假如既有转体装置不满足转体要求，由于第一转动部和第二转动部可拆卸连接，可以方便更换第一转动部或第二转动部，或同时更换第一转动部和第二转动部，即，由于第一转动部和第二转动部可拆卸连接，可方便拆除既有转体装置，更换新的转体装置。
23.本实施例提前考虑了将来在桥梁退役拆除前能够平面回转的桥梁转体装置，即使有转体装置不满足转体要求，由于第一转动部和第二转动部可拆卸连接，可方便拆除既有转体装置，更换新的转体装置，从而将交通线上的桥梁逆向回转，不在原位拆除，进而转换为基本不影响桥下交通运营的异位拆除。由于桥梁退役拆除前能够平面回转，可以将桥梁的维护或拆除工作再次转化为施工位置，避免对交通的影响，缩短封闭时间。
附图说明
24.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
25.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本公开实施例所述组合式桥梁逆向转体装置的侧视结构示意图；
27.图2为本公开实施例所述组合式桥梁逆向转体装置的俯视结构示意图；
28.图3为本公开实施例所述组合式桥梁逆向转体装置的另一种实施方式的侧视结构示意图。
29.附图标记：1、上球铰；101、第一筋板；102、第二筋板；103、第三筋板；104、第四筋板；2、下球铰；3、销轴；4、摩擦板；5、第一锚棒；6、第二锚棒；7、连接螺杆；8、第二连接机构；9、转台；10、垫石；11、第一连接机构；12、转盘；13、滑道；14、撑脚；15、避让间隙；16、承台。
具体实施方式
30.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.结合图1、图2和图3所示，本公开实施例提供的组合式桥梁逆向转体装置包括转体装置；
33.转体装置包括转动连接的上球铰1和下球铰2，上球铰1的下端面具有凸球面，下球铰2的上端面具有凹球面，凸球面设置于凹球面内，凹球面内设有磨擦板，且磨擦板位于凹球面与凸球面之间，上球铰1 与下球铰2的中心设有相通的中心孔，中心孔设有销轴3，通过销轴3 与上球铰1和下球铰2的配合，使转体装置既具有桥梁正常转体使用功能，又具备桥梁拆除时逆向转体功能，一套装置，兼具两种使用功能。
34.其中，上球铰1和下球铰2中的至少一者包括可拆卸连接的第一转动部和第二转动部，第一转动部包括相互连接的第一球面部和第一连接部，第二转动部包括相互连接的第二球面部和第二连接部，第一连接部和第二连接部连接以使第一球面部和第二球面部形成上球铰1 的凸球面或所述下球铰2的凹球面。第一转动部和第二转动部可拆卸连接，即第一转动部和第二转动部采用组合式结构，使第一转动部和第二转动部可拆分，上下与桥梁本体、基础可采用螺栓连接，方便更换和拆除。
35.通过第一转动部和第二转动部可拆卸连接，使转体装置预留了分块拆除更换的备用方案，桥梁逆向转动时，假如既有转体装置不满足转体要求，由于第一转动部和第二转动部可拆卸连接，可以方便更换第一转动部或第二转动部，或同时更换第一转动部和第二转动部，即，由于第一转动部和第二转动部可拆卸连接，可方便拆除既有转体装置，更换新的转体装置。
36.本实施例提前考虑了将来在桥梁退役拆除前能够平面回转的桥梁转体装置，即使有转体装置不满足转体要求，由于第一转动部和第二转动部可拆卸连接，可方便拆除既有转体装置，更换新的转体装置，从而将交通线上的桥梁逆向回转，不在原位拆除，进而转换
为基本不影响桥下交通运营的异位拆除。由于桥梁退役拆除前能够平面回转，可以将桥梁的维护或拆除工作再次转化为施工位置，避免对交通的影响，缩短封闭时间。
37.本实施例中，磨擦板可以采用金属基自润滑材料摩擦板4组成摩擦副，耐腐蚀效果好，使用寿命长，可与桥梁同寿命，在使用中可实现免维护。
38.在一些具体的实施方式中，转台9上方设有转盘12，在更换转体装置时，可以通过多个千斤顶将转盘12抬高，使上球铰1和下球铰2 分离，由于上球铰1和下球铰2中的至少一者包括可拆卸连接的第一转动部和第二转动部，因此，上球铰1和下球铰2分离后，可以将上球铰1或下球铰2拆卸下来，换上新的上球铰1或下球铰2，方便更换。
39.在一些具体的实施方式中，上球铰1包括第一转动部和第二转动部，第一球面部包括第二筋板102，第一连接部包括第一筋板101，第一筋板101和第二筋板102固定连接，第二球面部包括第四筋板104，第二连接部包括第三筋板103，第三筋板103和第四筋板104固定连接。
40.第一转动部包括固定连接的第一筋板101和第二筋板102，第一筋板101和第二筋板102形成四分之一球形结构，第二转动部包括固定连接的第三筋板103和第四筋板104，第三筋板103和第四筋板104 形成四分之一球形结构；第一筋板101和第三筋板103通过第一连接机构11连接，第二筋板102和第四筋板104对称设置于第一筋板101 和第三筋板103的两侧，第二筋板102和第四筋板104朝向下球铰2 的端面形成凸球面。
41.第一筋板101和第三筋板103通过第一连接机构11连接，使上球铰1预留了分块拆除更换的备用方案，桥梁逆向转动时，假如既有转体装置中的上球铰1不满足转体要求，由于第一筋板101和第三筋板 103通过第一连接机构11可拆卸连接，可以将第一连接机构11拆开，将第一筋板101可第二筋板102分离使第一转动部和第二转动部分开，可以方便更换上球铰1的第一转动部或第二转动部，或同时更换上球铰1，可方便拆除既有上球铰1，更换新的上球铰1。第一连接机构11 可以包括螺栓，可以是是其他连接结构。
42.可选的，将上球铰1的凸球面抛光，放置在下球铰2的凹球面内，与下球铰2的凹球面金属基自润滑摩擦板4组成摩擦副，上球铰1的凹面内设有第一筋板101和第三筋板103，第一筋板101和第三筋板 103上分别设有螺栓孔，利用螺栓将第一筋板101和第三筋板103固定连接，从而将对称的第二筋板102和第四筋板104连成整体。第一筋板101、第二筋板102、第三筋板103和第四筋板104形成的凹面空格内填充混凝土，顶部用钢板封盖。上球铰1中部预留销孔，周围留有螺栓孔，利用第一锚棒5及固定螺栓固定在桥梁转台9上。上球铰1 顶部封板预先涂刷脱模剂后，开始桥梁转台9混凝土的浇筑。
43.在一些具体的实施方式中，下球铰2包括第一转动部和第二转动部，第一球面部包括第五筋板，第二球面部包括第六筋板，第五筋板和第六筋板对称设置，第五筋板和第六筋板朝向上球铰1的端面形成凹球面；第一连接部包括第一连接筋板，第一连接筋板设置在凹球面的外侧并与第五筋板固定连接，第二连接部包括第二连接筋板，第二连接筋板设置在凹球面的外侧并与第六筋板固定连接，第一连接筋板和第二连接筋板通过第二连接机构8连接。
44.换言之，第一转动部包括第五筋板，第二转动部包括第六筋板，第五筋板和第六筋板对称设置，第五筋板和第六筋板朝向上球铰1的端面形成凹球面；第一转动部还包括第一连接筋板，第一连接筋板设置在凹球面的外侧并与第五筋板固定连接，第二转动部还包括
第二连接筋板，第二连接筋板设置在凹球面的外侧并与第六筋板固定连接，第一连接筋板和第二连接筋板通过第二连接机构8连接。利用下球铰2 的凹球面外侧的第儿第二连接机构可以把对称的第五筋板和第六筋板连接成整体，中心预留销轴3安装孔。凹球面内开有镶嵌金属基自润滑摩擦板4的凹槽。第二连接机构8可以包括螺栓，可以是是其他连接结构。
45.下球铰2可以通过第二锚棒6及固定螺栓固定在垫石10上。销轴 3，穿过上球铰1及下球铰2中间销孔，销轴3安装在上球铰1和下球铰2之间，也就是上球铰1与下球铰2中心相通的中心孔，安装在上球铰1和下球铰2之间，起到固定上球铰1抵抗上球铰1传来的水平力的作用。
46.金属基自润滑摩擦板4与上球铰1的凸球面组成摩擦副，金属基自润滑摩擦板4分块采用螺栓固定在下球铰2凹球面上开设的凹槽内。
47.在一些具体的实施方式中，上球铰1上设有第一锚棒5，上球铰1 的上方设有转台9，转台9与上球铰1通过现浇混凝土固定连接。组合式桥梁逆向转体装置还包括垫石10，垫石10设置于承台16的顶部，垫石10顶部设有用于安装第二锚棒6的安装孔，垫石10与下球铰2 之间通过第二锚棒6固定连接。
48.可选的，锚棒与桥梁转台9浇筑成一体，锚棒内有内螺纹，螺栓穿过上球铰1周圈螺栓孔，拧紧，把上球铰1固定在桥梁转台9上。
49.可选的，锚棒安装在垫石10预留孔内，采用砂浆灌注孔内空隙，把锚棒固定在垫石10内，锚棒内有内螺纹，螺栓穿过下球铰2周圈螺栓孔，拧紧，把下球铰2固定在垫石10上。
50.连接螺杆7可以穿过上球铰1和下球铰2周边螺栓孔，把上球铰1 和下球铰2拧紧固定为一个整体，便于整体运输和安装。
51.第二连接机构8将下球铰2分为对称两块，下球铰2通过第二连接机构8连接成整体，第二连接机构8可以设置两套，并且对称布置布置在下球铰2的两侧。
52.转台9为连接上部转盘12与上球铰1的过渡结构，同时也是转体施工过程中张拉钢绞线预埋和缠绕结构，转体施工中，通过钢绞线拉动转台9，整个桥梁通过上球铰1在下球铰2内旋转。
53.支撑垫石10为转体装置的安装基座，可以与下承台16连为一体，内部预留第二锚棒6及固定螺栓安装孔，下球铰2通过第二锚棒6及固定螺栓固定在垫石10上，承受整个转体桥梁的重量。
54.第一连接机构11将上球铰1分为对称两块，通过第一连接机构11 连接成整体，第一连接机构11布置在上球铰1内部，连接螺栓外侧设置隔离框，隔离填充混凝土，以便连接螺栓安装及拆卸。
55.在一些具体的实施方式中，第一连接机构11外侧设有第一隔离件。第一隔离件可以是隔离框，隔离填充混凝土，防止混凝土覆盖第一连接机构11，以便连接螺栓安装及拆卸。
56.在一些具体的实施方式中，第二连接机构8外侧设有第二隔离件。第二隔离件可以是隔离框，隔离填充混凝土，防止混凝土覆盖第二连接机构8，以便连接螺栓安装及拆卸。
57.在一些具体的实施方式中，转体装置外侧设有防腐结构，防腐结构包裹转体装置。防腐结构包括涂敷在转体装置外的防腐材料层和包裹转体装置的防腐布，防腐布由防腐材料制成，可以将转体装置包裹，使转体装置内形成真空的密闭空间。桥梁转体到位后，在转
体装备外侧采用特殊防腐材料和方法，包覆整个转体装备，使得转体装备与桥梁等寿命。
58.在一些具体的实施方式中，还包括承台16，下球铰2位于承台16 的上方，转台9上方设有转盘12，转盘12的上方用于设置桥墩，转盘 12与承台16之间具有避让间隙15，换言之，后浇混凝土与转体装置之间具有避让间隙15，使转体装置与后浇混凝土不固结，从而为转体装置的维护提供空间，使将来在桥梁退役拆除前能够平面回转，从而将交通线上的桥梁逆向回转，不在原位拆除，即转换为基本不影响桥下交通运营的异位拆除。
59.该桥梁转体装置在桥梁转体施工完成之后，后浇混凝土与转体装置周围留出一定的空间，转体装置与后浇混凝土不固结。后浇混凝土与转体装置之间的空间留有人孔，人孔平时封闭，需要时打开，可方便检查人员进出空间检查维护。
60.在一些具体的实施方式中，转体装置中，还包括施加顺时针作用力的第一牵引单元和施加和逆时针作用力的第二牵引单元，桥梁在第一牵引单元的作用力的作用下从施工位点转至工作位点，完成桥梁拼接，同时，当桥梁需要维护或拆除时，可在第二牵引单元的作用力的作用下从工作位点转至施工位点，将转体桥的维护或拆除工作再次转化为岸上或近地面作业，避免对交通的影响，缩短封闭时间。撑脚14 设置于转盘12和承台16之间，滑道13设置于承台的顶部，环绕下球铰2设置。第一牵引单元或第二牵引单元通过牵引索向转盘12施加作用力时，撑脚14能在滑道13上滑动，上球铰1和下球铰2能够以销轴3为转动中心进行圆周转动。
61.本公开实施例提供的桥梁包括组合式桥梁逆向转体装置；转体装置上方设有转体桥梁，转体桥梁的一端或两端固定有合拢段，相邻两个转体桥梁之间形成装配间隙，装配间隙内设有合拢装置。合拢装置包括后浇混凝土，合拢装置还包括支撑牛腿、前横梁、后横梁、底模纵梁和模板等。
62.需要说明的是，在本文中，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。
63.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。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公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，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。