2019年7月30日凌晨
经过90分钟惊心动魄的
空中“飞越”后
重达8万余吨超长转体双翼斜拉桥——
河北省保定市乐凯大街横跨京广铁路大桥
实现空中完美转体合龙
据央视网报道,为了让这座庞然大物旋转起来,在大桥建造过程中,采用了“黑科技”——在桥体基座的下面安装了一台直径6.5米,重92吨的“转动装置”,就是通过这个“超级轴承”使整座数万吨的桥梁旋转起来。
转体球铰示意图
桥梁转体施工的工作原理,就像挖掘机铲臂随意旋转一样,在桥台(单孔桥)或桥墩(多孔桥)上分别预制一个转动轴心,以转动轴心为界把桥梁分为上、下两部分,上部整体旋转,下部为固定墩台、基础,这样可根据现场实际情况,上部构造可在路堤上或河岸上预制,旋转角度也可根据地形随意旋转。
咱们通过青岛新机场转体桥的转体球铰的施工动画,先简单的了解一下大体的施工过程:
简易的施工步骤:
安装撑脚
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安装滑道
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安装上球铰
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安装下球铰
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上球铰试转
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转体球铰由上球铰、滑道、下球铰、销轴等部件组成,球铰是转动体系的核心,也是转体施工的关键结构,上下球铰的尺寸稍有不匹配,就会使得球铰完全卡住,无法转动,它的制作及安装精度要求极高。
球铰的生产非常严格。
在球铰的接触面,粗糙度的控制达到微米级,不允许有明显的加工刀痕存在。除了加工误差外,球铰的材料也非常重要,必须兼具抗压、抗摩擦强度与很低的摩擦系数。
正在吊装的转体球铰,图片来自双瑞特装
球铰采用高性能非金属复合材料、高精度球面加工技术,既能显著降低摩擦系数,又满足大承载力设计要求,解决了大吨位桥梁转体装置超大承载力、灵活转动的难题。
十多年前,中国工程上普遍使用的钢/混凝土转铰,由于材料特性,转动摩擦系数高达0.3,必须使用巨大吨位的绞盘机才能转得动。现在转体球铰已经形成系列化,能够适应不同承载力要求、墩底及墩顶等各种工况。
一旦球铰安装完成,大家就松了一口气,因为整个桥在建设过程中,就数球铰部分最为‘金贵’,容不得半点差池。比如咱们在文章一开始展示的青岛新机场转体桥的转体球铰的施工,项目负责人陈雪总工就把球铰比作人体的关节。
巨大圆形“雷达”叫球铰,就像人体的关节
如果要让球铰像人体的关节一样能够转动自如,需要上下球铰的相互配合,精心为这个“关节”进行了润滑。陈雪表示,他们为下球铰量身定做了近900个专业润滑片,每个润滑片都有唯一编号,确保为下球铰安装润滑片时能够“对号入座”,另外他们还在润滑片间填充了大量润滑剂,最大限度的减少球铰转动时的摩擦力。
下面了解一下RPC球铰,也叫:活性粉末混凝土——钢组合球铰!
(制图作者是中铁一院桥隧处的工程师团队)
这是因为球铰须经上下座板之间混凝土按照45o传力角扩散应力,而目前使用较多、等级较高的C55混凝土的容许抗压强度只13.4MPa。也就是说,在他们强大的外表下,有一颗抗压强度较低的普通混凝土心脏。
RPC球铰的内核是填充在钢壳内的“C120级RPC混凝土”,该类混凝土容许极限抗压强度可达120MPa,计算容许压应力为42MPa。
RPC球铰的体积比之前的钢球铰减小了40%左右,是名副其实的“塑身达人”。
重庆市快速路二横线西段项目
为何要转体施工?
(来源:直观学机械)