[发明专利]一种用于桥梁转体施工的PBL钢管混凝土球铰结构

说明书

本发明涉及桥梁结构转体施工技术领域，尤其涉及一种用于桥梁转体施工的PBL钢管混凝土球铰结构，包括球铰上部和球铰下部，所述上球铰连接于上转盘底部；所述上转盘的侧面设有竖向PBL加劲肋，所述竖向加劲肋与桥墩连接；所述上转盘内部设有环向PBL加劲肋；所述上球铰与下球铰配合；所述上转盘与环向加劲肋之间设有牵引索。本发明一种用于桥梁转体施工的PBL钢管混凝土球铰结构通过设置环向PBL加劲肋来加强混凝土与钢管内壁的连接，还能为牵引索提供一个合理的着力点，牵引索绑在上转盘内法兰盘式环向PBL加劲肋上能够借助钢管内部混凝土与纵向PBL加劲肋充分连接的特点，使整个上转盘的混凝土与钢管两部分共同受力，实现转动功能。

技术领域

本发明涉及桥梁结构转体施工技术领域，具体为一种用于桥梁转体施工的 PBL钢管混凝土球铰结构。

背景技术

桥梁转体技术最早开始应用于拱桥的施工，随着我国铁路、公路的快速发展，由于转体施工可以避免对桥下交通的干扰和影响，跨越既有线路的桥梁将越来越多，跨越既有线路桥梁的设计及施工成为我国桥梁工程中被普遍关注的问题。近年来,采用平面转体施工方法的桥梁日益增多，特别是跨越运营铁路的立交桥，出于对铁路安全影响和运营干扰的考虑，铁路管理部门大多都提出了采用转体或顶推施工的要求。当桥梁跨越交通繁忙的道路时，采用转体施工可以避免封闭或者改移道路,或由于搭设防护棚架影响车辆的行驶速度和车流量, 往往选择转体施工方案更为安全和经济。

球铰是桥梁转体时采用的特殊装置，是转体结构的支撑体系和转动体系的合体。桥梁转体经历了由混凝土球铰到钢球铰的发展过程，由于钢球铰采用数控机床加工球铰曲面，加工精度高，其承载能力及转动摩擦阻力都优于混凝土球铰，工程中得以应用。现有的钢球铰结构为两个上下放置的弧形配合的钢制球面，配以加固的结构，需要通过现场施工将钢球铰的上下部通过混凝土与转体构件和转体基础浇筑在一起。浇筑前的准备和浇筑后的养护都要耗费大量时间,且严重受制于现场的天气、场地等施工条件。

在现场安装过程中为了增大球铰的承载力，会在球铰支撑座中安装钢筋或者其他加固部件，然后浇筑混凝土，增大了现场施工的难度，现场绑扎钢筋以及浇筑混凝土的方式受到现场条件的限制，使得工程质量不易保证。

通常，现场浇筑的钢混结构的强度要大大低于预制钢混部件的强度。由于受到球铰下方混凝土承载力以及滑块承载力的限制，普通钢球铰尺寸通常较大，而尺寸越大其球面的加工精度越难保证，这就造成了球铰加工过程复杂,技术含量高,对生产厂家的设备能力和综合技术能力提出了很高的要求。同时也增大了运输和现场安装的难度。

常用的混凝土球铰需要配大量的预应力钢筋来达到需要的承载力，但是配过多的预应力束可能会发生局部压坏以及预应力损失较大的情况。以上问题都制约和影响了转体技术在桥梁设计施工中的进一步推广和应用。

另一方面，普通球铰的上下转盘均为浇筑的混凝土结构，而且会通过加预应力钢筋的方式提高转盘的承载力，实现转动功能，但是在混凝土转盘中加预应力不但操作难度较大，而且会产生较大的的预应力损失，并且在浇筑混凝土球铰时需要大量的模具，容易造成材料的浪费，不经济。

钢管混凝土结构虽然凭借其力学性能优异、施工便捷和造型美观，在桥梁工程中得到了广泛的应用，但这种结构仍然存在一些缺点，一是钢管混凝土结构的套箍效应可靠性问题，钢管混凝土结构一般先架设钢管作为支架受力，后进行钢管内混凝土的填充，混凝土填充质量控制得再好，受收缩徐变、日照温差等的影响，钢管混凝土界面黏结应力容易被克服而脱黏，即为钢－混界面脱黏和剪切滑移。当钢管混凝土受压构件核心混凝土截面脱空率大于2％时，构件的承载力降低达20％，钢管对核心混凝土的套箍作用就会失效。二是由于钢管混凝土脱空的问题，导致荷载无法传递至管内混凝土，从而出现钢管混凝土传力可靠性差的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于桥梁转体施工的PBL钢管混凝土球铰结构。

本发明是通过以下技术方案来实现：