[发明专利]一种超高性能混凝土球铰的制作方法

说明书

本发明涉及一种超高性能混凝土球铰的制作方法，属于土木建筑工程领域。桥梁转体施工中普遍需要订制钢球铰，而大直径的钢球铰组件的制造、运输和安装都存在诸多难点，费用居高不下。本发明提供了一种采用超高性能混凝土UHPC现场制作球铰的方法，UHPC内掺有纤维，本发明提出的方案使下球铰上表面的纤维分层定向排列，提高了球铰承载力。本发明中的制作方法节约钢材，施工单位在工地现场即可自行完成球铰的制作，省去了球铰的运输费，减少了球铰制作成本，技术要求低，造价低廉。

技术领域

本发明属于土木建筑工程技术领域，具体地涉及一种超高性能混凝土球铰的制作方法。

背景技术

近年来，现代化的快速交通体系得到迅速发展，高速铁路及客运线专线、高速公路处于大规模兴建阶段。随着高速铁路、公路的建设，相继涌现出一大批穿越深沟峡谷、跨越铁路及高速公路的大型桥梁。此类桥梁由于受施工环境及交通因素的制约，采用常规施工方法难度很大。桥梁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。桥梁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。

桥梁转体施工分为水平转体和竖向转体，有时同一工程中的转体施工，既有水平转体也有竖向转体，总的来看，水平转体的应用相对较多。转体铰作为转体施工中转动机构的核心部件，是转体施工能否成功的关键，也是决定转体施工精度的关键。

目前，水平转体施工中采用的转体铰按几何形式分为平铰和球铰。平铰承载能力较大、摩擦系数较小、稳定性较好，但采用平铰难以进行转动体的平衡调整，转动过程中对定位和平衡配重要求高，施工要求较高；球铰在目前转体施工中应用较多，具有承载能力较大、摩擦系数较小、可自动定心调整、稳定性较好等优点。水平转体施工中采用的转体铰按材料又分为混凝土铰、钢铰两种。混凝土铰因其承载力小、摩擦系数大、稳定性差、易开裂、施工要求高等诸多缺点，无法在大跨度、大吨位桥梁结构的转体施工中应用，只适用于转体总重小于5000吨的小型转体施工。转体钢球铰主要由球半径配合的凸凹球面板构成，球面板由筋板加强。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，而得到较多的工程应用。由于受到钢球铰下方混凝土承载力以及滑块承载力的限制，钢球铰通常尺寸较大，一般转体重量在2万吨以下时，球铰直径在3m左右，当转体重量达到4万吨时，球铰直径达到6m以上。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，特别是下球铰下方混凝土浇筑过程中极易憋气浇筑不密实。

另一方面，钢球铰的下球铰的球面上需要安装圆形非金属的滑板，通常滑板呈零散的形状镶嵌在球面上，这种镶嵌的固定滑板方式并不可靠。且滑块与滑块之间具有较大的间隙，使得滑板与上球铰之间接触面积较小，摩擦力大，使球铰转动的可靠性降低。同时，为填补滑板间的空隙需要使用更多的润滑脂，且球铰的承载力受滑板承载力的影响很大。

因此，这种桥梁转体施工中的球铰困境急需改变。

发明内容