[发明专利]一种使用齿轮驱动转体桥梁转动的转体系统及施工方法

说明书

本发明涉及一种使用齿轮驱动转体桥梁转动的转体系统及施工方法，包括上承台、下承台、上球铰、下球铰、齿轮动力装置，齿轮动力装置带动转体结构转动。施工步骤包括：浇筑下承台混凝土及安装滑道；安装下球铰；安装上球铰；安装撑脚；浇筑上承台混凝土桥墩或桥塔施工；桥墩或桥塔施工主梁施工；主梁施工布置齿轮动力装置；布置齿轮动力装置启动齿轮传动装置；启动齿轮传动装置加速转动转体结构；加速转动转体结构减速转动转体结构；减速转动转体结构拆卸齿轮动力装置；拆卸齿轮动力装置；封筑承台。本发明通过设计一种使用齿轮带动转体桥墩转动的结构构造，克服传统转体桥梁牵引方式的弊端，有助于促进转体施工方法的应用与推广。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体是指一种使用齿轮驱动转体桥梁转动的转体系统及施工方法。

背景技术

随着我国经济高速增长，现有的道路交通网越来越不能满足日益增多的汽车以及铁路通行的需要，需要扩大现有的交通网的建设。在交通网的扩建过程中频繁出现准备施工的道路与已存在道路交叉的情况，在这种环境下进行桥梁施工时，一方面现有交通会减缓桥梁的施工进度，另一方面桥梁施工会对现有交通制造安全隐患，为了避免施工时对已有线路的干扰，转体施工法成为了此类工程的首选方法。

转体施工控制中的关键因素，如桥梁的线形、应力、不平衡力矩和转动体系的受力情况对转体桥梁的安全性和稳定性有着决定性的影响，对这些关键因素进行控制能够使得相关桥梁转体施工平稳进行。而转体施工过程中选择合理的牵引方式对转体桥梁的安全性和稳定性有着决定性的作用。目前转体施工中常见的牵引方式包括以下两种：一种是使用千斤顶牵引转体系统转动，通过计算机技术来同步控制千斤顶顶推，一般应用于大吨位桥梁转体施工；另一种是采用人工单点同步牵引转体系统转动，适用于小吨位桥梁转体施工。

但是，传统转体桥梁施工方法采用的牵引方式存在着一些问题，如牵引钢绞线在牵引启动之前处于松弛阶段，在启动时存在钢绞线伸长、紧绷的过程，这往往会引起牵引力滞后，进而影响桥梁转体结构的平衡；若采用人工单点同步牵引转体系统转动的方式，由于不同的人的反应时间不同，同一个人每一次操作动作也不能完全保持一致，可能会严重影响桥梁转体就位的精确程度。

此外，为对转体结构施加足够的启动弯矩，传统牵引系统的牵引位置往往需要设置在离球铰中心较远的位置，以此增加转动半径，因而对下承台的尺寸大小有一定的要求。下承台尺寸的增大导致桥梁圬工总量的增加，进而增加了施工成本。为克服传统转体桥梁牵引方式的弊端，有必要开发一种更安全可靠的转体桥梁牵引方式。

发明内容

本发明的目的是解决背景技术中提到的问题，提供一种使用齿轮驱动转体桥梁转动的转体系统及施工方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种使用齿轮驱动转体桥梁转动的转体系统，包括上承台、下承台、上球铰、下球铰、齿轮动力装置，所述下承台顶部设置滑道，所述上承台底部设置撑脚，所述齿轮动力装置由电机、输出轴、主动齿轮组成，所述上球铰外围设置钢齿，所述主动齿轮与上球铰外围钢齿相啮合，所述齿轮动力装置带动转体系统转动。

作为一种优选方案，所述齿轮传动装置通过启动电机带动输出轴转动，所述输出轴带动主动齿轮转动，所述主动齿轮传动至上球铰外围钢齿以驱动转体系统转动，所述齿轮传动装置通过电机调节转体系统转速。

作为一种优选方案，所述齿轮传动装置每间隔45°或60°或90°布置一道，所述齿轮动动装置布置在输出轴距离上球铰外侧50cm-100cm的圆周上。

作为一种优选方案，所述主动齿轮半径为50cm-120cm，所述主动齿轮厚度为10cm-30cm。

作为一种优选方案，所述撑脚由两根并排的钢管组成，所述钢管通过两片连接平垫板连接，所述撑脚底部设置走板，所述走板为节段环形状垫板，所述走板沿环向两端翘起10°-15°，所述撑脚与滑道相互接触以平衡转体系统。