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上万吨的大桥是如何实现转体的(高科技转体施工技术)

上万吨的大桥是如何实现转体的(高科技转体施工技术)球铰其实解决问题的关键,就在于一种特殊的转动支撑系统——球铰,它由上转盘和下转盘构成,其中上转盘和轴心以及上部的桥梁相连,而下转盘固定在桥墩底部的基础上。它是在河流的两岸或适当的位置,使用简便的支架,先将半桥预制完成,然后在单孔桥的桥台或多孔桥的桥墩上,分别预制一个转动轴心,最后在转动轴心的旋转下,两个半桥转体就可转动到桥位轴线位置,进而合拢成桥。如此一来,障碍上空的作业就转化为岸上或近地面的作业,从而大大降低施工难度,并且避免了不必要的麻烦。半桥转体那么可能有人就想问了,轴心以及半桥的质量高达上千吨,我们是怎样稳定转动它们的呢?

桥梁,一般架设在江河湖海之上,然而随着现代交通体系的不断完善,我们所建设的桥梁,有时不得不经过一些铁路或者公路的上空。那么面对这样的情况,我们又是怎样实现桥梁成功修建的呢?

上万吨的大桥是如何实现转体的(高科技转体施工技术)(1)

面对这个问题,很多朋友的第一反应就是,让对应的铁路或者公路停运。如果所建造的桥梁,只影响一条铁路或者公路,那么这种办法或许还有实行的可能。

但鉴于如今的交通系统如此密集完善,这种情况绝对是不现实的,如果让公路、铁路停运,不但会让铁路或者道路产生巨大的经济损失,更会给当地居民的生活带来诸多不便。那我们又是如何解决这个问题的呢?

桥梁转体施工技术

其实早在上世纪40年代,人们便研制出了专门解决这种情况的架桥工艺——桥梁转体施工技术,这种工艺的原理就像挖掘机铲臂随意旋转一样。

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它是在河流的两岸或适当的位置,使用简便的支架,先将半桥预制完成,然后在单孔桥的桥台或多孔桥的桥墩上,分别预制一个转动轴心,最后在转动轴心的旋转下,两个半桥转体就可转动到桥位轴线位置,进而合拢成桥。如此一来,障碍上空的作业就转化为岸上或近地面的作业,从而大大降低施工难度,并且避免了不必要的麻烦。

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半桥转体

那么可能有人就想问了,轴心以及半桥的质量高达上千吨,我们是怎样稳定转动它们的呢?

千吨桥梁如何稳定转动

其实解决问题的关键,就在于一种特殊的转动支撑系统——球铰,它由上转盘和下转盘构成,其中上转盘和轴心以及上部的桥梁相连,而下转盘固定在桥墩底部的基础上。

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球铰

由物理公式f=摩擦系数xF可知,只要我们用千斤顶对下转盘所施加的拉力,大于下转盘转动时所受的摩擦力f,那么整个下转盘就可以转动起来。但是由于轴心和桥梁加起来的总重量过大,所以目前使用千斤顶是提供不了这么大的拉力的,那该怎么办呢?

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既然总重量F改变不了,那么我们就可以从摩擦系数下手,为了减少下转盘所受到的摩擦力f,工程人员在下转盘表面涂上了一层,叫做聚四氟乙烯的复合材料。

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聚四氟乙烯

这是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物,它除了拥有极低的摩擦系数,还拥有具有耐寒耐高温的特点,可在-180~260ºC长期使用,因此是充当润滑剂的绝佳材料。那么我们为什么将下转盘设置为球形而非平面呢?

为何要将下转盘设置为球形

这是因为相对于平面支座来说,球铰支座主要承载垂直面负荷,所以不产生位移,同时球铰支座在上下拉扯时抗水平性好,不容易脱节、脱落,这样一来就能够保证桥梁在旋转过程中可以保持稳定。

自出现以来,桥梁转体施工技术因为大大减少了桥梁建设对地面交通的影响,在全世界得到了广泛应用。

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转体技术的成功应用

2019年,我国在河北省保定市修建的乐凯大桥,就是转体斜拉桥。在该桥主桥施工过程中,我国采用了国际领先的子母塔双转体施工技术,其中子塔转体一侧的桥梁长度204米、重3.5万吨,母塔转体一侧的桥梁长度263.6米 重4.6万吨。

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而为了能让桥梁平稳上升到指定高度,施工团队在母桥桥体基座下面,特别安装了一台直径6.5米、重92吨的转体球铰。

2019年7月30日凌晨,经过90分钟转体施工这座重达8万余吨的超长双翼斜拉桥“飞越”京广铁路21股道线上空,实现完美转体合龙。

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资料显示,已竣工的乐凯大桥,总长495米、桥面宽39.7米、总重量8.1万吨,由北向南跨越京广铁路大动脉的21条轨道路线,成功刷新世界建桥史上转体重量、转体跨度以及球面平铰直径长度3项纪录。

相信在未来,转体施工技术,还会在我国桥梁建设的路程中发挥出更大的作用。

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