2019年7月30日凌晨
經(jīng)過90分鐘驚心動魄的
空中“飛越”后
重達(dá)8萬余噸超長轉(zhuǎn)體雙翼斜拉橋——
河北省保定市樂凱大街橫跨京廣鐵路大橋
實(shí)現(xiàn)空中完美轉(zhuǎn)體合龍

轉(zhuǎn)體重量、轉(zhuǎn)體跨度、轉(zhuǎn)鉸直徑的紀(jì)錄

據(jù)央視網(wǎng)報道,為了讓這座龐然大物旋轉(zhuǎn)起來,在大橋建造過程中,采用了“黑科技”——在橋體基座的下面安裝了一臺直徑6.5米,重92噸的“轉(zhuǎn)動裝置”,就是通過這個“超級軸承”使整座數(shù)萬噸的橋梁旋轉(zhuǎn)起來。
轉(zhuǎn)體球鉸示意圖
橋梁轉(zhuǎn)體施工的工作原理,就像挖掘機(jī)鏟臂隨意旋轉(zhuǎn)一樣,在橋臺(單孔橋)或橋墩(多孔橋)上分別預(yù)制一個轉(zhuǎn)動軸心,以轉(zhuǎn)動軸心為界把橋梁分為上、下兩部分,上部整體旋轉(zhuǎn),下部為固定墩臺、基礎(chǔ),這樣可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,上部構(gòu)造可在路堤上或河岸上預(yù)制,旋轉(zhuǎn)角度也可根據(jù)地形隨意旋轉(zhuǎn)。

咱們通過青島新機(jī)場轉(zhuǎn)體橋的轉(zhuǎn)體球鉸的施工動畫,先簡單的了解一下大體的施工過程:
簡易的施工步驟:
安裝撐腳
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安裝滑道
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安裝上球鉸
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安裝下球鉸
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上球鉸試轉(zhuǎn)
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轉(zhuǎn)體球鉸由上球鉸、滑道、下球鉸、銷軸等部件組成,球鉸是轉(zhuǎn)動體系的核心,也是轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),上下球鉸的尺寸稍有不匹配,就會使得球鉸完全卡住,無法轉(zhuǎn)動,它的制作及安裝精度要求極高。
球鉸的生產(chǎn)非常嚴(yán)格。
在球鉸的接觸面,粗糙度的控制達(dá)到微米級,不允許有明顯的加工刀痕存在。除了加工誤差外,球鉸的材料也非常重要,必須兼具抗壓、抗摩擦強(qiáng)度與很低的摩擦系數(shù)。
正在吊裝的轉(zhuǎn)體球鉸,圖片來自雙瑞特裝
球鉸采用高性能非金屬復(fù)合材料、高精度球面加工技術(shù),既能顯著降低摩擦系數(shù),又滿足大承載力設(shè)計要求,解決了大噸位橋梁轉(zhuǎn)體裝置超大承載力、靈活轉(zhuǎn)動的難題。
十多年前,中國工程上普遍使用的鋼/混凝土轉(zhuǎn)鉸,由于材料特性,轉(zhuǎn)動摩擦系數(shù)高達(dá)0.3,必須使用巨大噸位的絞盤機(jī)才能轉(zhuǎn)得動,F(xiàn)在轉(zhuǎn)體球鉸已經(jīng)形成系列化,能夠適應(yīng)不同承載力要求、墩底及墩頂?shù)雀鞣N工況。
一旦球鉸安裝完成,大家就松了一口氣,因?yàn)檎麄橋在建設(shè)過程中,就數(shù)球鉸部分最為‘金貴’,容不得半點(diǎn)差池。比如咱們在文章一開始展示的青島新機(jī)場轉(zhuǎn)體橋的轉(zhuǎn)體球鉸的施工,項目負(fù)責(zé)人陳雪總工就把球鉸比作人體的關(guān)節(jié)。

巨大圓形“雷達(dá)”叫球鉸,就像人體的關(guān)節(jié)
如果要讓球鉸像人體的關(guān)節(jié)一樣能夠轉(zhuǎn)動自如,需要上下球鉸的相互配合,精心為這個“關(guān)節(jié)”進(jìn)行了潤滑。陳雪表示,他們為下球鉸量身定做了近900個專業(yè)潤滑片,每個潤滑片都有唯一編號,確保為下球鉸安裝潤滑片時能夠“對號入座”,另外他們還在潤滑片間填充了大量潤滑劑,最大限度的減少球鉸轉(zhuǎn)動時的摩擦力。
下面了解一下RPC球鉸,也叫:活性粉末混凝土——鋼組合球鉸!

(制圖作者是中鐵一院橋隧處的工程師團(tuán)隊)
以前用的鋼球鉸屬于“強(qiáng)壯型”選手,體積較大:

這是因?yàn)榍蜚q須經(jīng)上下座板之間混凝土按照45o傳力角擴(kuò)散應(yīng)力,而目前使用較多、等級較高的C55混凝土的容許抗壓強(qiáng)度只13.4MPa。也就是說,在他們強(qiáng)大的外表下,有一顆抗壓強(qiáng)度較低的普通混凝土心臟。

RPC球鉸的內(nèi)核是填充在鋼殼內(nèi)的“C120級RPC混凝土”,該類混凝土容許極限抗壓強(qiáng)度可達(dá)120MPa,計算容許壓應(yīng)力為42MPa。
RPC球鉸的體積比之前的鋼球鉸減小了40%左右,是名副其實(shí)的“塑身達(dá)人”。
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為何要轉(zhuǎn)體施工?
渭井上線、下線、蔡歌聯(lián)絡(luò)線三條繁忙的鐵路線轉(zhuǎn)體橋與鐵路線外側(cè)最短距離僅2.9米世界首例 五橋共跳“芭蕾轉(zhuǎn)體”
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(來源:直觀學(xué)機(jī)械)