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。面对这种的情况,我们又是怎样实现桥梁的成功修建呢?
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。
它是在铁路两侧的适当的位置,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。
可是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?
其实解决问题的关键,就在于一种特殊的转动支撑系统——球铰支座
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。
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,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,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?
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。