橋梁轉(zhuǎn)體施工
2015-04-13
為適應(yīng)山區(qū)建橋，在20世紀70年代，我國進行了橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝的研究，并順利完成了第一座鋼筋混凝土箱形肋拱轉(zhuǎn)體施工實驗橋。其后，轉(zhuǎn)體施工得到了廣泛的推廣應(yīng)用，解決了在山區(qū)河道以及谷深流急地區(qū)建橋的難題，是橋梁施工方法上的一座里程碑。
1概述
橋梁轉(zhuǎn)體施工是利用橋梁結(jié)構(gòu)本身及結(jié)構(gòu)用鋼做施工設(shè)施，利用摩擦系數(shù)很小的滑道及合理的轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，以簡單的設(shè)備將在兩岸預(yù)制拼裝的龐大結(jié)構(gòu)整體旋轉(zhuǎn)到位，安裝合龍。這種施工方法可以將在障礙上空的作業(yè)轉(zhuǎn)化為岸上或近地面的作業(yè)，降低了施工難度，而且隨著新材料的發(fā)展、施工階段結(jié)構(gòu)輕型化的不斷深入、轉(zhuǎn)體施工工藝的日臻成熟，轉(zhuǎn)體施工也取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效益。
2平轉(zhuǎn)施工
2.1拱式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)體施工
拱式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)體施工中，扣索多選用單扣點，由于其扣索力基本接近于轉(zhuǎn)體階段拱的推力，拱肋內(nèi)力狀態(tài)良好，也易于控制?？鬯鲝埨旨夁M行，并分級觀測結(jié)構(gòu)內(nèi)力和撓度，直至拱肋脫架。觀測的扣索力與拱肋的幾何變形，是判斷結(jié)構(gòu)正常與否并進行調(diào)整的主要依據(jù)。
進行轉(zhuǎn)體之前，首先應(yīng)該觀測并記錄上轉(zhuǎn)盤及結(jié)構(gòu)各主要受力部位的裂縫、變形。其次，檢查轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)的工具、錨具是否完好。最后拆除轉(zhuǎn)盤上、拱架各支撐點，清除轉(zhuǎn)體范圍內(nèi)障礙物，為轉(zhuǎn)體創(chuàng)造良好的空間環(huán)境。
轉(zhuǎn)體施工常采用鋼索牽引轉(zhuǎn)動，或者用千斤頂直接在上下盤間頂推轉(zhuǎn)動。應(yīng)當注意采用鋼索牽引時，必須先用千斤頂直接頂推啟動后，再用鋼索牽引轉(zhuǎn)動，防止沖擊過大，發(fā)生危險。在轉(zhuǎn)體過程中，應(yīng)嚴格控制轉(zhuǎn)速均勻，避免加速度導(dǎo)致的沖擊力過大。轉(zhuǎn)體接近合龍位置時，要緩慢減速，并由觀測人員精密觀測拱頂軸線，直至轉(zhuǎn)體順利就位。此時，應(yīng)適當將轉(zhuǎn)盤固定，防止風(fēng)或其他因素產(chǎn)生位移。最后，進行轉(zhuǎn)盤封固，即聯(lián)結(jié)上下盤鋼筋以及剪力加強設(shè)施，澆筑填封混凝土，使橋臺整體化。
2.2其他橋型的轉(zhuǎn)體施工
鋼架橋、斜拉橋等由于結(jié)構(gòu)本身就是一個完整的懸臂結(jié)構(gòu)，故無需另設(shè)扣索。采用轉(zhuǎn)體施工時，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)特點配置體系的平衡重，使轉(zhuǎn)動體系的中心在轉(zhuǎn)軸中心。轉(zhuǎn)體到位合龍后，再按施工程序完成其后的各項施工。這類橋梁的轉(zhuǎn)體施工，充分利用了結(jié)構(gòu)本身作為施工設(shè)施，當?shù)匦蔚葪l件適合時，采用這種施工工藝會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。
3豎轉(zhuǎn)施工
豎轉(zhuǎn)體系一般由起吊系統(tǒng)、索塔、平衡系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)支架組成，豎轉(zhuǎn)的拉索索力由于在轉(zhuǎn)體脫架時拉索的水平角最小，產(chǎn)生的豎向分力也最小，因此這時索力最大，為保證豎轉(zhuǎn)順利脫架，需在提升所點安置助推的千斤頂。
豎轉(zhuǎn)法施工工藝的流程：安裝旋轉(zhuǎn)支座―搭設(shè)拼裝支架、塔架，安裝扣索、平衡索―起吊安裝拱肋―豎轉(zhuǎn)對接―調(diào)整線形―焊接合龍。對于季節(jié)性河流或者河流水深較淺搭設(shè)支架不困難的河流，常采用搭設(shè)簡單支架組拼和現(xiàn)澆拱肋；而對于通航河流，可采用工廠制造，浮船浮運至橋軸線上，在拱腳安裝轉(zhuǎn)動鉸，利用扣索的牽引將結(jié)構(gòu)豎向旋轉(zhuǎn)至設(shè)計標高，跨中合龍完成安裝。
在施工工藝上，豎轉(zhuǎn)鉸的構(gòu)造與安裝精度，索鞍與牽轉(zhuǎn)動力裝置，索塔與錨固系統(tǒng)是保證豎轉(zhuǎn)質(zhì)量、轉(zhuǎn)動順利和安全的關(guān)鍵，國內(nèi)的拱橋大多為無鉸拱，豎轉(zhuǎn)鉸是臨時構(gòu)造，所以在考慮滿足施工精度以及要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)降低造價。跨徑較小時可采用插銷式，跨徑較大時可采用滾軸。拉索的牽引系統(tǒng)在跨徑較小時采用卷揚機牽引，跨徑較大時可采用千斤頂液壓同步系統(tǒng)。
另外，轉(zhuǎn)體施工在保證旋轉(zhuǎn)支座制作安裝精度滿足要求的同時，還要在適當部位涂抹潤滑油以減小支座的摩擦阻力；加強扣索、地錨系統(tǒng)、纜風(fēng)索的設(shè)計施工，保證安全可靠且不會在轉(zhuǎn)體過程中被拉斷或者拔出；因為轉(zhuǎn)體工程中拱肋內(nèi)力隨豎轉(zhuǎn)角度不斷變化，因此要求拱肋具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性；索塔要因地制宜選用合適的形式、材料，索塔高水平角大，脫架提升力相對小，但是索塔受力也大，材料也多；合理選用卷揚機等施工機械，防止起吊作業(yè)時出現(xiàn)卡纜和吊索跳動等現(xiàn)象。
4豎轉(zhuǎn)與平轉(zhuǎn)相結(jié)合的施工
對于山區(qū)的深谷高橋、兩岸陡峻預(yù)制場地狹窄的橋位，利用兩岸地形搭設(shè)簡單支架，采用平轉(zhuǎn)施工法具有優(yōu)越性。當跨越寬闊河流及橋位地形較平坦時，由于采用平轉(zhuǎn)施工難以有效利用地形，常采用豎轉(zhuǎn)與平轉(zhuǎn)相結(jié)合的施工方法。即通過豎轉(zhuǎn)將組拼拱肋的高空作業(yè)變?yōu)樵诘桶Ъ苌掀囱b拱肋的低空作業(yè)，通過平轉(zhuǎn)完成障礙物的跨越。這種方法主要是拱橋在航道、峽谷、道路兩側(cè)預(yù)制拼裝主、邊拱肋，然后用若干同步千斤頂，借助一系列輔助轉(zhuǎn)體機構(gòu)，先豎轉(zhuǎn)再平轉(zhuǎn)或先平轉(zhuǎn)再豎轉(zhuǎn)使拱肋在橋軸線上合龍。豎轉(zhuǎn)和平轉(zhuǎn)相結(jié)合的施工方法不僅增加了轉(zhuǎn)體施工的應(yīng)用范圍，而且標志著轉(zhuǎn)體施工的日益成熟。
5結(jié)束語
橋梁轉(zhuǎn)體施工具有結(jié)構(gòu)合理、受力明確、節(jié)約施工用材、減少施工設(shè)備、不中斷交通、保證施工質(zhì)量、提高作業(yè)效率等優(yōu)點，轉(zhuǎn)體施工法在橋梁建設(shè)中的大量推廣應(yīng)用，必將在我國橋梁建設(shè)中取得更好的經(jīng)濟效益和社會效益。
