橋梁轉體施工
2015-04-13
為適應山區(qū)建橋，在20世紀70年代，我國進行了橋梁轉體施工工藝的研究，并順利完成了第一座鋼筋混凝土箱形肋拱轉體施工實驗橋。其后，轉體施工得到了廣泛的推廣應用，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
橋梁轉體施工是利用橋梁結構本身及結構用鋼做施工設施，利用摩擦系數(shù)很小的滑道及合理的轉盤結構，以簡單的設備將在兩岸預制拼裝的龐大結構整體旋轉到位，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、施工階段結構輕型化的不斷深入、轉體施工工藝的日臻成熟，轉體施工也取得了較好的技術經(jīng)濟效益。
2平轉施工
2.1拱式結構的轉體施工
拱式結構的轉體施工中，扣索多選用單扣點，由于其扣索力基本接近于轉體階段拱的推力，拱肋內(nèi)力狀態(tài)良好，也易于控制?？鬯鲝埨旨夁M行，并分級觀測結構內(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，是判斷結構正常與否并進行調整的主要依據(jù)。
進行轉體之前，首先應該觀測并記錄上轉盤及結構各主要受力部位的裂縫、變形。其次，檢查轉體牽引系統(tǒng)的工具、錨具是否完好。最后拆除轉盤上、拱架各支撐點，清除轉體范圍內(nèi)障礙物，為轉體創(chuàng)造良好的空間環(huán)境。
轉體施工常采用鋼索牽引轉動，或者用千斤頂直接在上下盤間頂推轉動。應當注意采用鋼索牽引時，必須先用千斤頂直接頂推啟動后，再用鋼索牽引轉動，防止沖擊過大，發(fā)生危險。在轉體過程中，應嚴格控制轉速均勻，避免加速度導致的沖擊力過大。轉體接近合龍位置時，要緩慢減速，并由觀測人員精密觀測拱頂軸線，直至轉體順利就位。此時，應適當將轉盤固定，防止風或其他因素產(chǎn)生位移。最后，進行轉盤封固，即聯(lián)結上下盤鋼筋以及剪力加強設施，澆筑填封混凝土，使橋臺整體化。
2.2其他橋型的轉體施工
鋼架橋、斜拉橋等由于結構本身就是一個完整的懸臂結構，故無需另設扣索。采用轉體施工時，首先根據(jù)結構特點配置體系的平衡重，使轉動體系的中心在轉軸中心。轉體到位合龍后，再按施工程序完成其后的各項施工。這類橋梁的轉體施工，充分利用了結構本身作為施工設施，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豎轉施工
豎轉體系一般由起吊系統(tǒng)、索塔、平衡系統(tǒng)和旋轉支架組成，豎轉的拉索索力由于在轉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，為保證豎轉順利脫架，需在提升所點安置助推的千斤頂。
豎轉法施工工藝的流程：安裝旋轉支座―搭設拼裝支架、塔架，安裝扣索、平衡索―起吊安裝拱肋―豎轉對接―調整線形―焊接合龍。對于季節(jié)性河流或者河流水深較淺搭設支架不困難的河流，常采用搭設簡單支架組拼和現(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，在拱腳安裝轉動鉸，利用扣索的牽引將結構豎向旋轉至設計標高，跨中合龍完成安裝。
在施工工藝上，豎轉鉸的構造與安裝精度，索鞍與牽轉動力裝置，索塔與錨固系統(tǒng)是保證豎轉質量、轉動順利和安全的關鍵，國內(nèi)的拱橋大多為無鉸拱，豎轉鉸是臨時構造，所以在考慮滿足施工精度以及要求的基礎上，還應降低造價。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，轉體施工在保證旋轉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)、纜風索的設計施工，保證安全可靠且不會在轉體過程中被拉斷或者拔出；因為轉體工程中拱肋內(nèi)力隨豎轉角度不斷變化，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豎轉與平轉相結合的施工
對于山區(qū)的深谷高橋、兩岸陡峻預制場地狹窄的橋位，利用兩岸地形搭設簡單支架，采用平轉施工法具有優(yōu)越性。當跨越寬闊河流及橋位地形較平坦時，由于采用平轉施工難以有效利用地形，常采用豎轉與平轉相結合的施工方法。即通過豎轉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、道路兩側預制拼裝主、邊拱肋，然后用若干同步千斤頂，借助一系列輔助轉體機構，先豎轉再平轉或先平轉再豎轉使拱肋在橋軸線上合龍。豎轉和平轉相結合的施工方法不僅增加了轉體施工的應用范圍，而且標志著轉體施工的日益成熟。
5結束語
橋梁轉體施工具有結構合理、受力明確、節(jié)約施工用材、減少施工設備、不中斷交通、保證施工質量、提高作業(yè)效率等優(yōu)點，轉體施工法在橋梁建設中的大量推廣應用，必將在我國橋梁建設中取得更好的經(jīng)濟效益和社會效益。
