橋梁轉(zhuǎn)體施工
為適應(yīng)山區(qū)建橋,在20世紀(jì)70年代,我國進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(diǎn),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(jìn)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(jìn)行調(diào)整的主要依據(jù)。
進(jìn)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(diǎn),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(dòng),或者用千斤頂直接在上下盤間頂推轉(zhuǎn)動(dòng)。應(yīng)當(dāng)注意采用鋼索牽引時(shí),必須先用千斤頂直接頂推啟動(dòng)后,再用鋼索牽引轉(zhuǎn)動(dòng),防止沖擊過大,發(fā)生危險(xiǎn)。在轉(zhuǎn)體過程中,應(yīng)嚴(yán)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(shí),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(shí),應(yīng)適當(dāng)將轉(zhuǎn)盤固定,防止風(fēng)或其他因素產(chǎn)生位移。最后,進(jìn)行轉(zhuǎn)盤封固,即聯(lián)結(jié)上下盤鋼筋以及剪力加強(qiáng)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(gè)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(shí),首先根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)配置體系的平衡重,使轉(zhuǎn)動(dòng)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(xiàng)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(dāng)?shù)匦蔚葪l件適合時(shí),采用這種施工工藝會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)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(shí)拉索的水平角最小,產(chǎn)生的豎向分力也最小,因此這時(shí)索力最大,為保證豎轉(zhuǎn)順利脫架,需在提升所點(diǎn)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(yùn)至橋軸線上,在拱腳安裝轉(zhuǎn)動(dòng)鉸,利用扣索的牽引將結(jié)構(gòu)豎向旋轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)標(biāo)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(dòng)力裝置,索塔與錨固系統(tǒng)是保證豎轉(zhuǎn)質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(jià)??鐝捷^小時(shí)可采用插銷式,跨徑較大時(shí)可采用滾軸。拉索的牽引系統(tǒng)在跨徑較小時(shí)采用卷揚(yáng)機(jī)牽引,跨徑較大時(shí)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(shí),還要在適當(dāng)部位涂抹潤滑油以減小支座的摩擦阻力;加強(qiáng)扣索、地錨系統(tǒng)、纜風(fēng)索的設(shè)計(jì)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?yàn)檗D(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(qiáng)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(yáng)機(jī)等施工機(jī)械,防止起吊作業(yè)時(shí)出現(xiàn)卡纜和吊索跳動(dòng)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(dāng)跨越寬闊河流及橋位地形較平坦時(shí),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(jī)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(biāo)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(diǎn),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(jì)效益和社會效益。
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標(biāo)簽:平轉(zhuǎn)、橋梁、豎轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)體施工
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