橋梁工程的轉體施工技術(shù)研究論文
0引言
橋梁工程在近幾年得到了迅速的發(fā)展，隨著(zhù)橋梁跨徑的不斷增加，施工方法也越來(lái)越多樣化和先進(jìn)化。橋梁轉體施工作為一種較為先進(jìn)的施工技術(shù)，目前在橋梁工程中得到了廣泛的應用。轉體施工比較適合應用于跨越深谷急流或難以吊裝的特殊區域，這種施工方法具有吊裝費用低、施工安全可靠，以及整體性好等優(yōu)勢。
1轉體施工的優(yōu)點(diǎn)
在某種特殊的地理環(huán)境下，橋梁轉體施工技術(shù)的應用效果比較明顯。轉體施工可以利用橋梁結構本身作為轉動(dòng)體系，利用結構本身及鋼構件作為施工設備，不僅可以減少搭訕支撐的工序和成本，也大幅減少了鋼管等周轉性材料的使用，使施工成本得到了有效控制；在施工方面，將傳統的橋梁高空作業(yè)和水上作業(yè)，轉變?yōu)榘哆呹懧纷鳂I(yè)，不僅使施工場(chǎng)地和施工環(huán)境得到了保證，也有效避免了高空作業(yè)的危險性；在交通方面，很多橋梁施工位于通航河道或車(chē)輛頻繁的跨線(xiàn)立交橋，轉體施工不會(huì )對橋下交通造成影響，而且在主要構件合龍后，也方便后序施工；另外，在機構使用方面，轉體橋梁所使用的機械設備較為簡(jiǎn)單，對橋梁的線(xiàn)形和外觀(guān)質(zhì)量也能夠進(jìn)行很好的控制。
2橋梁轉體施工的方法
2.1豎轉施工法
豎轉施工法是指將橋體從跨中分成兩等段，在橋軸方向設置支架等預制部件。在待轉橋體的岸端設鉸，并將提升系統臨時(shí)架設于橋臺或臺后，利用卷?yè)P機來(lái)進(jìn)行索引提升，使橋體能夠豎向轉體到合攏位置，然后在合攏處封固混凝土，完成豎轉體施工。豎轉施工法常見(jiàn)于肋拱橋工程中，比如搭設簡(jiǎn)單支架組拼或現澆拱肋中。這種施工方法適合應用于季節性河流或者河流水深較淺，搭設支架較容易的河流當中。對于通航的河道，可采用浮船浮運至橋軸線(xiàn)上，將轉動(dòng)鉸安裝在拱腳，利用扣索來(lái)進(jìn)行牽引，使結構豎向轉體到設計位置，實(shí)現合龍。豎轉施工的轉換體系通常由牽引系統、拉索、索塔所組成。豎轉施工時(shí)拉索索力在脫架時(shí)最大。豎轉施工時(shí)，應該對豎轉體系進(jìn)行合理安排。不僅索塔和支架要足夠高，水平交角也應該足最夠大，但索塔、拼裝支架受力也較大，材料用量較少。在豎向轉體過(guò)程中，需要考慮的關(guān)鍵性問(wèn)題就是索塔的受力和拱助的受力問(wèn)題，尤其是風(fēng)力的作用；在施工工藝方面，要求控制好豎轉鉸的構造和安裝精度，控制好索鞍與牽轉動(dòng)力裝置，還有索塔和錨固系統的質(zhì)量。目前我國國內拱橋，大多采用為無(wú)鉸拱形式，豎轉鉸大多為臨時(shí)性的施工組件。豎轉鉸結構與精度的控制要結合施工實(shí)際和造價(jià)要求。對于跨徑較小的轉體橋梁施工，可以采用插銷(xiāo)式的豎轉鉸，而跨徑較大時(shí)，則應該采用滾軸。而對于索引系統來(lái)說(shuō)，如果橋梁的跨徑較小，可以選擇卷?yè)P機來(lái)作為牽引設備。當跨徑較大時(shí)，可采用牽引力較大的液壓千斤頂作為索引設備。
2.2平轉施工法
平轉施工法是指在橋位外，橫向利用兩側地形搭設支架。并在橋墩底部設置轉動(dòng)體系，利用張拉錨扣體系實(shí)現重力平衡，采用適當的索引設備將橋體平轉到合龍位置。然后澆筑合龍段混凝土，封固轉盤(pán)。轉體施工應用于拱橋時(shí)，通常選擇單扣點(diǎn)�？鬯髁εc轉體時(shí)的拱推力基本保持一致，拱肋內力狀態(tài)也較好，很容易進(jìn)行控制�？鬯鲝埨瓚摲旨夁M(jìn)行，同時(shí)還需要對結構內力的撓度進(jìn)行觀(guān)測，直到拱肋脫架。在轉體施工之前需要做好各項檢查工作，尤其是轉盤(pán)與結構等主要受力部位的可靠性，以及索引系統的安全性。另外，轉體施工之前，還需要將轉盤(pán)和拱架上的支撐點(diǎn)拆除，將轉體范圍內的.障礙物清除，以保證轉體的順利進(jìn)行。常用的轉體施工工藝為鋼索索引。也可以采用千斤頂頂推的方法來(lái)實(shí)現轉體，但必須對轉速的均勻性進(jìn)行控制。當轉體與合龍位置接近時(shí)，應該先對拱頂軸線(xiàn)進(jìn)行復核，此時(shí)降低轉體速度，在轉體就位后停止。為了防止風(fēng)對轉盤(pán)的作用，應該將轉盤(pán)固定好。封固時(shí)，保證混凝土的平整度和密實(shí)度，保證橋臺的外觀(guān)質(zhì)量；當轉體施工應用于鋼架橋和斜拉橋時(shí)，由于橋體結構是一個(gè)完整的懸臂體系，所以不需要再設置扣索。轉體施工時(shí)，可結合橋體特點(diǎn)來(lái)對平衡系統進(jìn)行配置。當轉體合龍到位后，再逐步對其它工序進(jìn)行完善。
2.3平轉與豎轉結合施工法
當橋梁工程位于山谷地帶時(shí)，可以利用山谷來(lái)搭設出簡(jiǎn)單的支架，然后利用平轉法來(lái)實(shí)現轉體。當橋梁工程位于河道較寬，地形較為平坦的區域時(shí)，可以采用平轉與豎轉結合的施工方法。平轉和豎轉結合的施工方法，可以有效擴大轉體施工的應用范圍。
3橋梁轉體施工的控制要點(diǎn)
3.1轉體施工受力控制
轉體施工之前需要對結構體系的受力情況進(jìn)行認真分析，以保證結構構件的平衡性。結構受力必須控制在容許范圍內，避免對結構造成破壞。對于各錨固體應該保證其可靠性。在轉體施工時(shí)，需要考慮的問(wèn)題除了結構荷載，還有風(fēng)力荷載。因此，施工前應該對天氣情況進(jìn)行全面掌握，為轉體施工選擇最佳的施工時(shí)期。另外，施工過(guò)程中還需要對轉體結構進(jìn)行變形控制，而且合龍的構造問(wèn)題也需要考慮并控制得當。
3.2施工精度控制
橋梁轉體施工對精度要求非常高，必須控制好精度。精度控制主要包括設備安裝精度、施工測量精度以及轉體就位的精度等。要求施工過(guò)程中必須安排專(zhuān)業(yè)的測量及監督人員對各項操作的精度問(wèn)題進(jìn)行核查，如果出現問(wèn)題應及時(shí)處理和解決，避免由于精度偏差而引起嚴重的后果。
3.3球鉸制作和安裝控制
平均鉸部位是橋梁轉體過(guò)程中的關(guān)鍵部位，因此要嚴格要求球鉸的制作及安裝質(zhì)量。球鉸應采用專(zhuān)業(yè)的制作單位進(jìn)行制作加工，安裝時(shí)首先要保證球鉸安裝頂口的水平，將其頂面任意兩點(diǎn)的誤差控制在1mm范圍內；球鉸轉動(dòng)中心與設計位置必須保持一致，如果存在誤差必須控制在允許范圍內。
3.4轉動(dòng)索引及平衡系統的控制
轉動(dòng)索引系統是轉體施工的關(guān)鍵。轉動(dòng)索引系統的作用效果與索引力和摩擦阻力有直接關(guān)系。因此，提升轉動(dòng)索引力，減少摩擦阻力便成為保證轉體施工有效進(jìn)行的前提條件。通常情況下，轉體施工時(shí)，應將啟動(dòng)摩擦系數控制在0.06～0.08之間，轉動(dòng)力則需要設定在轉盤(pán)的外側，這樣可以實(shí)現臂力的最大化；在轉體施工過(guò)程中，平衡系統也非常重要。如果轉體橋梁在軸線(xiàn)方向的結構較為對稱(chēng)，通�？梢詫蚨罩卸巫鳛檗D動(dòng)中心。為了降低重心，可將轉盤(pán)設置在墩底。而對于非對稱(chēng)的橋梁結構，則應采用有平衡重和無(wú)平衡重兩種方法。所謂無(wú)平衡重，即通過(guò)背索來(lái)達到平衡。
4結語(yǔ)
轉體施工在橋梁工程中的有效應用，不僅可以體現結構的合理性，也能夠保證受力的明確性，而且這種施工方法也具有良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。但是從目前的情況來(lái)看，針對轉體施工的理論研究還較少，施工時(shí)的理論依據較為欠缺。因此，我們應該進(jìn)一步加強對橋梁轉體施工的理論研究，從而在理論方面對轉體施工的技術(shù)實(shí)踐提供支持。
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