淺談橋梁轉(zhuǎn)體施工
2015-06-05
橋梁轉(zhuǎn)體法施工，是指在橋軸線轉(zhuǎn)離設(shè)計(jì)橋位的地方將橋梁主體澆筑或組裝成型后，借助動(dòng)力裝置將其轉(zhuǎn)動(dòng)至設(shè)計(jì)橋位，再進(jìn)行合攏的一種施工方法。具有安全、可靠、費(fèi)用低、工期短、適用范圍廣等特點(diǎn)，常用于跨既有線路或跨越大河及山谷等地段的橋梁施工。
1橋梁轉(zhuǎn)體施工方法的工作原理
橋梁轉(zhuǎn)體施工方法通常分為豎直轉(zhuǎn)體法和水平轉(zhuǎn)體法。
豎直轉(zhuǎn)體法主要是在較低位置進(jìn)行澆筑，再逐漸將其向豎直方向拉伸至設(shè)計(jì)位置，然后合攏的施工方法。此方法目前應(yīng)用面較窄，一般只用于肋拱橋。這種施工方法在跨徑較大時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)的控制難度較大。
現(xiàn)今橋梁施工中應(yīng)用較為廣泛的是水平轉(zhuǎn)體法，該法是在橋墩（或橋臺(tái)）上預(yù)制一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸心，轉(zhuǎn)動(dòng)軸心下部固定，上部施工完成后整體水平旋轉(zhuǎn)到設(shè)計(jì)橋位的方法。該方法應(yīng)用廣泛，在T構(gòu)橋、拱橋、鋼桁梁橋及斜拉橋等橋梁施工上均有采用。
2橋梁轉(zhuǎn)體施工方法的發(fā)展歷史
最早應(yīng)用的橋梁轉(zhuǎn)體方法是豎直轉(zhuǎn)體法。上世紀(jì)四十年代，法國利用豎直轉(zhuǎn)體法建造了世界上第一座轉(zhuǎn)體橋，隨后各國均有應(yīng)用此法建造的橋梁（如：意大利的多姆斯河橋，德國的阿根托貝爾橋等）。水平轉(zhuǎn)體法最早出現(xiàn)是在1976年建成的奧地利維也納機(jī)場(chǎng)多瑙河橋，此后世界各國也都相繼用此法建造過橋梁（如：比利時(shí)的本·艾因橋等）。我國是從上世紀(jì)70年代始研究轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的，最早采用轉(zhuǎn)體法施工的是我國四川省遂寧縣跨徑77米的鋼筋混凝土箱肋拱。隨后我國橋梁施工中多次采用該方法，如：四川涪陵烏江大橋、四川綿陽橋、江西貴溪跨線橋、山東大里營(yíng)立交橋、廣西鴛江拱橋等。
3水平轉(zhuǎn)體法施工方法
目前我國進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工的橋梁大部分采用的是水平轉(zhuǎn)體施工，所以在這里詳細(xì)介紹水平轉(zhuǎn)體法。
水平轉(zhuǎn)體法又稱平轉(zhuǎn)法，其核心為完成橋墩（或橋臺(tái)）上部轉(zhuǎn)體到位的轉(zhuǎn)動(dòng)體系。目前常用的轉(zhuǎn)體體系主要由轉(zhuǎn)動(dòng)牽引部分、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐部分和平衡部分（平衡部分視情況可不采用）構(gòu)成，其中轉(zhuǎn)體支撐部分是該體系的關(guān)鍵部分。轉(zhuǎn)體支撐部分由上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤構(gòu)成。上轉(zhuǎn)盤是用來承受全部轉(zhuǎn)動(dòng)體系重量，并通過凹凸形球面將重量傳遞于下轉(zhuǎn)盤上。下轉(zhuǎn)盤與基礎(chǔ)相連且固定不動(dòng)，用來承受上部轉(zhuǎn)體體系的全部重量。橋梁通過下轉(zhuǎn)盤固定不動(dòng)，上轉(zhuǎn)盤相對(duì)下轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)而完成轉(zhuǎn)體。
3.1轉(zhuǎn)盤及上部結(jié)構(gòu)施工
轉(zhuǎn)盤可以采用鋼轉(zhuǎn)盤和鋼筋混凝土轉(zhuǎn)盤等多種形式，鋼筋混凝土轉(zhuǎn)盤因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉在施工中應(yīng)用較多，所以我們主要介紹鋼筋混凝土轉(zhuǎn)盤。
轉(zhuǎn)盤體系的下轉(zhuǎn)盤坐落在基礎(chǔ)上，采用承受集中荷載能力較強(qiáng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)和寬與上轉(zhuǎn)盤相同以便利于合攏后進(jìn)行整體澆注。下轉(zhuǎn)盤主要部件為球鉸，球鉸為鋼筋混凝土凸形球面。為了確保轉(zhuǎn)體體系靈活平穩(wěn)，安全可靠，球鉸澆注施工時(shí)要求球面堅(jiān)實(shí)、光滑圓順。
鉸蓋為凹形球面構(gòu)造，與下轉(zhuǎn)盤凸形球面的球鉸共同組成完成轉(zhuǎn)體的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。為了保證鉸蓋與球鉸具有吻合的弧面，鉸蓋需在球鉸上澆筑，但澆注時(shí)要注意與球鉸分開，一般在球鉸表面鋪設(shè)塑料薄膜，塑料薄膜包裹時(shí)要緊貼表面，不能產(chǎn)生皺折，待鉸蓋混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%后撤去薄膜。隔膜撤除后對(duì)不平整處進(jìn)行磨光處理，直至球鉸與鉸蓋的有效接觸面積達(dá)到總接觸面積的90%以上，然后在球鉸與鉸蓋之間均勻涂抹潤(rùn)滑油，以減小摩擦系數(shù)。潤(rùn)滑劑一般使用二硫化銅或黃油四氟粉等。最后將鉸蓋與上轉(zhuǎn)盤聯(lián)為一體，在轉(zhuǎn)體過程中起到傳力、傳動(dòng)作用。
在非設(shè)計(jì)軸線位置進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工。上部結(jié)構(gòu)施工的進(jìn)度可視轉(zhuǎn)體體系軸心承載能力大小而定。軸心承載能力大的，可完成部分橋面系工程后再進(jìn)行合攏。對(duì)于無平衡配重的，可用安裝上部結(jié)構(gòu)的多少來調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)體系平衡；對(duì)于有平衡配重的，宜在合攏后進(jìn)行橋面施工。
3.2轉(zhuǎn)體合攏
上部結(jié)構(gòu)預(yù)制、連接完成后，進(jìn)入轉(zhuǎn)體合攏階段。為了使轉(zhuǎn)動(dòng)軸心以上部分整體平衡轉(zhuǎn)動(dòng)，有平衡重轉(zhuǎn)體時(shí)應(yīng)詳細(xì)計(jì)算配重量。同時(shí)為了防止轉(zhuǎn)體時(shí)發(fā)生傾斜，在上下轉(zhuǎn)盤間加設(shè)“保險(xiǎn)腳”來防止傾斜。
轉(zhuǎn)體動(dòng)力裝置由主控臺(tái)、千斤頂、牽引索和反力墩組成。采用的千斤頂型號(hào)視轉(zhuǎn)體力學(xué)計(jì)算所得千斤頂推力數(shù)值而定。轉(zhuǎn)體時(shí)在下轉(zhuǎn)盤對(duì)稱布置兩臺(tái)(為穩(wěn)妥起見，一般還應(yīng)布置幾臺(tái)助推千斤頂，作為初始起動(dòng)牽引的動(dòng)力儲(chǔ)備)，通過穿過千斤頂?shù)臓恳鲗⒘鬟f給上傳盤，千斤頂?shù)牡鬃位炷练戳Χ丈?。正式轉(zhuǎn)體前要進(jìn)行試轉(zhuǎn)，其主要目的是檢測(cè)整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體系狀況，確定轉(zhuǎn)動(dòng)啟動(dòng)的最大力矩，并得出轉(zhuǎn)盤摩擦系數(shù)。試轉(zhuǎn)時(shí)還要測(cè)試系統(tǒng)一次點(diǎn)動(dòng)時(shí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的弦線距離，為正式轉(zhuǎn)體后期精確定位提供數(shù)據(jù)。正式轉(zhuǎn)體時(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)后兩側(cè)千斤頂需同時(shí)等速加力，推動(dòng)上轉(zhuǎn)盤及上部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)行程結(jié)束后同時(shí)卸載兩側(cè)千斤頂，調(diào)整千斤頂位置至上轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向，再啟動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)頂推。如此反復(fù)，直至橋梁轉(zhuǎn)到設(shè)計(jì)位置。
轉(zhuǎn)體合攏時(shí)要注意轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)和勻速，并要用一起進(jìn)行中線和標(biāo)高控制。轉(zhuǎn)體過程中如出現(xiàn)兩端的標(biāo)高變化較大時(shí)，應(yīng)立即停止轉(zhuǎn)體并采用朝標(biāo)高上升的一端加載的措施，直至標(biāo)高恢復(fù)正常后再繼續(xù)轉(zhuǎn)體。轉(zhuǎn)體就位后，要對(duì)中線和標(biāo)高進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后焊接接頭鋼筋，并澆筑接頭混凝土。最后在接頭混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，封閉上下轉(zhuǎn)盤，完成轉(zhuǎn)體施工作業(yè)。
4結(jié)束語
橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)目前在我國橋梁建設(shè)中應(yīng)用廣泛，橋梁建設(shè)者在橋梁轉(zhuǎn)體施工中也積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。如今橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)在我國已經(jīng)相當(dāng)成熟，具有很高的推廣價(jià)值。在我國未來的橋梁建設(shè)中，轉(zhuǎn)體施工技術(shù)將發(fā)揮越來越大的作用。
