橋樑工程的轉體施工技術研究論文
橋樑工程的轉體施工技術研究論文
0引言
橋樑工程在近幾年得到了迅速的發展，隨著橋樑跨徑的不斷增加，施工方法也越來越多樣化和先進化。橋樑轉體施工作為一種較為先進的施工技術，目前在橋樑工程中得到了廣泛的應用。轉體施工比較適合應用於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，以及整體性好等優勢。
1轉體施工的優點
在某種特殊的地理環境下，橋樑轉體施工技術的應用效果比較明顯。轉體施工可以利用橋樑結構本身作為轉動體系，利用結構本身及鋼構件作為施工裝置，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週轉性材料的使用，使施工成本得到了有效控制；在施工方面，將傳統的橋樑高空作業和水上作業，轉變為岸邊陸路作業，不僅使施工場地和施工環境得到了保證，也有效避免了高空作業的危險性；在交通方面，很多橋樑施工位於通航河道或車輛頻繁的跨線立交橋，轉體施工不會對橋下交通造成影響，而且在主要構件合龍後，也方便後序施工；另外，在機構使用方面，轉體橋樑所使用的機械裝置較為簡單，對橋樑的線形和外觀質量也能夠進行很好的控制。
2橋樑轉體施工的方法
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，在橋軸方向設定支架等預製部件。在待轉橋體的岸端設鉸，並將提升系統臨時架設於橋臺或臺後，利用捲揚機來進行索引提升，使橋體能夠豎向轉體到合攏位置，然後在合攏處封固混凝土，完成豎轉體施工。豎轉施工法常見於肋拱橋工程中，比如搭設簡單支架組拼或現澆拱肋中。這種施工方法適合應用於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。對於通航的河道，可採用浮船浮運至橋軸線上，將轉動鉸安裝在拱腳，利用扣索來進行牽引，使結構豎向轉體到設計位置，實現合龍。豎轉施工的轉換體系通常由牽引系統、拉索、索塔所組成。豎轉施工時拉索索力在脫架時最大。豎轉施工時，應該對豎轉體系進行合理安排。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。在豎向轉體過程中，需要考慮的關鍵性問題就是索塔的受力和拱助的受力問題，尤其是風力的作用；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力裝置，還有索塔和錨固系統的質量。目前我國國內拱橋，大多采用為無鉸拱形式，豎轉鉸大多為臨時性的施工元件。豎轉鉸結構與精度的控制要結合施工實際和造價要求。對於跨徑較小的轉體橋樑施工，可以採用插銷式的豎轉鉸，而跨徑較大時，則應該採用滾軸。而對於索引系統來說，如果橋樑的跨徑較小，可以選擇捲揚機來作為牽引裝置。當跨徑較大時，可採用牽引力較大的液壓千斤頂作為索引裝置。
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。並在橋墩底部設定轉動體系，利用張拉錨扣體系實現重力平衡，採用適當的索引裝置將橋體平轉到合龍位置。然後澆築合龍段混凝土，封固轉盤。轉體施工應用於拱橋時，通常選擇單扣點。扣索力與轉體時的拱推力基本保持一致，拱肋內力狀態也較好，很容易進行控制。扣索張拉應該分級進行，同時還需要對結構內力的撓度進行觀測，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，還需要將轉盤和拱架上的支撐點拆除，將轉體範圍內的.障礙物清除，以保證轉體的順利進行。常用的轉體施工工藝為鋼索索引。也可以採用千斤頂頂推的方法來實現轉體，但必須對轉速的均勻性進行控制。當轉體與合龍位置接近時，應該先對拱頂軸線進行復核，此時降低轉體速度，在轉體就位後停止。為了防止風對轉盤的作用，應該將轉盤固定好。封固時，保證混凝土的平整度和密實度，保證橋臺的外觀質量；當轉體施工應用於鋼架橋和斜拉橋時，由於橋體結構是一個完整的懸臂體系，所以不需要再設定扣索。轉體施工時，可結合橋體特點來對平衡系統進行配置。當轉體合龍到位後，再逐步對其它工序進行完善。
2.3平轉與豎轉結合施工法
當橋樑工程位於山谷地帶時，可以利用山谷來搭設出簡單的支架，然後利用平轉法來實現轉體。當橋樑工程位於河道較寬，地形較為平坦的區域時，可以採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範圍。
3橋樑轉體施工的控制要點
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範圍內，避免對結構造成破壞。對於各錨固體應該保證其可靠性。在轉體施工時，需要考慮的問題除了結構荷載，還有風力荷載。因此，施工前應該對天氣情況進行全面掌握，為轉體施工選擇最佳的施工時期。另外，施工過程中還需要對轉體結構進行變形控制，而且合龍的構造問題也需要考慮並控制得當。
3.2施工精度控制
橋樑轉體施工對精度要求非常高，必須控制好精度。精度控制主要包括裝置安裝精度、施工測量精度以及轉體就位的精度等。要求施工過程中必須安排專業的測量及監督人員對各項操作的精度問題進行核查，如果出現問題應及時處理和解決，避免由於精度偏差而引起嚴重的後果。
3.3球鉸製作和安裝控制
平均鉸部位是橋樑轉體過程中的關鍵部位，因此要嚴格要求球鉸的製作及安裝質量。球鉸應採用專業的製作單位進行製作加工，安裝時首先要保證球鉸安裝頂口的水平，將其頂面任意兩點的誤差控制在1mm範圍內；球鉸轉動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範圍內。
3.4轉動索引及平衡系統的控制
轉動索引系統是轉體施工的關鍵。轉動索引系統的作用效果與索引力和摩擦阻力有直接關係。因此，提升轉動索引力，減少摩擦阻力便成為保證轉體施工有效進行的前提條件。通常情況下，轉體施工時，應將啟動摩擦係數控制在0.06～0.08之間，轉動力則需要設定在轉盤的外側，這樣可以實現臂力的最大化；在轉體施工過程中，平衡系統也非常重要。如果轉體橋樑在軸線方向的結構較為對稱，通常可以將橋墩中段作為轉動中心。為了降低重心，可將轉盤設定在墩底。而對於非對稱的橋樑結構，則應採用有平衡重和無平衡重兩種方法。所謂無平衡重，即透過背索來達到平衡。
4結語
轉體施工在橋樑工程中的有效應用，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效益和經濟效益。但是從目前的情況來看，針對轉體施工的理論研究還較少，施工時的理論依據較為欠缺。因此，我們應該進一步加強對橋樑轉體施工的理論研究，從而在理論方面對轉體施工的技術實踐提供支援。