拱橋豎向轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

郭杰坡

河南省南陽(yáng)市公路工程處，河南南陽(yáng) 473000

拱橋豎向轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

郭杰坡

河南省南陽(yáng)市公路工程處，河南南陽(yáng) 473000

轉(zhuǎn)體施工法一般適用于單孔或三孔拱橋的施工，其基本原理是將拱圈或整個(gè)上部結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)半跨，分別在河流兩岸利用地形或簡(jiǎn)單支架現(xiàn)澆或預(yù)制裝配半拱，然后利用一些機(jī)具設(shè)備和動(dòng)力裝置將其兩半跨拱體轉(zhuǎn)動(dòng)至橋軸線位置(或設(shè)計(jì)標(biāo)高)合龍成拱。常用的轉(zhuǎn)體施工方法有很多，本文就豎向轉(zhuǎn)體施工進(jìn)行詳細(xì)闡述。

拱橋；豎向轉(zhuǎn)體；施工方法

尤其是近年來(lái)由于鋼管混凝土拱橋在國(guó)內(nèi)快速發(fā)展，為鋼管混凝土拱橋轉(zhuǎn)體法施工創(chuàng)造了有利條件。各種轉(zhuǎn)體施工技術(shù)廣泛的應(yīng)用于拱橋、梁橋、斜拉橋、斜腿剛架橋等不同橋型上部結(jié)構(gòu)的施工中。豎向轉(zhuǎn)體施工是其中的一種，其原理是在橋臺(tái)處先豎向或在橋臺(tái)前俯臥預(yù)制半拱，然后在橋位平面內(nèi)繞拱腳將其轉(zhuǎn)動(dòng)合龍成拱。以下詳細(xì)論述。

1 常見(jiàn)轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

轉(zhuǎn)體的方法可以采用平面轉(zhuǎn)體、豎向轉(zhuǎn)體或平豎結(jié)合轉(zhuǎn)體，目前已應(yīng)用在拱橋、梁橋、斜拉橋、斜腿剛架橋等不同橋型上部結(jié)構(gòu)的施工中。

1.1 平面轉(zhuǎn)體

平面轉(zhuǎn)體可分為有平衡重轉(zhuǎn)體和無(wú)平衡重轉(zhuǎn)體。有平衡重轉(zhuǎn)體一般以橋臺(tái)背墻作為平衡重，并作為橋體上部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體用拉桿的錨碇反力墻，用以穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)體尋和調(diào)整重心位置。為此，平衡重部分不僅在橋體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)作為平衡重量，而且也要承受橋梁轉(zhuǎn)體重量的錨固力。無(wú)平衡重轉(zhuǎn)體不需要有一個(gè)作為平衡重的結(jié)構(gòu)，而是以兩岸山體巖土錨洞作為錨碇來(lái)錨固半跨橋梁懸臂狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的拉力，并在立柱上端做轉(zhuǎn)軸，下端設(shè)轉(zhuǎn)盤(pán)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)體系進(jìn)行平面轉(zhuǎn)體。主要適用于剛構(gòu)梁式橋、斜拉橋、鋼筋混凝土拱橋及鋼管拱橋。

1.2 豎向轉(zhuǎn)體

豎向轉(zhuǎn)體施工就是在橋臺(tái)處先豎向或在橋臺(tái)前俯臥預(yù)制半拱，然后在橋位平面內(nèi)繞拱腳將其轉(zhuǎn)動(dòng)合龍成拱。根據(jù)河道情況、橋位地形和自然環(huán)境等方面的條件和要求，豎向轉(zhuǎn)體施工有以下兩種方式：

1）豎直向上預(yù)制半拱，然后向下轉(zhuǎn)動(dòng)成拱。其特點(diǎn)是施工占地少，預(yù)制可采用滑模施工，工期短，造價(jià)低。需注意的是在預(yù)制過(guò)程中應(yīng)盡量保持半拱軸線垂直，以減小新澆混凝土重力對(duì)尚未凝結(jié)混凝土產(chǎn)生的彎矩，并在澆注一定高度后加設(shè)水平拉桿，以避免因拱形曲率影響而產(chǎn)生較大的彎矩和變形；

2）在橋面以下俯臥預(yù)制半拱，然后向上轉(zhuǎn)動(dòng)成拱。主要適用于轉(zhuǎn)體重量不大的拱橋或某些橋梁預(yù)制部件(塔、斜腿、勁性骨架)。

1.3 平豎結(jié)合

轉(zhuǎn)體由于受到河岸地形條件的限制，拱橋采用轉(zhuǎn)體施工時(shí)，可能遇到既不能按設(shè)計(jì)標(biāo)高處預(yù)制半拱，也不可能在橋位豎平面內(nèi)預(yù)制半拱的情況（如在平原區(qū)的中承式拱橋）。此時(shí)，拱體只能在適當(dāng)位置預(yù)制后既需平轉(zhuǎn)、又需豎轉(zhuǎn)才能就位。這種子豎結(jié)合轉(zhuǎn)體基本方法與前述相似，但其轉(zhuǎn)軸構(gòu)造較為復(fù)雜。當(dāng)?shù)匦?、施工條件適合時(shí)，混凝土肋拱、剛架拱、鋼管混凝土可選用此法施工。

2 拱橋豎向轉(zhuǎn)體施工

當(dāng)橋位處無(wú)水或水很少時(shí)，可以將拱肋在橋位進(jìn)行拼裝成半跨，然后用扒桿起吊安裝。當(dāng)橋位處水較深時(shí)，可以在橋位附近進(jìn)行拼裝成半跨，浮運(yùn)至橋軸線位置，再用扒桿起吊安裝。

2.1 鋼管拱肋豎轉(zhuǎn)扒桿吊裝的計(jì)算

鋼管拱肋豎轉(zhuǎn)扒桿吊裝的工作內(nèi)容為，將中拱分成兩個(gè)半拱在地面胎架上焊接完成，經(jīng)過(guò)對(duì)焊接質(zhì)量、幾何尺寸、拱軸線形等驗(yàn)收合格后，由豎在兩個(gè)主墩頂部的兩副扒桿分別將其拉起，在空中對(duì)接合龍。由于兩邊拱處地形較高，故邊拱拱肋直接由吊車(chē)在胎架上就位拼裝。扒桿吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要工作為：起吊及平衡系統(tǒng)的計(jì)算（含卷?yè)P(yáng)機(jī)、起重索、滑輪、平衡梁、吊索、吊扣等）；扒桿的計(jì)算；扒桿背索及主地錨的汁算；設(shè)置拱腳旋轉(zhuǎn)裝置等。

2.2 鋼管拱肋豎轉(zhuǎn)吊裝

1）轉(zhuǎn)動(dòng)體系由轉(zhuǎn)動(dòng)鉸、提升體系（動(dòng)、定滑車(chē)組，牽引繩等）、錨固體系（錨索、錨碇等）等組成。如圖1所示。

圖1 豎轉(zhuǎn)施工轉(zhuǎn)動(dòng)體系示意圖

2）豎轉(zhuǎn)吊裝的工作順序安裝拱肋胎架——安裝拱腳旋轉(zhuǎn)裝置——安裝地錨——安裝扒桿及背索——拼裝鋼管拱肋——安裝起吊及平衡系統(tǒng)——起吊兩側(cè)半拱——拱肋合龍圖10-62豎轉(zhuǎn)施工轉(zhuǎn)動(dòng)體系示意圖——拱肋標(biāo)高調(diào)整——焊接合龍接頭——拆除扒桿——封固拱腳。

3）扒桿安裝

為了便于安裝，扒桿分段接長(zhǎng)，立柱鋼管以9m左右為一節(jié)，兩節(jié)之間用法蘭連接。安裝時(shí)先在地面將兩根立柱拼裝好，用吊車(chē)將其底部吊于墩頂扒桿底座上，并用臨時(shí)軸銷(xiāo)鎖定，待另一端安裝完扒桿頂部橫梁后，由吊車(chē)抬起扒桿頭至一定高度，再改用扒桿背索的卷?yè)P(yáng)機(jī)收緊鋼絲繩將扒桿豎起。

4）拱肋吊裝

起吊采用慢速卷場(chǎng)機(jī)，待拱肋脫離胎架10cm左右，停機(jī)檢查各部運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，并根據(jù)對(duì)扒桿的受力與變形，鋼絲繩的行走，卷場(chǎng)機(jī)的電流變化等情況的觀測(cè)結(jié)果，判斷能否正常起吊。當(dāng)一切正常時(shí)，即進(jìn)行拱肋豎向轉(zhuǎn)體吊裝。拱肋吊裝完成后，進(jìn)行拱肋軸線調(diào)整和跨中拱肋接頭的焊接。

3 結(jié)論

綜上所述，豎向轉(zhuǎn)體施工的拱橋不僅結(jié)構(gòu)合理，受力明確，施工工藝簡(jiǎn)單且技術(shù)性強(qiáng)，大量的實(shí)踐證明此施工技術(shù)的應(yīng)用具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得推廣應(yīng)用。

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U448.22

A

1674-6708（2011）51-0132-02

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