橋梁施工的平衡提升技術(shù)探析

高偉民

【摘 要】在橋梁施工過程中平衡提升技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，在對平衡提升技術(shù)進(jìn)行具體應(yīng)用的過程中發(fā)現(xiàn)其既可以簡化施工方法，還能在一定程度上縮短施工周期，保證橋梁整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上有效的控制施工成本。因此本文研究橋梁施工的平衡提升技術(shù)，首先介紹了壓桿平衡提升和拉桿平衡提升兩種平衡提升技術(shù)。然后分別進(jìn)行了兩項(xiàng)現(xiàn)場試驗(yàn)。本文的研究可以作為研究橋梁施工的平衡提升技術(shù)過程中的參考。

【關(guān)鍵詞】橋梁施工；拉桿平衡；壓桿平衡

0.前言

在20世紀(jì)50年代就開始應(yīng)用橋梁施工的平衡提升技術(shù)，并取得了良好的效果，通過平衡提升技術(shù)的應(yīng)用能夠使結(jié)構(gòu)更加貼合與實(shí)際，明確的受力具有較好的力學(xué)性能。然后平衡提升技術(shù)在簡化施工工藝的過程中減少了對各種傳統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用，可以簡單安全的進(jìn)行施工建設(shè)。最后平衡提升技術(shù)能夠使大跨度橋梁、水流湍急和高山峽谷等特殊地段橋梁的施工更加方便安全。因此下面對于橋梁施工的平衡提升技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的研究。

1.橋梁施工的平衡提升技術(shù)研究

本文首先在在豎向制作混凝土拱肋，然后將拱肋豎轉(zhuǎn)至其最終位置，在這個基礎(chǔ)上研究橋梁施工的平衡提升技術(shù)，能夠旋轉(zhuǎn)主梁到平衡的水平位置，附加構(gòu)件在旋轉(zhuǎn)的過程中能夠承擔(dān)足夠的拉力和壓力。下面介紹幾種平衡施工技術(shù)。

1.1壓桿平衡提升

通過幾何的表示形式能夠表示橋梁的橋墩、主梁與壓桿，主梁在壓桿的A點(diǎn)從下至上移動的過程中能夠打開到與水平面平行，在逐漸提升的過程中三角形ABC發(fā)生了形狀上的變化，其中角度分別改變了60度和150度，壓桿的平衡得到了提升，如圖1所示。

2.現(xiàn)場試驗(yàn)

為了證明新的橋梁施工方法是可行的，進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，分別進(jìn)行兩項(xiàng)試驗(yàn)，一項(xiàng)為壓桿提升法，一項(xiàng)為拉桿提升法。其中橋墩、主梁和壓桿均選擇鋼筋混凝土作為材料。在壓桿提升試驗(yàn)中采用150米的橋梁主跨，在拉桿提升試驗(yàn)中采用170米的橋梁主跨，在進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)的過程中按照一比十的比例進(jìn)行縮小。

在壓桿橋試驗(yàn)方面，圖4為壓桿橋的結(jié)構(gòu)示意圖，其中懸臂主梁每側(cè)長度為6.96米，實(shí)體截面是主梁的主要截面形式，高和寬分別為0.4米和0.64米，44.5KN的額定重量、壓桿的長度為4.45米。實(shí)體截面的長和寬均為0.3米。通過在橋墩在下部設(shè)置開口截面來加快提升進(jìn)程，在上部安裝4根外徑為75毫米的管道，在安放提升設(shè)備的時候可以應(yīng)用這些管道。

在提升過程中施工的關(guān)鍵是節(jié)點(diǎn)處的轉(zhuǎn)軸。在試驗(yàn)的過程中按照一定的比例來縮小節(jié)點(diǎn)A和B的尺寸，采用眼孔螺栓來使節(jié)點(diǎn)C承受拉力，如果按照實(shí)際的比例確定曲面半徑就不能有效的滿足試驗(yàn)的需求。

在試驗(yàn)的過程中壓桿頂端A點(diǎn)有60度的轉(zhuǎn)角，同時壓桿的另一端也隨之旋轉(zhuǎn)，與柱形截面相連的主梁節(jié)點(diǎn)上滾動了90度，需要調(diào)整節(jié)點(diǎn)B各接觸面的曲率半徑，這樣能夠方便進(jìn)行匹配。用一定厚度的曲面鋼板包裹端頭以保證滾動面具有精確的幾何尺寸。在制作曲面鋼板的過程中應(yīng)當(dāng)特別注意與混凝土的結(jié)合處。利用吊機(jī)裝配橋墩、壓桿和主梁，在墩頂設(shè)置四個液壓千斤頂，通過螺紋鋼筋將千斤頂和壓桿下端點(diǎn)連接起來。在壓桿的設(shè)計(jì)過程中要充分考慮梁體的全部重量。

在拉桿橋試驗(yàn)方面，對于在第一項(xiàng)試驗(yàn)中采用的橋墩在第二項(xiàng)試驗(yàn)中可以繼續(xù)使用，圖6為拉桿橋最終成橋狀態(tài)。首先將兩側(cè)的主梁組合起來，每測的量長度定義為8.5米、然后安裝外徑為30毫米的拉桿，將主梁由豎直位置旋轉(zhuǎn)到水平位置，在整個過程中將主梁轉(zhuǎn)動90度，在一定曲率半徑的圓柱面上進(jìn)行滾動，滾動過程中沒有摩擦。為了保證梁自重的一小部分升達(dá)到最終位置后能夠由液壓千斤頂提升應(yīng)當(dāng)逐漸減小梁斷面的高度。

經(jīng)過分析和研究發(fā)現(xiàn)，在簡化施工工藝和縮短施工周期方面平衡提升法發(fā)揮著非常重要的作用，該方法首先在豎直方向上修建好主梁，然后利用用壓桿或者拉桿構(gòu)件將其旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)位置。由于很多橋梁施工過程中的橋墩主要采用自爬升模板施工方式進(jìn)行建設(shè)，通過采用平衡提升技術(shù)能夠簡化施工過程，另外一方面，除了在壓桿和拉桿應(yīng)用平衡提升技術(shù)，在作為中間的支點(diǎn)輔助以及主梁的施工過程中也可以應(yīng)用這種技術(shù)，相比于懸臂法，這種方法能夠在減少主梁斷面尺寸的基礎(chǔ)上減少鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼束的使用數(shù)量，進(jìn)而有效的節(jié)約施工成本。通常情況下，在主跨跨度大及橋墩較高的橋梁建設(shè)工程比較適用平衡提升技術(shù)，在平衡提升技術(shù)不斷發(fā)展和完善的過程中該技術(shù)在各種橋梁施工中必將得到廣泛的應(yīng)用，同時能夠在簡化施工工藝的過程中縮短橋梁工程的施工周期，既能節(jié)約成本，還能有效的保證橋梁的質(zhì)量。

3.總結(jié)

總而言之，與其他橋梁施工方法不同的是平衡提升法能夠?qū)⒔ǔ珊蟮闹髁盒D(zhuǎn)到水平位置。橋墩的施工可以與主梁的施工相同，可以采用自爬升模板來加快工程進(jìn)度。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中橋梁事業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。在建設(shè)懸索橋、斜拉橋、鋼管拱橋等現(xiàn)代化橋梁的過程中需要應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。平衡提升法在簡化工藝的過程中加快了施工速度，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中具有更大的優(yōu)勢。因此后續(xù)還應(yīng)當(dāng)對橋梁施工中的平衡提升技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究。 [科]

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