橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)運(yùn)用分析

文/戴龍斌、蘆靚

1 前言

轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，能夠擴(kuò)大橋梁建設(shè)施工范圍，形成新的建設(shè)橋梁思路。把橋梁直接分為兩個(gè)半跨的結(jié)構(gòu)，在特定的位置上安裝，通過(guò)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)將半跨移動(dòng)到指定位置，提升跨中合攏的施工質(zhì)量。按照相關(guān)分析可知，在20世紀(jì)40年代，該技術(shù)在橋梁建設(shè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，并且隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，該工藝也得到了優(yōu)化，所以我們要研究橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)，探尋出有效的技術(shù)方案，對(duì)橋梁事業(yè)發(fā)展有積極促進(jìn)作用。

2 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)與局限性分析

2.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1.1 該施工方法主要是將橋梁結(jié)構(gòu)形式制作為可以旋轉(zhuǎn)的形式，通過(guò)結(jié)果的運(yùn)轉(zhuǎn)以及相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行橋梁系統(tǒng)組成，防止在河道中建設(shè)比較大的支撐管架，有效縮短鋼管周轉(zhuǎn)時(shí)間，成本相對(duì)較低。

2.1.2 適當(dāng)改變高空作業(yè)和水上岸邊陸地作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)施工場(chǎng)地?cái)U(kuò)大，提升施工質(zhì)量水平。

2.1.3 內(nèi)河航道或者車輛頻繁進(jìn)行跨線立交橋的施工中不會(huì)間斷通航和交流，在主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行先期合攏后，為后續(xù)施工提供良好基礎(chǔ)。

2.1.4 轉(zhuǎn)體合攏設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠保持良好的外形和質(zhì)量。

2.1.5 轉(zhuǎn)體施工法操作比較簡(jiǎn)單方便，可以提高施工速度，具備較高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 技術(shù)局限性

自媒體又稱“個(gè)人媒體”或“公民媒體”，是普通大眾以現(xiàn)代化和電子化的手段，傳遞規(guī)范性及非規(guī)范性信息，提供與分享他們自身的事實(shí)、新聞的途徑。本研究通過(guò)微信和新浪微博等自媒體平臺(tái)，在搜索欄輸入“黃山民宿”，剔除純圖片，純營(yíng)銷，純介紹性文字，得到最終有效游記和評(píng)價(jià)共198條。

2.2.1 施工中能夠通過(guò)鋼筋混凝土球鉸加工制作、磨合難度是很高的，土建工序控制要求高。

2.2.2 合攏環(huán)節(jié)通過(guò)連續(xù)千斤頂進(jìn)行鋼絞線上升操作，不能自動(dòng)下降。在頂升到超出規(guī)定位置后，就能實(shí)現(xiàn)高程下調(diào)處理。使用手工放松夾片，該操作難度比較高。一旦夾片的小螺釘斷裂，就會(huì)導(dǎo)致取出夾片難度增大。

2.2.3 轉(zhuǎn)體施工方式的應(yīng)用可以有效減輕結(jié)構(gòu)重量、增大跨度，避免使用輕型結(jié)構(gòu)或者勁性骨架，穩(wěn)定性下降，造成磚體失穩(wěn)問(wèn)題的出現(xiàn)，所以要引起足夠的重視。

2.2.4 存在裂縫性可能較大，尤其是在一些拱架位置，背墻的體現(xiàn)較為明顯，安全問(wèn)題得不到全面保障。

3 橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

某高速公路橋梁采用鋼結(jié)構(gòu)T 型梁，基礎(chǔ)為F1.8m 的沖孔灌注樁基礎(chǔ)，樁體長(zhǎng)度尺寸為24m，入巖2m，承臺(tái)高5m。2～50m 跨度的T形鋼構(gòu)采用平面轉(zhuǎn)體施工，其中2×40m 梁體與鋼壁墩通過(guò)平面轉(zhuǎn)體的作業(yè)方式。2×40m 的梁體和鋼壁墩是在支架結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的現(xiàn)澆施工，和墩身與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分都布置有轉(zhuǎn)盤的形式，兩幅橋同步逆時(shí)針轉(zhuǎn)體43°27′，其他結(jié)構(gòu)部分的兩邊墩出塔支架部分所應(yīng)用的是原位現(xiàn)澆8m 的梁段施工方式，在轉(zhuǎn)體結(jié)束后就能夠和T 梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行合龍施工，此時(shí)該部分的長(zhǎng)度是3m[1]。結(jié)合工程的實(shí)際情況制定出切實(shí)可行的施工工藝，保證各個(gè)結(jié)構(gòu)的性能合格，達(dá)到最終的橋梁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)施工

3.2.1 轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)

將準(zhǔn)備好的轉(zhuǎn)盤部件直接安裝到墩底和承臺(tái)之間的位置上，上轉(zhuǎn)盤的半徑與下轉(zhuǎn)盤的半徑分別為1.500m、1.501m。在其中間的部位上安裝轉(zhuǎn)軸部件，主要操作如下所示：設(shè)Φ288mm的鋼轉(zhuǎn)軸設(shè)置于下轉(zhuǎn)盤處，同時(shí)將Φ290mm 的鋼軸套在上轉(zhuǎn)盤位置。轉(zhuǎn)軸的安裝能夠有效預(yù)防上下轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)發(fā)生中心偏離的情況，還能讓鉸中心和上盤結(jié)構(gòu)中心達(dá)到重合的要求。同時(shí)，上轉(zhuǎn)盤中的鋼板地面需要粘貼上部銹鋼板，有效降低摩擦力的影響，使整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性合格[2]。下轉(zhuǎn)盤位置上設(shè)定8 個(gè)保險(xiǎn)腿，保險(xiǎn)腿中間區(qū)域安裝2 個(gè)千斤頂，其作用在對(duì)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)。值得注意的是，在上轉(zhuǎn)盤與保險(xiǎn)腿的間隔上其誤差控制要＜2mm 以下，保險(xiǎn)腿和上轉(zhuǎn)盤的間隙需要保持在5mm 以內(nèi)。

3.2.2 轉(zhuǎn)體牽引體系

本次橋梁的施工中，平轉(zhuǎn)牽引體系中包含的組成結(jié)構(gòu)比較多，例如牽引系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)與相關(guān)結(jié)構(gòu)。具體施工中，采用全液壓與自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，達(dá)到同步牽引力均衡的操作效果，讓整個(gè)轉(zhuǎn)體達(dá)到平衡的要求，不會(huì)存在沖擊顫動(dòng)的影響，這是效果非常好且穩(wěn)定的施工設(shè)備。每座轉(zhuǎn)體工程系統(tǒng)中，都安裝相同型號(hào)的千斤頂（ZLD100 型），同時(shí)配置ZLB 液壓泵站2 臺(tái)與主控制器1 臺(tái)，這些設(shè)備需要采用電纜進(jìn)行連接使其成為工作系統(tǒng)。前后部分使用2 臺(tái)千斤頂進(jìn)行串聯(lián)組合形成 ，在千斤頂控制中需要使用前方裝夾部分進(jìn)行控制。

調(diào)試符合要求后的動(dòng)力設(shè)備直接運(yùn)輸?shù)绞┕さ攸c(diǎn)進(jìn)行對(duì)位安裝，給泵站油箱中加入一定量的液壓油，和油路與電路進(jìn)行聯(lián)系，形成穩(wěn)定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)處于最佳的工作狀態(tài)中。預(yù)埋牽引系統(tǒng)要做好各個(gè)連接鋼絞線的清潔處理，不會(huì)有任何的油污或者銹跡，逐步進(jìn)行纏繞排列，穿過(guò)ZLD100 型千斤頂[3]。先逐根進(jìn)行鋼筋部分的預(yù)緊處理，然后通過(guò)牽引整體預(yù)緊的方式，保證各個(gè)牽引索的鋼絞線達(dá)到一致性的要求。牽引索安裝中要做好如下幾個(gè)方面：錨固長(zhǎng)度符合要求；出口位置沒(méi)有死彎；預(yù)留長(zhǎng)度合理，有至少4m 的工作長(zhǎng)度。從牽引索安裝結(jié)束后開(kāi)始進(jìn)行防護(hù)處理，尤其要避免電焊損傷。施工階段對(duì)潮濕問(wèn)題與銹蝕問(wèn)題考慮，按照實(shí)際要求噴涂防銹劑。

錨固構(gòu)件主要是通過(guò)應(yīng)用鋼板組焊到預(yù)埋的轉(zhuǎn)盤中，然后結(jié)合拉力進(jìn)行必要的控制；反力架直接安裝到平臺(tái)中。通過(guò)型鋼、鋼板組合形成的整體結(jié)構(gòu)，承臺(tái)施工環(huán)節(jié)，在相應(yīng)位置上將槽口預(yù)留出來(lái)，當(dāng)上部懸臂梁完工后，即可進(jìn)行支架安裝施工，達(dá)到安裝精度的要求，進(jìn)行預(yù)留槽口部分的澆筑作業(yè)，控制張力參數(shù)。本次橋梁通過(guò)轉(zhuǎn)體法進(jìn)行施工，完成后就能夠進(jìn)行橋梁部分施工，各個(gè)技術(shù)參數(shù)都達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)橋梁通過(guò)轉(zhuǎn)體法施工達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，下部交通不中斷，不會(huì)出現(xiàn)延誤工期的情況，保證高速公路通行順利進(jìn)行。

3.3 轉(zhuǎn)體法施工過(guò)程

在具體項(xiàng)目開(kāi)展的環(huán)節(jié)中，按照不同類型的橋梁以及地質(zhì)條件，對(duì)轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析。當(dāng)前該技術(shù)主要用于大孔徑橋梁工程，尤其是穿越自然風(fēng)景區(qū)、立交等情況下，因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)受到很大的限制，所以通過(guò)轉(zhuǎn)體方式順利施工。從具體情況分析，橋梁轉(zhuǎn)體施工階段，并不會(huì)使用吊裝設(shè)備進(jìn)行，可以使用其自身的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)就能夠達(dá)到安裝的施工要求，避免使用大量的支架，木材使用量比較少[4]。同時(shí)，轉(zhuǎn)體采用的是軸心的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理，所以操作非常的簡(jiǎn)單。能夠利用橋墩等軸心受力部件承載整體的荷載，其他的橋墩部分承載性能較高，所以轉(zhuǎn)動(dòng)可以保證安全性和穩(wěn)定性。

此外，還能夠利用整體預(yù)制半孔上部結(jié)構(gòu)確保轉(zhuǎn)體達(dá)到穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)體機(jī)械選擇過(guò)程中，僅僅是通過(guò)兩盤絞磨、幾組滑輪就能夠在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到轉(zhuǎn)體的施工標(biāo)準(zhǔn)。在橋梁轉(zhuǎn)體作業(yè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行受力條件的分析，讓整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力達(dá)到平衡性要求，避免在施工中存在有橋梁的傾覆問(wèn)題，提高工程施工的安全性。同時(shí)在確保受力的允許值達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，避免發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞的問(wèn)題，最終讓整個(gè)錨固體系都能夠達(dá)到安全、穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)。橋梁轉(zhuǎn)體在施工環(huán)節(jié)，需要保證施工時(shí)間在合理的范圍內(nèi)。從大量的施工經(jīng)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，很多施工項(xiàng)目都能夠保證時(shí)間在幾十分鐘內(nèi)完成，最多不會(huì)超出1 天，確保荷載符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4 轉(zhuǎn)體穩(wěn)定性控制

轉(zhuǎn)體橋梁穩(wěn)定性的控制主要是從下面兩點(diǎn)進(jìn)行：

4.1 轉(zhuǎn)動(dòng)體傾覆穩(wěn)定性控制

在施工環(huán)節(jié)支架拆除和轉(zhuǎn)體施工中，平衡操作是非常重要的，應(yīng)該達(dá)到安全性標(biāo)準(zhǔn)。施工支架拆除之后，轉(zhuǎn)體平衡會(huì)發(fā)生如下的問(wèn)題：轉(zhuǎn)體球鉸摩阻力矩小于轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩；轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸摩阻力矩大于轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡力矩。前者的情況發(fā)生，就說(shuō)明支架拆除后轉(zhuǎn)動(dòng)體的結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致其不平衡而出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)情況；后者的情況發(fā)生，就說(shuō)明支架拆除后轉(zhuǎn)動(dòng)體結(jié)構(gòu)因?yàn)椴黄胶舛霈F(xiàn)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。為了讓橋梁轉(zhuǎn)動(dòng)體成為整體結(jié)構(gòu)拆架時(shí)安全有序開(kāi)展，給大橋的轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)施工提供良好基礎(chǔ)，所以在轉(zhuǎn)體前應(yīng)該做好稱重檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)存在平衡情況要及時(shí)做出調(diào)整[5]。因此，橋梁的轉(zhuǎn)體實(shí)施環(huán)節(jié)，特別是轉(zhuǎn)體超過(guò)萬(wàn)噸，讓安全性合格，及時(shí)進(jìn)行大橋轉(zhuǎn)體的指揮和決策，做好不平衡力矩計(jì)算與分析，為后續(xù)施工提供良好基礎(chǔ)。

4.2 拱肋屈曲穩(wěn)定性管控

在橋梁工程施工的階段中，拱肋的穩(wěn)定性是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，而在應(yīng)用轉(zhuǎn)體施工環(huán)節(jié)，要更加重視該方面的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，拱的穩(wěn)定性研究?jī)H僅是通過(guò)光滑理想拱軸線的方式進(jìn)行。從實(shí)際情況分析，拱軸線在拱橋施工中并不是可以達(dá)到要求的。轉(zhuǎn)體橋梁技術(shù)的實(shí)踐達(dá)到了操作要求與承載要求，因此，在施工中采用的方式以薄壁結(jié)構(gòu)方式為主，通過(guò)該方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)體的荷載消除，提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。特別是針對(duì)鋼箱薄壁截面拱肋來(lái)說(shuō)，由于在主拱施工前后會(huì)對(duì)加勁肋版和側(cè)面部分的曲面進(jìn)行處理，因此，在合攏完畢后，需要及時(shí)進(jìn)行混凝土施工。剛開(kāi)始澆筑的混凝土并不具備任何承載力，主要是通過(guò)自重的方式進(jìn)行薄壁項(xiàng)形拱圈，轉(zhuǎn)體橋施工多數(shù)都是在比較深的山谷中，并不能制作支架施工。在這些因素的影響下，會(huì)直接造成二期混凝土加載的實(shí)施環(huán)節(jié)橋梁出現(xiàn)平面外屈曲的情況。在施工環(huán)節(jié)，拱肋穩(wěn)定性應(yīng)該做好計(jì)算和控制。首先通過(guò)有限元方式進(jìn)行受力分析，確定出達(dá)到拱肋穩(wěn)定性的具體條件，然后進(jìn)行施工環(huán)節(jié)監(jiān)控，如果存在變形或者屈曲的問(wèn)題，要立即停止施工，并且進(jìn)行必要處理以達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 我國(guó)橋梁轉(zhuǎn)體技術(shù)明顯要低于國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的高速發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)中理論和實(shí)踐水平都已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。同時(shí)橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)應(yīng)用前景比較廣闊，在當(dāng)前大量使用的基礎(chǔ)下，跨線橋梁的數(shù)量也在不斷增加，所以，對(duì)該技術(shù)分析顯得意義重大。

5.2 球鉸設(shè)計(jì)施工、轉(zhuǎn)體體系的合理設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)體施工準(zhǔn)備以及穩(wěn)定性都是極為重要的技術(shù)，能夠保證橋梁的施工質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。但是我國(guó)在理論研究中還沒(méi)有達(dá)到要求，依然有必要進(jìn)行全面研究和提升。

5.3 當(dāng)前我國(guó)很多施工項(xiàng)目都會(huì)選擇使用鋼制球鉸的方式進(jìn)行施工，但是混凝土球鉸仍然有很高的利用價(jià)值，能夠?qū)崿F(xiàn)小跨徑施工到大跨徑施工的轉(zhuǎn)變和應(yīng)用，增大使用范圍，提高施工的效率和水平。

5.4 目前我國(guó)轉(zhuǎn)體施工技術(shù)總體來(lái)說(shuō)水平還比較低，并未形成完善的質(zhì)量管理體系和標(biāo)準(zhǔn)。為此，在今后的高速發(fā)展時(shí)期，應(yīng)該重視理論研究，結(jié)合實(shí)踐改善總體水平，全面提升專業(yè)技術(shù)水平，應(yīng)用到更大噸位、更大跨度的轉(zhuǎn)體橋梁中，產(chǎn)生更高的應(yīng)用價(jià)值，為橋梁建設(shè)領(lǐng)域的高速發(fā)展提供良好基礎(chǔ)。