城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺改造施工技術(shù)

摘要：城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺改造施工技術(shù)，是一種針對城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁施工需求的創(chuàng)新技術(shù)。該技術(shù)首先對平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，以確保整體及局部穩(wěn)定等均滿足設(shè)計(jì)要求。其次計(jì)算平臺荷載，保證平臺在施工過程中的穩(wěn)定性要求。最后對作業(yè)平臺進(jìn)行安裝與拆除施工，根據(jù)實(shí)際施工條件，確定施工工藝流程，并做好相應(yīng)的標(biāo)記和記錄。實(shí)例分析結(jié)果表明：平臺的最大應(yīng)力為290MPa，最大位移為44.1mm，不影響城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁施工，結(jié)構(gòu)安全可靠。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)體橋梁；平臺載荷；模型；模擬分析；安裝與拆除

0 引言

城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺改造施工技術(shù)，是近年來城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的一種重要技術(shù)[1]。在城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)建設(shè)中，作業(yè)平臺改造施工技術(shù)對于提高施工效率、降低施工成本、增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等方面具有重要意義。本文將重點(diǎn)從平臺結(jié)構(gòu)計(jì)算、平臺荷載分析、作業(yè)平臺安裝與拆除施工等方面著手，展開對城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺改造施工技術(shù)的研究，為相關(guān)工程建設(shè)提供技術(shù)支持和參考[2]。

1 轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺改造關(guān)鍵點(diǎn)

平臺結(jié)構(gòu)計(jì)算是作業(yè)平臺改造施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其主要目的是確保作業(yè)平臺的穩(wěn)定性和承載能力[3]。通過對平臺桿件和橫梁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇合適的節(jié)點(diǎn)連接方式，并確保整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在平臺荷載分析中，需要綜合考慮各種荷載類型的影響，確定合理的荷載。在作業(yè)平臺的安裝與拆除過程中，需要制定合理的施工方案，采取有效的安全措施，控制施工質(zhì)量。

此外，對于作業(yè)平臺的安裝與拆除施工，還需要關(guān)注施工要點(diǎn)，如設(shè)備選型、安裝順序、支撐穩(wěn)固等，以確保施工過程的順利進(jìn)行和作業(yè)平臺的安全穩(wěn)定性。

2 平臺結(jié)構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算與分析

2.1 建立模型

根據(jù)城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺的特點(diǎn)，使用MIDASCivil軟件建立模型，轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺模型如圖1所示。

2.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析

在對該城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺進(jìn)行改造施工過程中，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，以確保其能夠承受各種施工荷載和工況條件。根據(jù)工作平臺的使用狀況，主要有以下兩種最不利的模式：第一種是移動(dòng)作業(yè)平臺。在這種模式下，工作平臺尚未就位，其主要承載施工機(jī)械的負(fù)載。第二種是工作平臺靜止。在此模式下，工作平臺已經(jīng)安裝就位，除了施工人員分配的所有荷載外，平臺還具有施工機(jī)具、材料板（橫切支架、橫切系統(tǒng)）等集中荷載。這些荷載會對于作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生重要影響。由于這種工況下的荷載條件較為復(fù)雜，所以需要進(jìn)行更加詳細(xì)的計(jì)算和分析。

2.3 彎拉應(yīng)力和變形撓度計(jì)算與分析

通過對以上兩種工況進(jìn)行驗(yàn)算，發(fā)現(xiàn)該構(gòu)件在承受各種荷載的過程中，會出現(xiàn)彎拉應(yīng)力問題。為了確保作業(yè)平臺的安全性和穩(wěn)定性，采用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和桿件單元模擬等方法，對其各個(gè)桿件單元的彎拉應(yīng)力和變形撓度進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算和分析，以滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求[4]。

具體的計(jì)算公式分別如下公式（1）和公式（2）所示。

σ=F/A （1）

ε=?L/L （2）

式（1）和式（2）中：σ是應(yīng)力；F是施加的力；A是橫截面積；ε是變形撓度；?L是相對位移；L是原始長度。

通過對各個(gè)受力構(gòu)件的計(jì)算和分析，以控制其彎拉應(yīng)力、變形撓度等參數(shù)，使其均在允許范圍之內(nèi)，從而確保整體及局部穩(wěn)定等均滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇合適的節(jié)點(diǎn)連接方式，從而保障作業(yè)平臺的安全性和穩(wěn)定性。

3 平臺荷載分析

3.1 平臺載荷分析的必要性

通過計(jì)算平臺荷載，來評估城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺改造施工活動(dòng)的安全性能，可以得出所需的結(jié)構(gòu)材料和尺寸等設(shè)計(jì)參數(shù)，確保平臺能夠安全承載所需的工作人員、設(shè)備和材料質(zhì)量。同時(shí)可為基礎(chǔ)作業(yè)平臺改造施工提供必要的技術(shù)支持和保障，有利于提高施工效率和質(zhì)量的目的。

3.2 平臺自重荷載計(jì)算與分析

為滿足平臺在施工過程中的穩(wěn)定性要求，需要對施工期間平臺所承受的荷載進(jìn)行確定。根據(jù)這些荷載數(shù)據(jù)來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全評估，以確保改造施工期間平臺的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度滿足要求。

3.2.1 平臺自重荷載

平臺自重荷載是平臺載荷最為基礎(chǔ)的一種。在建立有限元模型時(shí)，平臺自重荷載會自動(dòng)計(jì)入，此時(shí)荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.4。平臺自重荷載wG計(jì)算公式如下：

wG=μGLWHρ （3）

式中：μG表示平臺自重荷載分項(xiàng)系數(shù)；L、W、H分別表示平臺的長度、寬度和高度；ρ表示平臺材料的密度。

3.2.2 施工設(shè)備荷載

施工設(shè)備荷載也是平臺荷載的重要組成部分。其主要包括履帶起重機(jī)及沖擊錘的荷載，這些荷載的分項(xiàng)系數(shù)取1.6。施工設(shè)備荷載wr計(jì)算公式如下：

wr=μr（W1+W2） （4）

式中：μr表示施工設(shè)備荷載分項(xiàng)系數(shù)；W1、W2分別表示履帶吊和沖擊錘重量。

3.2.3 風(fēng)荷載

第三種是風(fēng)荷載，其也是不可忽視的一種。根據(jù)《轉(zhuǎn)體工程荷載規(guī)范》，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.6。按照式（5）計(jì)算風(fēng)荷載結(jié)果：

wk=βZ μSμZw0 （5）

式中：wk表示標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)荷載值；βZ 為風(fēng)振系數(shù)的高度；μS為風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)；μZ為風(fēng)壓變量；w0為主風(fēng)壓。

4 作業(yè)平臺安裝與拆除施工

4.1 作業(yè)平臺安裝

4.1.1 平臺節(jié)段運(yùn)輸與拼裝

作業(yè)平臺在工廠內(nèi)進(jìn)行初步加工，被制作成半成品（桁架片形式），然后通過運(yùn)輸工具運(yùn)送至施工現(xiàn)場。到達(dá)現(xiàn)場后，技術(shù)人員將桁架片利用角鋼桿件進(jìn)行拼接，以形成平臺節(jié)段。這些平臺節(jié)段作為主要的結(jié)構(gòu)支撐，為后續(xù)的施工過程提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。

4.1.2 中間平臺拼裝

在主引橋交界處的地面上，中間平臺的拼裝工作需優(yōu)先展開[5]。由于中間平臺屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這個(gè)過程相對簡單，且能夠快速完成。一旦完成拼裝，整體作業(yè)平臺將通過汽車起重機(jī)，將其從地面吊裝到引橋第一跨橋面上。在吊裝過程中，必須注意可能產(chǎn)生的變形，并采取必要的措施進(jìn)行預(yù)防和糾正。此外，為了確保吊裝過程的平穩(wěn)性，還需要設(shè)置纜風(fēng)繩來確保穩(wěn)定性。將作業(yè)平臺準(zhǔn)確地吊裝到引橋第一跨橋面上，可確保平臺的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，并可為后續(xù)的施工過程提供良好的基礎(chǔ)。通過重復(fù)進(jìn)行下一節(jié)段的安裝，將整個(gè)作業(yè)平臺完全組裝并投入使用。

4.1.3 作業(yè)平臺安裝步驟

作業(yè)平臺的安裝工藝包括以下4個(gè)步驟：

步驟一：平整地面場地，并進(jìn)行搭設(shè)拼裝支架。

步驟二：對于東側(cè)兩根挑臂及軌道進(jìn)行拆除處理，進(jìn)行檢查及加固I20工字鋼倒掛軌道。

步驟三：安裝新吊架，制作并安裝倒掛輪，同時(shí)對電動(dòng)葫蘆進(jìn)行安裝及調(diào)試，以保證左右兩側(cè)趨于平衡。

步驟四：在滑移過程中，檢查倒掛軌道的變形及受力情況，時(shí)刻注意平臺架體的水平。作業(yè)平臺安裝施工如圖2所示。

4.2 作業(yè)平臺拆除

為確保整個(gè)作業(yè)的安全和順利進(jìn)行，作業(yè)平臺的拆除過程需要做到以下幾點(diǎn)：

在起吊過程中，需要注意保持平臺的穩(wěn)定，避免發(fā)生搖晃或傾斜[6]。在平臺上設(shè)置專門的滑移裝置，以確保平臺在滑移過程中的穩(wěn)定性。在平臺被吊至地面后，在地面進(jìn)行解體作業(yè)。

解體前需要確保平臺上的各種設(shè)備和儀器已經(jīng)關(guān)閉并斷開電源，以避免發(fā)生意外事故。解體時(shí)需要按照順序進(jìn)行，從頂部到底部，從一側(cè)到另一側(cè)，逐步拆解各個(gè)部件，并做好相應(yīng)的標(biāo)記和記錄，以便后續(xù)的修復(fù)和安裝。

5 實(shí)例分析

5.1 工程概況

某城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁位于市中心，是城市交通的重要組成部分。該橋梁由于使用年限過長，存在一定的結(jié)構(gòu)損傷和安全隱患，需要進(jìn)行全面的檢測和維修。其中，基礎(chǔ)作業(yè)平臺的改造是整個(gè)工程的關(guān)鍵部分之一。其目是在增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)改善作業(yè)環(huán)境，保障施工人員的安全。

該施工的主要內(nèi)容包括對原有作業(yè)平臺進(jìn)行加固和改造，提高承載能力和穩(wěn)定性，同時(shí)增強(qiáng)平臺的抗風(fēng)、抗震能力。其平臺采用Q345鋼，從上述所提三個(gè)面著手，采取有效的安全措施，保障施工人員的安全，并確保作業(yè)平臺的安裝與拆除施工順利進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)對施工質(zhì)量的控制。

5.2 驗(yàn)證方法

根據(jù)轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)特性，采用ANSYS軟件進(jìn)行模擬計(jì)算分析，以實(shí)現(xiàn)對所提技術(shù)方法有效性的驗(yàn)證。ANSYS軟件中BEAM188單元是一種具有高度真實(shí)感的梁單元，能夠準(zhǔn)確地模擬梁的彎曲、伸長、壓縮等行為，適用于各種復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)分析。

在模型建立過程中，通過剛接、耦合等方式實(shí)現(xiàn)各部分之間的連接。剛接是指在兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間施加一定的剛性約束，以模擬實(shí)際的固定連接。耦合則是指將兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間的自由度進(jìn)行限制，以模擬實(shí)際的結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。通過這些連接方式，成功地再現(xiàn)了轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺的整體結(jié)構(gòu)和受力性能。

5.3 應(yīng)用結(jié)果分析

在完成模型建立后，對平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多種工況的分析，分析結(jié)果詳見表1。由表1可知，整個(gè)平臺結(jié)構(gòu)計(jì)算的最大應(yīng)力為290MPa，平臺最大位移為44.1mm；導(dǎo)向架的最大應(yīng)力為140MPa，平臺最大位移為37.9mm。其測試結(jié)果均在允許范圍內(nèi)，不影響城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁施工。由此可知，所提技術(shù)方法，能夠有效實(shí)現(xiàn)對施工質(zhì)量的控制，使得基礎(chǔ)作業(yè)平臺結(jié)構(gòu)安全可靠。

6 結(jié)束語

為提高基礎(chǔ)作業(yè)平臺承載能力和穩(wěn)定性，增強(qiáng)平臺的抗風(fēng)、抗震能力，本文對城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺改造施工技術(shù)展開研究。通過工程實(shí)例驗(yàn)證表明，整個(gè)平臺結(jié)構(gòu)計(jì)算的最大應(yīng)力為290MPa，最大位移為44.1mm。在允許范圍內(nèi)，不影響城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁施工，從而確保施工的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

作業(yè)平臺改造施工技術(shù)在城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。本文提出城市軌道轉(zhuǎn)體橋梁基礎(chǔ)作業(yè)平臺改造施工技術(shù)研究，可為相關(guān)工程建設(shè)提供技術(shù)指導(dǎo)和參考。

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