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简谈桥梁转体施工技术

时间:2016-11-28 访问人数:

 

桥梁转体技术,是指在桥轴线转离设计桥位的地方将桥梁主体浇筑或组装成型后,借助动力装置将其转动至设计桥位,再进行合拢的一种施工方法。具有安全、可靠、费用低、工期短、适用范围广等特点,常用于跨既有线路或跨越大河及山谷等地段的桥梁施工。 

1.桥梁转体施工方法的工作原理

桥梁转体施工方法通常分为竖直转体法和水平转体法。 

竖直转体法  主要是在较低位置进行浇筑,再逐渐将其向竖直方向拉伸至设计位置,然后合拢的施工方法。此方法目前应用面较窄,一般只用于肋拱桥。这种施工方法在跨径较大时,其转动作业的控制难度较大。 

水平转体法   是现今桥梁施工中应用较为广泛的一种方法。该法是在桥墩(或桥台)上预制一个转动轴心,转动轴心下部固定,上部施工完成后整体水平旋转到设计桥位的方法。该方法应用广泛,在T构桥、拱桥、钢桁梁桥及斜拉桥等桥梁施工上均有采用。

2.水平转体法施工方法 

目前我国进行转体施工的桥梁大部分采用的是水平转体施工.水平转体法又称平转法,其核心为完成桥墩(或桥台)上部转体到位的转动体系。目前常用的转体体系主要由转动牵引部分、转动支撑部分和平衡部分(平衡部分视情况可不采用)构成,其中转体支撑部分是该体系的关键部分。转体支撑部分由上转盘和下转盘构成。上转盘是用来承受全部转动体系重量,并通过凹凸形球面将重量传递于下转盘上。下转盘与基础相连且固定不动,用来承受上部转体体系的全部重量。桥梁通过下转盘固定不动,上转盘相对下转盘转动而完成转体。 

2.1转盘及上部结构施工 

转盘可以采用钢转盘和钢筋混凝土转盘等多种形式,钢筋混凝土转盘因其结构简单、造价低廉在施工中应用较多,所以我们主要介绍钢筋混凝土转盘。 

转盘体系的下转盘坐落在基础上,采用承受集中荷载能力较强的钢筋混凝土结构,长和宽与上转盘相同以便利于合拢后进行整体浇注。下转盘主要部件为球铰,球铰为钢筋混凝土凸形球面。为了确保转体体系灵活平稳,安全可靠,球铰浇注施工时要求球面坚实、光滑圆顺。 

铰盖为凹形球面构造,与下转盘凸形球面的球铰共同组成完成转体的传动结构。为了保证铰盖与球铰具有吻合的弧面,铰盖需在球铰上浇筑,但浇注时要注意与球铰分开,一般在球铰表面铺设塑料薄膜,塑料薄膜包裹时要紧贴表面,不能产生皱折,待铰盖混凝土强度达到设计值的80%后撤去薄膜。隔膜撤除后对不平整处进行磨光处理,直至球铰与铰盖的有效接触面积达到总接触面积的90%以上,然后在球铰与铰盖之间均匀涂抹润滑油,以减小摩擦系数。润滑剂一般使用二硫化铜或黄油四氟粉等。最后将铰盖与上转盘联为一体,在转体过程中起到传力、传动作用。 

在非设计轴线位置进行上部结构的施工。上部结构施工的进度可视转体体系轴心承载能力大小而定。轴心承载能力大的,可完成部分桥面系工程后再进行合拢。对于无平衡配重的,可用安装上部结构的多少来调整转动体系平衡;对于有平衡配重的,宜在合拢后进行桥面施工。 

2.2转体合拢 

上部结构预制、连接完成后,进入转体合拢阶段。为了使转动轴心以上部分整体平衡转动,有平衡重转体时应详细计算配重量。同时为了防止转体时发生倾斜,在上下转盘间加设保险脚来防止倾斜。 

转体动力装置由主控台、千斤顶、牵引索和反力墩组成。采用的千斤顶型号视转体力学计算所得千斤顶推力数值而定。转体时在下转盘对称布置两台(为稳妥起见,一般还应布置几台助推千斤顶,作为初始起动牵引的动力储备),通过穿过千斤顶的牵引索将力传递给上传盘,千斤顶的底座支撑混凝土反力墩上。正式转体前要进行试转,其主要目的是检测整个转动体系状况,确定转动启动的最大力矩,并得出转盘摩擦系数。试转时还要测试系统一次点动时结构转动的弦线距离,为正式转体后期精确定位提供数据。正式转体时,启动系统后两侧千斤顶需同时等速加力,推动上转盘及上部结构转动。一个行程结束后同时卸载两侧千斤顶,调整千斤顶位置至上转盘转动的切线方向,再启动系统继续顶推。如此反复,直至桥梁转到设计位置。 

转体合拢时要注意转动的平稳和匀速,并要用一起进行中线和标高控制。转体过程中如出现两端的标高变化较大时,应立即停止转体并采用朝标高上升的一端加载的措施,直至标高恢复正常后再继续转体。转体就位后,要对中线和标高进行检查,确认无误后焊接接头钢筋,并浇筑接头混凝土。最后在接头混凝土达到强度后,封闭上下转盘,完成转体施工作业。 

目前,桥梁转体施工技术在我国已经相当成熟且广泛得以应用,在我国未来的桥梁建设中,转体施工技术将发挥越来越大的作用。