桥梁转体施工技术运用分析

2021-01-27戴龙斌芦靓

运输经理世界 2020年6期

文/戴龙斌、芦靓

1 前言

转体施工技术的研发和应用，能够扩大桥梁建设施工范围，形成新的建设桥梁思路。把桥梁直接分为两个半跨的结构，在特定的位置上安装，通过旋转系统将半跨移动到指定位置，提升跨中合拢的施工质量。按照相关分析可知，在20世纪40年代，该技术在桥梁建设领域中得到广泛应用，并且随着科学技术不断发展，该工艺也得到了优化，所以我们要研究桥梁转体施工技术，探寻出有效的技术方案，对桥梁事业发展有积极促进作用。

2 技术优点与局限性分析

2.1 技术优势

2.1.1 该施工方法主要是将桥梁结构形式制作为可以旋转的形式，通过结果的运转以及相关的设备进行桥梁系统组成，防止在河道中建设比较大的支撑管架，有效缩短钢管周转时间，成本相对较低。

2.1.2 适当改变高空作业和水上岸边陆地作业方式，实现施工场地扩大，提升施工质量水平。

2.1.3 内河航道或者车辆频繁进行跨线立交桥的施工中不会间断通航和交流，在主体结构进行先期合拢后，为后续施工提供良好基础。

2.1.4 转体合拢设备相对简单，能够保持良好的外形和质量。

2.1.5 转体施工法操作比较简单方便，可以提高施工速度，具备较高的经济效益。

2.2 技术局限性

自媒体又称“个人媒体”或“公民媒体”，是普通大众以现代化和电子化的手段，传递规范性及非规范性信息，提供与分享他们自身的事实、新闻的途径。本研究通过微信和新浪微博等自媒体平台，在搜索栏输入“黄山民宿”，剔除纯图片，纯营销，纯介绍性文字，得到最终有效游记和评价共198条。

2.2.1 施工中能够通过钢筋混凝土球铰加工制作、磨合难度是很高的，土建工序控制要求高。

2.2.2 合拢环节通过连续千斤顶进行钢绞线上升操作，不能自动下降。在顶升到超出规定位置后，就能实现高程下调处理。使用手工放松夹片，该操作难度比较高。一旦夹片的小螺钉断裂，就会导致取出夹片难度增大。

2.2.3 转体施工方式的应用可以有效减轻结构重量、增大跨度，避免使用轻型结构或者劲性骨架，稳定性下降，造成砖体失稳问题的出现，所以要引起足够的重视。

2.2.4 存在裂缝性可能较大，尤其是在一些拱架位置，背墙的体现较为明显，安全问题得不到全面保障。

3 桥梁转体施工技术应用

3.1 项目概况

某高速公路桥梁采用钢结构T 型梁，基础为F1.8m 的冲孔灌注桩基础，桩体长度尺寸为24m，入岩2m，承台高5m。2～50m 跨度的T形钢构采用平面转体施工，其中2×40m 梁体与钢壁墩通过平面转体的作业方式。2×40m 的梁体和钢壁墩是在支架结构上进行的现浇施工，和墩身与基础结构部分都布置有转盘的形式，两幅桥同步逆时针转体43°27′，其他结构部分的两边墩出塔支架部分所应用的是原位现浇8m 的梁段施工方式，在转体结束后就能够和T 梁结构进行合龙施工，此时该部分的长度是3m[1]。结合工程的实际情况制定出切实可行的施工工艺，保证各个结构的性能合格，达到最终的桥梁质量标准。

3.2 转体系统施工

3.2.1 转盘结构

将准备好的转盘部件直接安装到墩底和承台之间的位置上，上转盘的半径与下转盘的半径分别为1.500m、1.501m。在其中间的部位上安装转轴部件，主要操作如下所示：设Φ288mm的钢转轴设置于下转盘处，同时将Φ290mm 的钢轴套在上转盘位置。转轴的安装能够有效预防上下转体结构发生中心偏离的情况，还能让铰中心和上盘结构中心达到重合的要求。同时，上转盘中的钢板地面需要粘贴上部锈钢板，有效降低摩擦力的影响，使整个结构的安全性和稳定性合格[2]。下转盘位置上设定8 个保险腿，保险腿中间区域安装2 个千斤顶，其作用在对结构的调节。值得注意的是，在上转盘与保险腿的间隔上其误差控制要＜2mm 以下，保险腿和上转盘的间隙需要保持在5mm 以内。

3.2.2 转体牵引体系

本次桥梁的施工中，平转牵引体系中包含的组成结构比较多，例如牵引系统、动力系统与相关结构。具体施工中，采用全液压与自动化设备进行作业，达到同步牵引力均衡的操作效果，让整个转体达到平衡的要求，不会存在冲击颤动的影响，这是效果非常好且稳定的施工设备。每座转体工程系统中，都安装相同型号的千斤顶（ZLD100 型），同时配置ZLB 液压泵站2 台与主控制器1 台，这些设备需要采用电缆进行连接使其成为工作系统。前后部分使用2 台千斤顶进行串联组合形成，在千斤顶控制中需要使用前方装夹部分进行控制。

调试符合要求后的动力设备直接运输到施工地点进行对位安装，给泵站油箱中加入一定量的液压油，和油路与电路进行联系，形成稳定的系统结构，保证系统处于最佳的工作状态中。预埋牵引系统要做好各个连接钢绞线的清洁处理，不会有任何的油污或者锈迹，逐步进行缠绕排列，穿过ZLD100 型千斤顶[3]。先逐根进行钢筋部分的预紧处理，然后通过牵引整体预紧的方式，保证各个牵引索的钢绞线达到一致性的要求。牵引索安装中要做好如下几个方面：锚固长度符合要求；出口位置没有死弯；预留长度合理，有至少4m 的工作长度。从牵引索安装结束后开始进行防护处理，尤其要避免电焊损伤。施工阶段对潮湿问题与锈蚀问题考虑，按照实际要求喷涂防锈剂。

锚固构件主要是通过应用钢板组焊到预埋的转盘中，然后结合拉力进行必要的控制；反力架直接安装到平台中。通过型钢、钢板组合形成的整体结构，承台施工环节，在相应位置上将槽口预留出来，当上部悬臂梁完工后，即可进行支架安装施工，达到安装精度的要求，进行预留槽口部分的浇筑作业，控制张力参数。本次桥梁通过转体法进行施工，完成后就能够进行桥梁部分施工，各个技术参数都达到技术标准。整个桥梁通过转体法施工达到技术标准，下部交通不中断，不会出现延误工期的情况，保证高速公路通行顺利进行。

3.3 转体法施工过程

在具体项目开展的环节中，按照不同类型的桥梁以及地质条件，对转体施工技术的应用要点进行分析。当前该技术主要用于大孔径桥梁工程，尤其是穿越自然风景区、立交等情况下，因为施工现场受到很大的限制，所以通过转体方式顺利施工。从具体情况分析，桥梁转体施工阶段，并不会使用吊装设备进行，可以使用其自身的结构转动就能够达到安装的施工要求，避免使用大量的支架，木材使用量比较少[4]。同时，转体采用的是轴心的方式进行旋转处理，所以操作非常的简单。能够利用桥墩等轴心受力部件承载整体的荷载，其他的桥墩部分承载性能较高，所以转动可以保证安全性和稳定性。

此外，还能够利用整体预制半孔上部结构确保转体达到稳定性的标准。转体机械选择过程中，仅仅是通过两盘绞磨、几组滑轮就能够在短时间内达到转体的施工标准。在桥梁转体作业环节，进行受力条件的分析，让整个结构的受力达到平衡性要求，避免在施工中存在有桥梁的倾覆问题，提高工程施工的安全性。同时在确保受力的允许值达到技术标准要求，避免发生结构损坏的问题，最终让整个锚固体系都能够达到安全、稳定的标准。桥梁转体在施工环节，需要保证施工时间在合理的范围内。从大量的施工经验分析发现，很多施工项目都能够保证时间在几十分钟内完成，最多不会超出1 天，确保荷载符合技术标准。

4 转体稳定性控制

转体桥梁稳定性的控制主要是从下面两点进行：

4.1 转动体倾覆稳定性控制

在施工环节支架拆除和转体施工中，平衡操作是非常重要的，应该达到安全性标准。施工支架拆除之后，转体平衡会发生如下的问题：转体球铰摩阻力矩小于转动体不平衡力矩；转动体球铰摩阻力矩大于转动不平衡力矩。前者的情况发生，就说明支架拆除后转动体的结构会导致其不平衡而出现转动情况；后者的情况发生，就说明支架拆除后转动体结构因为不平衡而出现无法转动的情况。为了让桥梁转动体成为整体结构拆架时安全有序开展，给大桥的转体结构施工提供良好基础，所以在转体前应该做好称重检测，如果发现存在平衡情况要及时做出调整[5]。因此，桥梁的转体实施环节，特别是转体超过万吨，让安全性合格，及时进行大桥转体的指挥和决策，做好不平衡力矩计算与分析，为后续施工提供良好基础。

4.2 拱肋屈曲稳定性管控

在桥梁工程施工的阶段中，拱肋的稳定性是非常重要的一项内容，而在应用转体施工环节，要更加重视该方面的问题。经过长期的发展，拱的稳定性研究仅仅是通过光滑理想拱轴线的方式进行。从实际情况分析，拱轴线在拱桥施工中并不是可以达到要求的。转体桥梁技术的实践达到了操作要求与承载要求，因此，在施工中采用的方式以薄壁结构方式为主，通过该方式实现转体的荷载消除，提升结构稳定性。特别是针对钢箱薄壁截面拱肋来说，由于在主拱施工前后会对加劲肋版和侧面部分的曲面进行处理，因此，在合拢完毕后，需要及时进行混凝土施工。刚开始浇筑的混凝土并不具备任何承载力，主要是通过自重的方式进行薄壁项形拱圈，转体桥施工多数都是在比较深的山谷中，并不能制作支架施工。在这些因素的影响下，会直接造成二期混凝土加载的实施环节桥梁出现平面外屈曲的情况。在施工环节，拱肋稳定性应该做好计算和控制。首先通过有限元方式进行受力分析，确定出达到拱肋稳定性的具体条件，然后进行施工环节监控，如果存在变形或者屈曲的问题，要立即停止施工，并且进行必要处理以达到工程标准。