谈桥梁转体施工工艺与关键技术.doc

0引言随着科学技术的不断发展桥梁无支架施工不断出现新工艺转体施工就是其中的一种桥梁转体施工适用跨越深谷急流难以吊装的特殊河道具有节省吊装费用安全可靠整体性好等特点1桥梁转体施工工艺的工作原理所谓桥梁转体施工工艺的工作原理就像挖掘机铲臂随意旋转一样在桥台单孔桥或桥墩多孔桥上分别预制一个转动轴心以转动轴心为界把桥梁分为上下两部分上部整体旋转下部为固定墩台基础这样可根据现场实际情况上部构造可在路堤上或河岸上预制旋转角度也可根据地形随意旋转2桥梁转体施工工艺的特点21桥梁转体施工工艺适用于跨径较大的单孔或多孔钢筋混凝土桥梁施工尤其适用于跨越深谷水深流急和公铁立交风景胜地自然保护区等施工受限制的现场22由于桥梁转体施工是靠结构自身旋转就位不用吊装设备并可节省大量支架木材或钢材23采用混凝土轴心转体施工转体工艺简便易行转体重量全部由桥墩或桥台球面混凝土轴心承受承载力大转动安全平衡可靠24可将半孔上部结构整体预制结构整体性强稳定性好更能体现结构的力学性能的合理性25施工工艺和所用施工机械简单转体时仅需两盘绞磨几组滑轮即可使上部结构在短时间内转体就位简便易行易于掌握便于推广3转体施工法的关键技术转体施工法的关键技术问题是转动设备与转动能力施工过程中的结构稳定和强度保证结构的合拢与体系的转换31竖转法竖转法主要用于肋拱桥拱肋通常在低位浇筑或拼装然后向上拉升达到设计位置再合拢竖转体系一般由牵引系统索塔拉索组成竖转的拉索索力在脱架时最大因为此时拉索的水平角最小产生的竖向分力也最小而且拱肋要实现从多跨支承到铰支承和扣点处索支承的过渡脱架时要完成结构自身的变形与受力的转化为使竖转脱架顺利有时需在提升索点安置助升千斤顶竖转施工方案设计时要合理安排竖转体系索塔高支架高拼装位置高则水平交角也大脱架提升力也相对小但索塔拼装支架受力特别是受压稳定问题也大材料用量也多反之亦然在竖转过程中主要要考虑索塔的受力和拱肋的受力尤其是风力的作用在施工工艺上竖转铰的构造与安装精度索鞍与牵转动力装置索塔和锚固系统是保证竖转质量转动顺利和安全的关键所在国内的拱桥基本上为无铰拱竖转铰是施工临时构造所以竖转铰的结构与精度应综合考虑满足施工要求和降低造价跨径较小时可采用插销式跨径较大时可采用滚轴拉索的牵引系统当跨径较小时可采用卷扬机牵引跨径较大要求牵引力较大牵引索也较多时则应采用千斤顶液压同步系统32平转法平转法的转动体系主要有转动支承系统转动牵引系统和平衡系统转动支承系统是平转法施工的关键设备由上转盘和下转盘构成上转盘支承转动结构下转盘与基础相联通过上转盘相对于下转盘转动达到转体目的转动支承系统必须兼顾转体承重及平衡等多种功能按转动支承时的平衡条件转动支承可分为磨心支承撑脚支承和磨心与撑脚共同支承三种类型磨心支承由中心撑压面承受全部转动重量通常在磨心插有定位转轴为了保证安全通常在支承转盘周围设有支重轮或支撑脚正常转动时支重轮或承重脚不与滑道面接触一旦有倾覆倾向则起支承作用在已转体施工的桥梁中一般要求此间隙从220mm间隙越小对滑道面的高差要求越高磨心支承有钢结构和钢筋混凝土结构在我国以采用钢筋混凝土结构为主上下转盘弧形接触面的混凝土均应打磨光滑再涂以二硫化铜或黄油四氟粉等润滑剂以减小摩擦系数一般在003006之间撑脚支撑形式下转盘为一环道上转盘的撑脚有4个或4个以上以保持平转时的稳定转动过程支撑范围大抗倾稳定性能好但阻力力矩也随之增大而且环道与撑脚的施工精度要求较高撑脚形式有采用滚轮也有采用柱脚的滚轮平转时为滚动摩擦摩阻力小但加工困难而且常因加工精度不够或变形使滚轮不滚采用柱脚平转时为滑动摩擦通常用不锈钢板加四氟板再涂黄油等润滑剂其加工精度比滚轮容易保证通过精心施工已有较多成功的例子第三类支承为磨心与撑脚共同支承大里营立交桥采用一个撑脚与磨心共同作用的转动体系在撑脚与磨心连线的垂直方向设有保护撑脚如果撑脚多于一个则支承点多于2个上转盘类似于超静定结构在施工工艺上保证各支撑点受力基本符合设计要求比较困难水平转体施工中能否转动是一个很关键的技术问题一般情况下可把启动摩擦系数设在006008之问有时为保证有足够的启动力按01配置启动力因此减小摩阻力提高转动力矩是保证平转顺利实施的两个关键转动力通常安排在上转盘的外侧以获得较大的力臂转动力可以是推力也可以是拉力推力由千斤顶施加但千斤顶行程短转动过程中千斤顶安装的工作量又很大为保证平转过程的连续性所以单独采用千斤顶顶推平转的较少转动力通常为拉力转动重量小时采用卷扬机转体重量大时采用牵引千斤顶有时还辅以助推千斤顶用于克服启动时静摩阻力与动摩阻力之间的增量平转过程中的平衡问题也是一个关键问题对于斜拉桥T构桥以及带悬臂的中承式拱桥等上部恒载在墩轴线方向基本对称的结构一般以桥墩轴心为转动中心为使重心降低通常将转盘设于墩底对于单跨拱桥斜腿刚构等平转施工分为有平衡重与无平衡重转体两种有平衡重时上部结构与桥台一起作为转体结构上部结构悬臂长重量轻桥台则相反在设置转轴中心时尽可能远离上部结构方向以求得平衡如果还不平衡则需在台后加平衡重无平衡重转体只转动上部结构部分利用背索平衡使结构转体过程中被转体部分始终为索和转铰处两点支承的简支结构33转体施工受力转体施工的受力分析目的是保证结构的平衡以防倾覆保证受力在容许值内以防结构破坏保证锚固体系的可靠性转体过程历时较短少则几十分钟最多不超过一天所以主要考虑施工荷载在大风地区按常见的风力考虑通常不考虑地震荷载和台风影响这主要从工期选择来保证此外转体结构的变形控制合拢构造与体系转换也是转体施工应考虑的重要问题桥梁转体施工是近年出现的一种新工艺最适宜在跨越深谷急流及公铁立交情况下采用通过有平衡重和无平衡重两桥试验结果分析桥梁转体施工工艺无论从技术上和经济上都是可行的和经济的特殊桥位处采用此工艺最好