淺談橋梁轉體施工
2015-06-05
橋梁轉體法施工，是指在橋軸線轉離設計橋位的地方將橋梁主體澆筑或組裝成型后，借助動力裝置將其轉動至設計橋位，再進行合攏的一種施工方法。具有安全、可靠、費用低、工期短、適用范圍廣等特點，常用于跨既有線路或跨越大河及山谷等地段的橋梁施工。
1橋梁轉體施工方法的工作原理
橋梁轉體施工方法通常分為豎直轉體法和水平轉體法。
豎直轉體法主要是在較低位置進行澆筑，再逐漸將其向豎直方向拉伸至設計位置，然后合攏的施工方法。此方法目前應用面較窄，一般只用于肋拱橋。這種施工方法在跨徑較大時，其轉動作業(yè)的控制難度較大。
現今橋梁施工中應用較為廣泛的是水平轉體法，該法是在橋墩（或橋臺）上預制一個轉動軸心，轉動軸心下部固定，上部施工完成后整體水平旋轉到設計橋位的方法。該方法應用廣泛，在T構橋、拱橋、鋼桁梁橋及斜拉橋等橋梁施工上均有采用。
2橋梁轉體施工方法的發(fā)展歷史
最早應用的橋梁轉體方法是豎直轉體法。上世紀四十年代，法國利用豎直轉體法建造了世界上第一座轉體橋，隨后各國均有應用此法建造的橋梁（如：意大利的多姆斯河橋，德國的阿根托貝爾橋等）。水平轉體法最早出現是在1976年建成的奧地利維也納機場多瑙河橋，此后世界各國也都相繼用此法建造過橋梁（如：比利時的本·艾因橋等）。我國是從上世紀70年代始研究轉體施工技術的，最早采用轉體法施工的是我國四川省遂寧縣跨徑77米的鋼筋混凝土箱肋拱。隨后我國橋梁施工中多次采用該方法，如：四川涪陵烏江大橋、四川綿陽橋、江西貴溪跨線橋、山東大里營立交橋、廣西鴛江拱橋等。
3水平轉體法施工方法
目前我國進行轉體施工的橋梁大部分采用的是水平轉體施工，所以在這里詳細介紹水平轉體法。
水平轉體法又稱平轉法，其核心為完成橋墩（或橋臺）上部轉體到位的轉動體系。目前常用的轉體體系主要由轉動牽引部分、轉動支撐部分和平衡部分（平衡部分視情況可不采用）構成，其中轉體支撐部分是該體系的關鍵部分。轉體支撐部分由上轉盤和下轉盤構成。上轉盤是用來承受全部轉動體系重量，并通過凹凸形球面將重量傳遞于下轉盤上。下轉盤與基礎相連且固定不動，用來承受上部轉體體系的全部重量。橋梁通過下轉盤固定不動，上轉盤相對下轉盤轉動而完成轉體。
3.1轉盤及上部結構施工
轉盤可以采用鋼轉盤和鋼筋混凝土轉盤等多種形式，鋼筋混凝土轉盤因其結構簡單、造價低廉在施工中應用較多，所以我們主要介紹鋼筋混凝土轉盤。
轉盤體系的下轉盤坐落在基礎上，采用承受集中荷載能力較強的鋼筋混凝土結構，長和寬與上轉盤相同以便利于合攏后進行整體澆注。下轉盤主要部件為球鉸，球鉸為鋼筋混凝土凸形球面。為了確保轉體體系靈活平穩(wěn)，安全可靠，球鉸澆注施工時要求球面堅實、光滑圓順。
鉸蓋為凹形球面構造，與下轉盤凸形球面的球鉸共同組成完成轉體的傳動結構。為了保證鉸蓋與球鉸具有吻合的弧面，鉸蓋需在球鉸上澆筑，但澆注時要注意與球鉸分開，一般在球鉸表面鋪設塑料薄膜，塑料薄膜包裹時要緊貼表面，不能產生皺折，待鉸蓋混凝土強度達到設計值的80%后撤去薄膜。隔膜撤除后對不平整處進行磨光處理，直至球鉸與鉸蓋的有效接觸面積達到總接觸面積的90%以上，然后在球鉸與鉸蓋之間均勻涂抹潤滑油，以減小摩擦系數。潤滑劑一般使用二硫化銅或黃油四氟粉等。最后將鉸蓋與上轉盤聯(lián)為一體，在轉體過程中起到傳力、傳動作用。
在非設計軸線位置進行上部結構的施工。上部結構施工的進度可視轉體體系軸心承載能力大小而定。軸心承載能力大的，可完成部分橋面系工程后再進行合攏。對于無平衡配重的，可用安裝上部結構的多少來調整轉動體系平衡；對于有平衡配重的，宜在合攏后進行橋面施工。
3.2轉體合攏
上部結構預制、連接完成后，進入轉體合攏階段。為了使轉動軸心以上部分整體平衡轉動，有平衡重轉體時應詳細計算配重量。同時為了防止轉體時發(fā)生傾斜，在上下轉盤間加設“保險腳”來防止傾斜。
轉體動力裝置由主控臺、千斤頂、牽引索和反力墩組成。采用的千斤頂型號視轉體力學計算所得千斤頂推力數值而定。轉體時在下轉盤對稱布置兩臺(為穩(wěn)妥起見，一般還應布置幾臺助推千斤頂，作為初始起動牽引的動力儲備)，通過穿過千斤頂的牽引索將力傳遞給上傳盤，千斤頂的底座支撐混凝土反力墩上。正式轉體前要進行試轉，其主要目的是檢測整個轉動體系狀況，確定轉動啟動的最大力矩，并得出轉盤摩擦系數。試轉時還要測試系統(tǒng)一次點動時結構轉動的弦線距離，為正式轉體后期精確定位提供數據。正式轉體時，啟動系統(tǒng)后兩側千斤頂需同時等速加力，推動上轉盤及上部結構轉動。一個行程結束后同時卸載兩側千斤頂，調整千斤頂位置至上轉盤轉動的切線方向，再啟動系統(tǒng)繼續(xù)頂推。如此反復，直至橋梁轉到設計位置。
轉體合攏時要注意轉動的平穩(wěn)和勻速，并要用一起進行中線和標高控制。轉體過程中如出現兩端的標高變化較大時，應立即停止轉體并采用朝標高上升的一端加載的措施，直至標高恢復正常后再繼續(xù)轉體。轉體就位后，要對中線和標高進行檢查，確認無誤后焊接接頭鋼筋，并澆筑接頭混凝土。最后在接頭混凝土達到強度后，封閉上下轉盤，完成轉體施工作業(yè)。
4結束語
橋梁轉體施工技術目前在我國橋梁建設中應用廣泛，橋梁建設者在橋梁轉體施工中也積累了大量的經驗。如今橋梁轉體施工技術在我國已經相當成熟，具有很高的推廣價值。在我國未來的橋梁建設中，轉體施工技術將發(fā)揮越來越大的作用。
