橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

1、橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)第3期(總第165期)2007年6月20日華東公路eastchinahighwayno.3(totalno.165)june2007文章編號:10017291(2007)03000803文獻標(biāo)識碼:b橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)周廣偉.黃龍華(中鐵大橋局集團,湖北武漢430050)摘要:結(jié)合國內(nèi)幾座典型橋梁的轉(zhuǎn)體施工方法,重點闡述橋梁轉(zhuǎn)體施工的工藝,方法以及轉(zhuǎn)體施工的各項保證措施.關(guān)鍵詞:橋梁;轉(zhuǎn)盤;平轉(zhuǎn);豎轉(zhuǎn);技術(shù)措施1前言近年來,隨著橋梁施工技術(shù)及施工工藝的不斷創(chuàng)新與發(fā)展,轉(zhuǎn)體施工被廣泛應(yīng)用于高山峽谷,水深流急,航道通航頻繁及交通繁忙的城市立交,鐵路跨線等橋梁工程,將橋軸線空間施工轉(zhuǎn)化

2、為沿岸線或條件較好的地面施工,對特殊條件下橋梁施工安全,質(zhì)量,進度提供可靠保證.根據(jù)場地條件和梁體轉(zhuǎn)動類型可將轉(zhuǎn)體施工分為豎轉(zhuǎn),平轉(zhuǎn)及平豎轉(zhuǎn)相結(jié)合的施工方法.表1為轉(zhuǎn)體施工的典型橋梁實例.表1轉(zhuǎn)體施工的典型橋梁實例2橋梁平轉(zhuǎn)法施工平轉(zhuǎn)施工根據(jù)有無平衡重分為有平衡重轉(zhuǎn)體施工和無平衡重轉(zhuǎn)體施工兩種.有平衡重轉(zhuǎn)體施工主要用于單跨拱橋,斜腿剛構(gòu)等需要與墩臺一起作為轉(zhuǎn)體或在臺后加載的結(jié)構(gòu);無平衡重施工主要用于斜拉橋,連續(xù)梁橋,t(v)形剛構(gòu)橋,帶懸臂的中承式拱橋收稿日期:2007-0313等上部恒載在墩中心基本對稱的結(jié)構(gòu).2.1平轉(zhuǎn)法施工的轉(zhuǎn)動體系平轉(zhuǎn)法的轉(zhuǎn)動體系主要有承重系統(tǒng),頂推牽引系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)三

3、大部分組成.承重系統(tǒng)由上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤構(gòu)成,上轉(zhuǎn)盤支承轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu),下轉(zhuǎn)盤與基礎(chǔ)相聯(lián),通過上轉(zhuǎn)盤相對于下轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動,達到轉(zhuǎn)體目的;頂推牽引系統(tǒng)由反力座和施力設(shè)備構(gòu)成,提供轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動動力;平衡系統(tǒng)由結(jié)構(gòu)本身及保證轉(zhuǎn)體平衡的平衡荷載組成.2.2平轉(zhuǎn)法施工方法2.2.1承重系統(tǒng)施工承重系統(tǒng)是平轉(zhuǎn)法施工的關(guān)鍵,兼顧轉(zhuǎn)體,承重及平衡等多種功能.主要由上轉(zhuǎn)盤,下轉(zhuǎn)盤和球絞等組成(圖1),承重系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)是球絞.上轉(zhuǎn)盤是轉(zhuǎn)體的主要承重結(jié)構(gòu),其上設(shè)有防止轉(zhuǎn)體傾覆的保險支腿(一般為68個);下轉(zhuǎn)盤設(shè)有頂推反力座和環(huán)道等.圖1承重系統(tǒng)示意圖(1)球絞豎向反力計算當(dāng)偏心距為e時,轉(zhuǎn)體由球絞和兩個保險支腿三點支撐.在最不利位

4、置時支腿至轉(zhuǎn)軸中心距為r.支腿豎向反力2與球絞軸心處豎向反力計算如下:nz=ge/r,2007年第3期周廣偉,黃龍華:橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)一9一nl=g一2式中球絞軸心處豎向反力;2保險支腿豎向反力;g轉(zhuǎn)體部分總重力;e偏心距(一般取0.1m一0.2m);r最不利狀態(tài)下保險支腿中線至轉(zhuǎn)盤中心距離.(2)球絞平面半徑計算球絞球面半徑一般取8m,則球絞平面直徑d計算如下:d2/(竹k.)式中d球絞平面直徑;球絞接觸面積折減系數(shù)(一般取0.650.7);.球絞下混凝土的標(biāo)準(zhǔn)抗壓強度.(3)轉(zhuǎn)盤,球絞施工轉(zhuǎn)盤分為下轉(zhuǎn)盤,上轉(zhuǎn)盤兩部分.上下轉(zhuǎn)盤通過球絞連接,球絞一般采用鋼板精加工而成.承臺施工完畢后,精確安

5、裝球絞,定位后用注漿混凝土固定.上轉(zhuǎn)盤附著在下轉(zhuǎn)盤上安裝,固定成型后,試平轉(zhuǎn)運行,檢查無誤后進行上轉(zhuǎn)盤施工.為保證壓力的有效傳遞及球絞上,下蓋的精確定位,在上,下轉(zhuǎn)盤基礎(chǔ)混凝土中預(yù)埋設(shè)鋼筒與上,下球絞蓋點焊連接.下轉(zhuǎn)盤球絞定位后,灌注下球絞與下鋼筒內(nèi)微膨脹混凝土.球絞表面打磨光滑后在球絞表面涂抹一層厚度為1em潤滑劑(聚四氟乙烯粉與黃油的混合物,比例1:2).然后吊裝上球絞蓋,周邊對稱點焊上鋼筒,完成上球絞蓋的精確定位.2.2.2項推牽引系統(tǒng)施工頂推牽引系統(tǒng)由千斤頂,液壓站及主控臺等三部分組成.一般采用2臺或4臺連續(xù)千斤頂,同步牽引纏繞于轉(zhuǎn)盤上直徑15mm鋼絞線,形成水平轉(zhuǎn)動的純力偶.必要時在

6、啟動過程可設(shè)助力頂推千斤頂,保證轉(zhuǎn)體啟動動力(圖2).圖2頂推牽引系統(tǒng)示意圖(1)平轉(zhuǎn)牽引索牽引力計算以2臺連續(xù)千斤頂提供轉(zhuǎn)動動力為例,轉(zhuǎn)動過程中,假定動摩擦力矩全部由2束牽引索產(chǎn)生的力偶承受,則平轉(zhuǎn)牽引索的牽引力計算如下:tl=(l+)/dl式中平轉(zhuǎn)牽引力;d牽引力偶臂(上轉(zhuǎn)盤直徑);球絞處動摩擦力產(chǎn)生的阻力力矩m=l(d/2)n】/3;保險支腿中線與滑道間動摩擦力矩ln2l;,動摩擦系數(shù)(一般取值0.060.08).(2)平轉(zhuǎn)助推力計算假定利用2臺助力頂推千斤頂,協(xié)助提供轉(zhuǎn)體啟動動力,則平轉(zhuǎn)助推頂力計算如下:=(+)一(+)/d2式中平轉(zhuǎn)助推頂力;d助推力偶臂,保險支腿中線至轉(zhuǎn)動中心的距離

7、;轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)球絞處靜摩擦力產(chǎn)生力矩=22/(d/2)n1/3;保險支腿與滑道間的靜摩擦力矩=2n2l;動摩擦系數(shù)(一般取值0.10.12).(3)牽引索的選用根據(jù)牽引力,每根牽引索采用的鋼絞線根數(shù)n為:n=ktl/(口)式中n每束鋼絞線根數(shù);鋼絞線錨下控制應(yīng)力=0.75fytp(fytp鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強度);口單根鋼絞線截面面積;.材料安全系數(shù).(4)穿索退出前后工具夾片等夾緊機構(gòu),把帶有穿索套的15mm鋼絞線逐一從前置頂尾部穿心孔內(nèi)穿入,此時應(yīng)注意將前后工具錨板各孔中心找正,再順次穿過牽引裝置上的前,后工具錨板,對中板上穿出.檢查頂錨板上各鋼絞線與錨板孔是否對正,同時保證鋼絞線沒有交叉和扭轉(zhuǎn),最后

8、用手動拉緊器預(yù)緊各鋼絞線,使各鋼絞線松緊程度基本一致.2.2.3平衡系統(tǒng)施工平衡系統(tǒng)主要由橋梁本身的墩臺身,上部結(jié)構(gòu)和一10一華東公路2007年第3期平衡荷載(有平衡重時)構(gòu)成.橋梁的墩臺身,上部結(jié)構(gòu)在岸側(cè)或路側(cè)支架上施工成整體結(jié)構(gòu).平衡重主要為壓重塊或壓重水箱,以保證轉(zhuǎn)體施工時相對轉(zhuǎn)鉸平衡.2.3平轉(zhuǎn)法施工保證措施2.3.1防傾覆措施(1)在上轉(zhuǎn)盤下設(shè)置6(8)組保險支腿;(2)沿環(huán)道外側(cè)布置4臺大噸位千斤頂,調(diào)整轉(zhuǎn)體的傾斜度;(3)邊跨壓重,讓球絞和保險腿的兩后腿呈三點穩(wěn)定支撐態(tài)勢.2.3.2位控措施利用預(yù)埋件和保險支腿安放水平撐桿,防止脫模時轉(zhuǎn)動體系傾斜或自動旋轉(zhuǎn).轉(zhuǎn)體到位時,防止再度轉(zhuǎn)

9、動的措施主要有:(1)用混凝土塊將上下轉(zhuǎn)盤的孔隙墊緊;(2)焊接上下轉(zhuǎn)盤之間的連接預(yù)埋件;(3)在邊墩墩頂設(shè)限位擋塊;(4)牽引索,轉(zhuǎn)盤等作標(biāo)記,專人負責(zé),避免轉(zhuǎn)體到位后繼續(xù)牽引.2.3.3微調(diào)措施在邊墩墩頂安裝千斤頂,梁體轉(zhuǎn)體到位后進行梁端高程微調(diào).在轉(zhuǎn)盤與承臺間,防傾保險的千斤頂對轉(zhuǎn)盤進行高程微調(diào),保證轉(zhuǎn)體的水平姿態(tài).(1)縱向微調(diào):在轉(zhuǎn)盤之間,沿橫軸線下,前后對稱各設(shè)1臺大噸位千斤頂.(2)橫向微調(diào):在轉(zhuǎn)盤之間,橋軸線的左右對稱各設(shè)1臺大噸位千斤頂.(3)在邊墩頂各設(shè)置2臺大噸位千斤頂,轉(zhuǎn)體到位后對結(jié)構(gòu)實施豎向微調(diào).3橋梁豎轉(zhuǎn)法施工3.1豎轉(zhuǎn)法施工的轉(zhuǎn)動體系豎轉(zhuǎn)體系一般由起吊系統(tǒng),索塔,

10、平衡系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)支座組成.豎轉(zhuǎn)的拉索索力在轉(zhuǎn)體脫架時最大,因為此時拉索的水平角最小,產(chǎn)生的豎向分力也最小,而且拱肋要實現(xiàn)從多跨支承到鉸支承和扣點處索支承的過渡,脫架時要完成結(jié)構(gòu)自身的變形與受力的轉(zhuǎn)化.為使豎轉(zhuǎn)脫架順利,有時需在提升索點安置助升千斤頂.3.2豎轉(zhuǎn)法施工方法及工藝3.2.1豎轉(zhuǎn)法施工流程安裝旋轉(zhuǎn)支座一搭設(shè)拼裝支架,塔架及扣索及平衡索安裝一起吊安裝拱肋一豎轉(zhuǎn)對接一調(diào)整線形一正式焊接合龍.3.2.2旋轉(zhuǎn)支座施工旋轉(zhuǎn)支座主要由靠山墊和旋轉(zhuǎn)腳組成,一般采用16mn的鋼板在工廠配對沖擊而成,靠山墊根據(jù)設(shè)計位置預(yù)埋在拱座的混凝土內(nèi),旋轉(zhuǎn)腳與鋼管拱腳焊接,精度應(yīng)滿足設(shè)計和規(guī)范要求.3.2.3索塔施

11、工索塔一般采用鋼管柱或標(biāo)準(zhǔn)桿件拼裝而成,利用塔吊或汽車吊機分節(jié)吊裝.3.2.4起吊系統(tǒng)施工起吊系統(tǒng)是豎轉(zhuǎn)法施工的關(guān)鍵,主要由卷揚機,起重索,背索和滑輪組構(gòu)成.根據(jù)受力計算確定選用的卷揚機大小,滑輪組門數(shù)和鋼絲繩的直徑以及背索的配置.3.3豎轉(zhuǎn)法施工保證措施(1)保證旋轉(zhuǎn)支座的制作安裝精度,添加潤滑油以減小支座的摩擦阻力.(2)加強主副地錨的設(shè)計和施工,保證地錨系統(tǒng)絕對安全可靠.(3)合理選用卷揚機,滑車組,鋼絲繩等施工機械設(shè)備,防止起吊作業(yè)過程中出現(xiàn)卡纜和吊索跳動現(xiàn)象.(4)機械設(shè)備的配置必須有雙重保險裝置.4橋梁平豎轉(zhuǎn)相結(jié)合法施工平豎轉(zhuǎn)相結(jié)合法施工主要是拱橋在航道兩岸,道路和峽谷兩側(cè)預(yù)拼主,邊拱肋,然后用若干個同步千斤頂,借助扣索索塔,索鞍,轉(zhuǎn)盤,保險支腿和滑道等一系列輔助轉(zhuǎn)體機構(gòu),先豎轉(zhuǎn)再平轉(zhuǎn)或先平轉(zhuǎn)再豎轉(zhuǎn)的方法使拱肋在橋軸線上合龍成拱.5結(jié)語橋梁轉(zhuǎn)體施工具有結(jié)構(gòu)合理,受力明確,工藝簡便,安全可靠,施工周期短,容易推廣等特點0尤