于书广,刘声强
郑州拓野筑路有限公司,河南 郑州 451450
随着我国交通事业的发展,在现有城市框架下修筑桥梁扩展交通路线成为城市建设的一个重要组成部分,在已经成为在城市交通繁忙的主干道上建造桥梁,如何最大限度的把因施工对公民的正常出行及交通运输造成的影响降低到最小值,在多种施工方法并存的情况下,我们要择优取之。如采用转体施工法施工就能收到良好的技术和经济效益。下面对一些转体施工技术作以简要阐述。
转体施工法具有许多优良特点,具有以下表现形式。可以利用地形,方便预制构件。施工期间不断航,不影响桥下交通,并可在跨越通车线路上进行桥梁施工。施工设备少,装置简单,容易制作并便于掌握。节省木材,节省施工用料,转体施工与缆索无支架施工比较,可节省木材80%,节省施工用钢60%。减少高空作业,施工工序简单,施工迅速;当主要结构先期合拢后,给以后施工带来方便。转体施工适合于单跨和三跨桥梁,可在深水、峡谷中建桥采用,同时也适用于在平原地区以及用于城市跨线桥。大跨径桥梁采用转体施工将会取得较好的技术经济效益,转体重量轻型化、多种工艺综合利用,是大跨桥及特大跨桥施工有力的竞争方案。
转体的方法可以采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体。平面转体是在河流的两岸或城市主干道两侧进行半桥的预制工作,之后将预制桥梁水平转动至桥位轴线位置,从而克服在桥位轴线上施工的困难。竖向转体是在桥下地面或水面进行半桥的预制拼装,之后将桥梁结构竖向转动至设计标高。
目前转体施工法已应用在拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。用转体施工法建造大跨径桥,可不搭设费用昂贵的支架,减少安装架设工序。把复杂的、技术性强的高空作业和水上作业变为岸边的陆上作业,不但施工安全、质量可靠,而且在通航河道或车辆频繁的跨线立交桥的施工中可不干扰交通,不间断通航,减少对环境的损害,减少施工费用和机具设备,是具有良好的技术经济效益和社会效益的桥梁施工方法之一。
钢管拱肋竖转法扒杆吊装的工作内容为,将中拱分成两个半拱在地面胎架上焊接完成,通过对焊接质量、几何尺寸、拱轴线形等验收合格后,由竖在两个主墩顶部的两副扒杆分别将其拉起,在空中对接合拢,由于两边拱处地形较高,故边拱拱肋直接由吊车在胎架上就位拼装。扒杆吊装系统设计的主要工作为,起吊及平衡系统的计算;扒杆的计算;扒杆背索及主地锚的计算;设置拱脚旋转装置等。
安装拱肋胎架,安装拱脚旋转装置,安装地锚,安装扒杆及背索,拼装钢管拱肋,安装起吊及平衡系统,起吊一侧半拱,起吊另一侧半拱,拱肋合拢,拱肋标高调整,焊接合拢接头,拆除扒杆,封固拱脚。
为了便于安装,扒杆分段接长,立柱钢管分为若干节,两节之间用法兰连接。安装时先在地面将两根立柱拼装好,用吊车将其底部吊于墩顶扒杆底座上,并用临时轴销锁定,待另一端安装完扒杆顶部横梁后,由吊车抬起扒杆头至一定高度,再改用扒杆背索的卷扬机收紧钢丝绳将扒杆竖起。
起吊采用两台同步慢速卷扬机,待拱肋脱离胎架10cm左右,停机检查各部件运转是否正常,并根据对扒杆的受力与变形、钢丝绳的行走、卷扬机的电流变化等情况的观测结果,判断能否正常起吊。当一切正常时,即进行拱肋竖向转体吊装。拱肋吊装完成后,进行拱肋轴线调整和跨中拱肋接头的焊接。
有平衡重平面转体施工的特点是转体重量大,施工的关键是转体。要把数百吨重的转动体系顺利、稳妥地转到设计位置,主要依靠以下两项措施实现:正确的转体设计;制作灵活可靠的转体装置,并布设牵引驱动系统。目前国内使用的转体装置有两种,都是通过转体实践考验行之有效的。第一种是以四氟乙烯作为滑板的环道平面承重转体;第二种是以球面转轴支承辅以滚轮的轴心承重转体。
转动体系主要由底盘、上盘、背墙、桥体上部构造、拉杆(或拉索)组成。底盘和上盘都是桥台基础的一部分,底盘和上盘之间设有能使其相互间灵活转动的转体装置。背墙一般就是桥台的前墙,它不但是转动体系的平衡重,而且还是转体阶段桥体上部拉杆的锚碇反力墙。拉杆一般就是拱桥的上弦杆(桁架拱、刚架拱),或是临时设置的体外拉杆钢筋(或扣索钢丝绳)。
转动体系最关键的部位是转体装置,它是由固定的底盘和能旋转的上转盘构成。底盘就是桥台的下部。聚四氟乙烯滑板环道这是一种平面承重转体装置,它由设在底盘和上转盘问的轴心和环形滑道组成,具体构造有环形滑道构造,轴心构造,其间由扇形板联结。球面铰辅以轨道板和钢滚轮这是一种以铰为轴心承重的转动装置。它的特点是整个转动体系的重心必须落在轴心铰上,球面铰既起定位作用,又承受全部转体重力,钢滚轮只能起到稳定和保险作用。球面铰可以分为半球形钢筋混凝土铰、球面形钢筋混凝土铰、球面形钢铰。前两种由于直径较大,故能承受较大的转体重力。
综上所述,转体施工技术由于具有多种优良特点,被广泛的应用于现代桥梁施工当中。随着实践的推进,现有的施工方法也日渐不能满足工程的需要。
[1]庄卫林,黄道全.丫髻沙大桥转体施工工艺设计[J].桥梁建设,2000(1).
[2]王道斌.莲沱大桥钢管拱肋竖转吊装的方案设计与施工[J].桥梁建设,1997(2).
[3]张健峰,钟启宾.桥梁水平转体法施工的成就及发展[J].铁道标准设计,1992(6).
[4]陈英杰.桥梁转体施工技术研究与应用[J].中国市政工程,2006(2).
[5]胡素敏.桥梁转体施工方法及发展应用[J].交通世界(建养.机械),2008(1).