桥梁转体施工中的不平衡问题研究

刘 爽

（中铁十七局集团第四工程有限公司， 重庆 401120）

1 转体梁的平衡姿态

桥梁转体施工需要在桥台和桥墩位置构建一个能够供桥梁旋转的轴心，轴心固定够，在依据实际工程设计要求将桥梁分阶段进行建设，普遍情况下，施工人员可依据具体建设将其分成两部分，上半部分在转体过程中，下半部分要进行相应的固定施工，以确保施工建设过程中的灵活性。吉林市雾凇高架桥工程中转体施工操作而言，桥梁全长838.727m，第5＇联19＇号墩采取挂篮悬臂法进行浇筑，第5＇联20＇号墩采取满堂支架法逐节段进行浇筑后转体。其中，第5＇联采取全部铺设，孔跨铺设设置为33.25m+62+38.25m宽度相等的桥面，变高度预应力混凝土采用连续箱桥，桥面整体宽度达 33m，采取施工挂篮和支架相融合，分阶段地进行浇筑作业。而20＇墩T构位置箱梁则在和中线垂直的位置开展支架分阶段浇筑作业，构成整体后再进行逆时针转体和19＇墩T构合并。实际工作中，沿着桥梁轴线的竖平面内，因为球铰体制的制造安装数据误差和桥梁整体质量排布的差异性，以及桥梁整体预应力拉伸的程度差异性，致使两侧桥梁位置的刚度程度有所差异，质量瀑布也存在一定的不同，从而产生一定的不平衡力矩，导致悬臂梁段下挠程度不同。测试转体梁的不平衡力矩，选用测试刚体位移突变的方式开展实际测试，整体受力明确，并只需要考虑刚体作用，而不用考虑挠度等制约因素较多的参考数据，结果较为精准。当脱架并解除临时固结后，整体梁体的平衡姿态主要有两种展现方式：第一种，转动体球铰摩阻力矩（Mz）大于转动体不平衡力矩(MG)，这时，桥梁整体不存在绕球铰的刚体转动，整体平衡由球铰摩阻力矩和转动体不平衡力矩所维持；第二种，转动体球铰摩阻力矩（Mz）小于转动体不平衡力矩(MG)，这时，桥梁整体出现绕球铰的刚体转动，直到撑脚参与工作，平衡由球铰摩阻力矩、转动体不平衡力矩和撑脚对球心的力矩所维持。而对于不同的平衡情况，转体参考数据的测试方式不同，因此首先需要确定转体体系的平衡姿态。

图1

图2

1） 转动体球铰摩阻力矩大于转动体不平衡力矩

假定转动体重心偏向中跨侧，在边跨侧承台实施顶力P1，详见图1。当顶部承载力P1逐步上升到让球铰出现微小转动的瞬间，则有：

这时，在中跨侧承台实施顶力P2 ，详见图2，当顶部承载力P2逐步上升到让球铰出现微小转动的瞬间，则有：

解方程（4-1）和（4-2），得到，

不平衡力矩：

摩阻力矩：

图3

2）转动体球铰摩阻力矩小于转动体不平衡力矩

假定转动体重心偏向边跨侧，这一情形下，只可在边跨侧承台实施顶力P2 ，详见图2，当顶部力P2（由撑脚离地的瞬间算起）逐渐增加到使球铰发生微小转动的瞬间，则有：

一旦顶部承载力上升到位，也就是球铰出现微小转动后，让千斤顶回落，设为千斤顶逐渐回落过程中球铰发生微小转动时的力，则有：

解方程（4-3）和（4-4），得到，

不平衡力矩：

摩阻力矩：实际工作中，桥梁转体施工主要包含转体前的准备施工、转体启动施工以及转体平转施工，要想确保桥梁转体施工平衡，务必要严格监控施工过程中各个施工阶段质量安全，以确保桥梁转体工作的有效进行。首先，正式转体工作前期，在试转施工阶段结束后，务必要分析收集各类信息，并制定具体的桥梁转体方案，并有效做好施工人员分配工作，由施工现场总指挥统一领导。其次，转体施工操作过程中，务必要进行严格的监管，每座桥梁转体要采用两个对称的千斤顶作用力，并始终确保作用力大小相等、方向相反，从而保证桥梁转盘的承载力和摩擦力矩保持均衡的动力偶，此外，现场各岗位施工人员务必要保持高度集中的注意力，以便在发生异常的第一时间进行停机处理，从而及时对故障问题进行有效解决。最后，在桥梁转体结构达到预先设计的区域时，系统务必要暂停转体，从而有效防范转体超出设计参数，可以先凭借惯性转体结束后，将动力系统改为手动操作，每点动以此，现场检测人员报轴线行走数据一次，直到结构轴线准确就位，与此听是，为确保桥梁转体的有效性，系统停止后，施工人员可以在滑道焊接位置增加橡胶缓冲垫。此外，为确保桥梁转体施工的平衡性，现场施工人员务必要在转体就位时，对其采取线性检测，严格对桥梁转体的横向倾斜、轴线横向、纵向偏差进行调整，并从上下两方面对盘间抄垫进行锁定，从而有效完成平面定位，与此同时，要保证每座桥体上部位置环道设计6对有效的转体支撑位置，对平衡脚底部和承台顶端预埋钢板夹缝进行固定，再在两侧采取型钢加固，以确保转体准确就位，并在转体就位后立即对其开展封盘混凝土浇筑操作，用最短的成转盘架构进行固结，T构转体就位后，要立即清洁底盘上表面，焊接预先留出的钢筋，再开展立模浇注封固混凝土，以有效保证上下转盘形成一个整体。

2 转体桥梁施工具体工作内容分析

3 桥梁转体施工中不平衡问题的测定

桥梁工程施工建设中，应用桥梁转体施工技艺对工程整体建设过程中的不平衡力开展测定分析，有利于确保桥梁工程建造的质量安全。实际施工过程中，转动球铰摩擦力会对实际转动施工中的牵引力产生一定的制约，一旦施工支撑架拆卸后，转体平衡性至关重要，不仅会直接影响到桥梁工程施工企业的整体经济效益，还会直接威胁到现场施工人员的人身安全。实际工作中，对桥梁转体施工中不平衡问题进行测试有着多种类型方法，在应用球铰转动法对桥梁转体不平衡问题进行测试的过程中，其测试精准度较高，同时这类测试方法便于操作，只需要借助千斤顶、位移记录设备就可以进行实际测试工作。此外，实际桥梁转体施工中还可以采取应变法进行测试工作，主要根据应力、应变以及弯矩程度之间的联系进行测量和测试操作，并从各项数据中体现出相应规律，但是这一测试方法在实际应用过程中，对横截面的排布和理论参数的契合程度较低，但其测试出的规律是精准的，可以综合地体现出桥梁转体补平衡力测问题的基本情况，从而为相应的解决措施和实际施工中需要注意的方面提供可靠地数据参考，有利于确保桥梁转体施工操作的平衡性。

4 结束语

近年来，随着桥梁转体施工技艺在桥梁工程中的广泛引用，不仅有效地降低了桥梁建设对周围交通的影响，还大大提升了桥梁工程施工的安全性，为进一步提高桥梁转体施工的有效性，施工企业单位务必要在实际施工中加强重视转体不平衡问题，严格对施工准备阶段的具体工作内容到桥梁转体施工过程进行测定、评估以及监管，并不断加强施工现场工作人员的专业技术能力和整体职业素养，以确保桥梁转体施工的平衡性，从而促进我国桥梁工程建筑事业良好稳定地发展与前行。

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