城市轨道转体桥梁基础作业平台改造施工技术

摘要：城市轨道转体桥梁基础作业平台改造施工技术，是一种针对城市轨道转体桥梁施工需求的创新技术。该技术首先对平台结构进行计算，以确保整体及局部稳定等均满足设计要求。其次计算平台荷载，保证平台在施工过程中的稳定性要求。最后对作业平台进行安装与拆除施工，根据实际施工条件，确定施工工艺流程，并做好相应的标记和记录。实例分析结果表明：平台的最大应力为290MPa，最大位移为44.1mm，不影响城市轨道转体桥梁施工，结构安全可靠。

关键词：转体桥梁；平台载荷；模型；模拟分析；安装与拆除

0 引言

城市轨道转体桥梁基础作业平台改造施工技术，是近年来城市基础设施建设中的一种重要技术[1]。在城市轨道转体桥梁基础建设中，作业平台改造施工技术对于提高施工效率、降低施工成本、增强桥梁结构稳定性等方面具有重要意义。本文将重点从平台结构计算、平台荷载分析、作业平台安装与拆除施工等方面着手，展开对城市轨道转体桥梁基础作业平台改造施工技术的研究，为相关工程建设提供技术支持和参考[2]。

1 转体桥梁基础作业平台改造关键点

平台结构计算是作业平台改造施工技术的关键环节之一，其主要目的是确保作业平台的稳定性和承载能力[3]。通过对平台杆件和横梁进行设计计算，选择合适的节点连接方式，并确保整体结构稳定性。在平台荷载分析中，需要综合考虑各种荷载类型的影响，确定合理的荷载。在作业平台的安装与拆除过程中，需要制定合理的施工方案，采取有效的安全措施，控制施工质量。

此外，对于作业平台的安装与拆除施工，还需要关注施工要点，如设备选型、安装顺序、支撑稳固等，以确保施工过程的顺利进行和作业平台的安全稳定性。

2 平台结构关键参数计算与分析

2.1 建立模型

根据城市轨道转体桥梁基础作业平台的特点，使用MIDASCivil软件建立模型，转体桥梁基础作业平台模型如图1所示。

2.2 结构强度分析

在对该城市轨道转体桥梁基础作业平台进行改造施工过程中，需要进行结构强度分析，以确保其能够承受各种施工荷载和工况条件。根据工作平台的使用状况，主要有以下两种最不利的模式：第一种是移动作业平台。在这种模式下，工作平台尚未就位，其主要承载施工机械的负载。第二种是工作平台静止。在此模式下，工作平台已经安装就位，除了施工人员分配的所有荷载外，平台还具有施工机具、材料板（横切支架、横切系统）等集中荷载。这些荷载会对于作业平台的结构强度产生重要影响。由于这种工况下的荷载条件较为复杂，所以需要进行更加详细的计算和分析。

2.3 弯拉应力和变形挠度计算与分析

通过对以上两种工况进行验算，发现该构件在承受各种荷载的过程中，会出现弯拉应力问题。为了确保作业平台的安全性和稳定性，采用结构强度分析和杆件单元模拟等方法，对其各个杆件单元的弯拉应力和变形挠度进行详细的计算和分析，以满足钢结构设计规范要求[4]。

具体的计算公式分别如下公式（1）和公式（2）所示。

σ=F/A （1）

ε=∆L/L （2）

式（1）和式（2）中：σ是应力；F是施加的力；A是横截面积；ε是变形挠度；∆L是相对位移；L是原始长度。

通过对各个受力构件的计算和分析，以控制其弯拉应力、变形挠度等参数，使其均在允许范围之内，从而确保整体及局部稳定等均满足设计要求。同时，根据计算结果，选择合适的节点连接方式，从而保障作业平台的安全性和稳定性。

3 平台荷载分析

3.1 平台载荷分析的必要性

通过计算平台荷载，来评估城市轨道转体桥梁基础作业平台改造施工活动的安全性能，可以得出所需的结构材料和尺寸等设计参数，确保平台能够安全承载所需的工作人员、设备和材料质量。同时可为基础作业平台改造施工提供必要的技术支持和保障，有利于提高施工效率和质量的目的。

3.2 平台自重荷载计算与分析

为满足平台在施工过程中的稳定性要求，需要对施工期间平台所承受的荷载进行确定。根据这些荷载数据来进行结构设计和安全评估，以确保改造施工期间平台的结构稳定性和强度满足要求。

3.2.1 平台自重荷载

平台自重荷载是平台载荷最为基础的一种。在建立有限元模型时，平台自重荷载会自动计入，此时荷载分项系数取1.4。平台自重荷载wG计算公式如下：

wG=μGLWHρ （3）

式中：μG表示平台自重荷载分项系数；L、W、H分别表示平台的长度、宽度和高度；ρ表示平台材料的密度。

3.2.2 施工设备荷载

施工设备荷载也是平台荷载的重要组成部分。其主要包括履带起重机及冲击锤的荷载，这些荷载的分项系数取1.6。施工设备荷载wr计算公式如下：

wr=μr（W1+W2） （4）

式中：μr表示施工设备荷载分项系数；W1、W2分别表示履带吊和冲击锤重量。

3.2.3 风荷载

第三种是风荷载，其也是不可忽视的一种。根据《转体工程荷载规范》，荷载分项系数取1.6。按照式（5）计算风荷载结果：

wk=βZ μSμZw0 （5）

式中：wk表示标准风荷载值；βZ 为风振系数的高度；μS为风荷载分项系数；μZ为风压变量；w0为主风压。

4 作业平台安装与拆除施工

4.1 作业平台安装

4.1.1 平台节段运输与拼装

作业平台在工厂内进行初步加工，被制作成半成品（桁架片形式），然后通过运输工具运送至施工现场。到达现场后，技术人员将桁架片利用角钢杆件进行拼接，以形成平台节段。这些平台节段作为主要的结构支撑，为后续的施工过程提供稳定的工作环境。

4.1.2 中间平台拼装

在主引桥交界处的地面上，中间平台的拼装工作需优先展开[5]。由于中间平台属于稳定结构，这个过程相对简单，且能够快速完成。一旦完成拼装，整体作业平台将通过汽车起重机，将其从地面吊装到引桥第一跨桥面上。在吊装过程中，必须注意可能产生的变形，并采取必要的措施进行预防和纠正。此外，为了确保吊装过程的平稳性，还需要设置缆风绳来确保稳定性。将作业平台准确地吊装到引桥第一跨桥面上，可确保平台的稳定性和准确性，并可为后续的施工过程提供良好的基础。通过重复进行下一节段的安装，将整个作业平台完全组装并投入使用。

4.1.3 作业平台安装步骤

作业平台的安装工艺包括以下4个步骤：

步骤一：平整地面场地，并进行搭设拼装支架。

步骤二：对于东侧两根挑臂及轨道进行拆除处理，进行检查及加固I20工字钢倒挂轨道。

步骤三：安装新吊架，制作并安装倒挂轮，同时对电动葫芦进行安装及调试，以保证左右两侧趋于平衡。

步骤四：在滑移过程中，检查倒挂轨道的变形及受力情况，时刻注意平台架体的水平。作业平台安装施工如图2所示。

4.2 作业平台拆除

为确保整个作业的安全和顺利进行，作业平台的拆除过程需要做到以下几点：

在起吊过程中，需要注意保持平台的稳定，避免发生摇晃或倾斜[6]。在平台上设置专门的滑移装置，以确保平台在滑移过程中的稳定性。在平台被吊至地面后，在地面进行解体作业。

解体前需要确保平台上的各种设备和仪器已经关闭并断开电源，以避免发生意外事故。解体时需要按照顺序进行，从顶部到底部，从一侧到另一侧，逐步拆解各个部件，并做好相应的标记和记录，以便后续的修复和安装。

5 实例分析

5.1 工程概况

某城市轨道转体桥梁位于市中心，是城市交通的重要组成部分。该桥梁由于使用年限过长，存在一定的结构损伤和安全隐患，需要进行全面的检测和维修。其中，基础作业平台的改造是整个工程的关键部分之一。其目是在增强桥梁结构稳定性，同时改善作业环境，保障施工人员的安全。

该施工的主要内容包括对原有作业平台进行加固和改造，提高承载能力和稳定性，同时增强平台的抗风、抗震能力。其平台采用Q345钢，从上述所提三个面着手，采取有效的安全措施，保障施工人员的安全，并确保作业平台的安装与拆除施工顺利进行，以实现对施工质量的控制。

5.2 验证方法

根据转体桥梁基础作业平台的结构特性，采用ANSYS软件进行模拟计算分析，以实现对所提技术方法有效性的验证。ANSYS软件中BEAM188单元是一种具有高度真实感的梁单元，能够准确地模拟梁的弯曲、伸长、压缩等行为，适用于各种复杂的桥梁结构分析。

在模型建立过程中，通过刚接、耦合等方式实现各部分之间的连接。刚接是指在两个结构之间施加一定的刚性约束，以模拟实际的固定连接。耦合则是指将两个结构之间的自由度进行限制，以模拟实际的结构运动关系。通过这些连接方式，成功地再现了转体桥梁基础作业平台的整体结构和受力性能。

5.3 应用结果分析

在完成模型建立后，对平台结构进行了多种工况的分析，分析结果详见表1。由表1可知，整个平台结构计算的最大应力为290MPa，平台最大位移为44.1mm；导向架的最大应力为140MPa，平台最大位移为37.9mm。其测试结果均在允许范围内，不影响城市轨道转体桥梁施工。由此可知，所提技术方法，能够有效实现对施工质量的控制，使得基础作业平台结构安全可靠。

6 结束语

为提高基础作业平台承载能力和稳定性，增强平台的抗风、抗震能力，本文对城市轨道转体桥梁基础作业平台改造施工技术展开研究。通过工程实例验证表明，整个平台结构计算的最大应力为290MPa，最大位移为44.1mm。在允许范围内，不影响城市轨道转体桥梁施工，从而确保施工的准确性和稳定性。

作业平台改造施工技术在城市轨道转体桥梁基础建设中具有广泛的应用前景。本文提出城市轨道转体桥梁基础作业平台改造施工技术研究，可为相关工程建设提供技术指导和参考。

参考文献

[1] 黄志宁，刘忠干，谢志杰，等.溢流陡坡面搭设高大闸墩除险加固作业平台搭建技术[J].广东水利水电，2021（8）：93-97.

[2] 张海涛.从标准角度看简易升降机、杂物电梯、升降作业平台三类设备的区别[J].中国品牌与防伪，2023（5）：75-76.

[3] 唐旭，富雁.如何打通作业减负提质“最后一公里”：基于江西智慧作业平台的实践探索[J].中国教育信息化，2023，29（4）：121-128.

[4] 李文超，黄辉辉，李乾威，等.利用型钢悬挑桁架式施工作业平台针对大跨度、大开间重型高位阳台的施工优化[J].中国住宅设施，2023（3）：145-147.

[5] 郭珍岐，张俊峰，朱宇飞，等.淡水虾蟹养殖作业平台自主导航系统的设计与实现[J].江汉大学学报（自然科学版），2022，50（6）：30-41.

[6] 张彩霞，袁传森，魏黎明，等.对一起“升降作业平台”改造为“类似电梯”事故的分析与思考[J].中国电梯，2021，32（19）：64-66.