桥梁工程的转体施工技术研究

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0引言

桥梁工程在近几年得到了迅速的发展，随着桥梁跨径的不断增加，施工方法也越来越多样化和先进化。桥梁转体施工作为一种较为先进的施工技术，目前在桥梁工程中得到了广泛的应用。转体施工比较适合应用于跨越深谷急流或难以吊装的特殊区域，这种施工方法具有吊装费用低、施工安全可靠，以及整体性好等优势。

1转体施工的优点

在某种特殊的地理环境下，桥梁转体施工技术的应用效果比较明显。转体施工可以利用桥梁结构本身作为转动体系，利用结构本身及钢构件作为施工设备，不仅可以减少搭讪支撑的工序和成本，也大幅减少了钢管等周转性材料的使用，使施工成本得到了有效控制；在施工方面，将传统的桥梁高空作业和水上作业，转变为岸边陆路作业，不仅使施工场地和施工环境得到了保证，也有效避免了高空作业的危险性；在交通方面，很多桥梁施工位于通航河道或车辆频繁的跨线立交桥，转体施工不会对桥下交通造成影响，而且在主要构件合龙后，也方便后序施工；另外，在机构使用方面，转体桥梁所使用的机械设备较为简单，对桥梁的线形和外观质量也能够进行很好的控制。

2桥梁转体施工的方法

2.1竖转施工法

竖转施工法是指将桥体从跨中分成两等段，在桥轴方向设置支架等预制部件。在待转桥体的岸端设铰，并将提升系统临时架设于桥台或台后，利用卷扬机来进行索引提升，使桥体能够竖向转体到合拢位置，然后在合拢处封固混凝土，完成竖转体施工。竖转施工法常见于肋拱桥工程中，比如搭设简单支架组拼或现浇拱肋中。这种施工方法适合应用于季节性河流或者河流水深较浅，搭设支架较容易的河流当中。对于通航的河道，可采用浮船浮运至桥轴线上，将转动铰安装在拱脚，利用扣索来进行牵引，使结构竖向转体到设计位置，实现合龙。竖转施工的转换体系通常由牵引系统、拉索、索塔所组成。竖转施工时拉索索力在脱架时最大。竖转施工时，应该对竖转体系进行合理安排。不仅索塔和支架要足够高，水平交角也应该足最够大，但索塔、拼装支架受力也较大，材料用量较少。在竖向转体过程中，需要考虑的关键性问题就是索塔的受力和拱助的受力问题，尤其是风力的作用；在施工工艺方面，要求控制好竖转铰的构造和安装精度，控制好索鞍与牵转动力装置，还有索塔和锚固系统的质量。目前我国国内拱桥，大多采用为无铰拱形式，竖转铰大多为临时性的施工组件。竖转铰结构与精度的控制要结合施工实际和造价要求。对于跨径较小的转体桥梁施工，可以采用插销式的竖转铰，而跨径较大时，则应该采用滚轴。而对于索引系统来说，如果桥梁的跨径较小，可以选择卷扬机来作为牵引设备。当跨径较大时，可采用牵引力较大的液压千斤顶作为索引设备。

2.2平转施工法

平转施工法是指在桥位外，横向利用两侧地形搭设支架。并在桥墩底部设置转动体系，利用张拉锚扣体系实现重力平衡，采用适当的索引设备将桥体平转到合龙位置。然后浇筑合龙段混凝土，封固转盘。转体施工应用于拱桥时，通常选择单扣点。扣索力与转体时的拱推力基本保持一致，拱肋内力状态也较好，很容易进行控制。扣索张拉应该分级进行，同时还需要对结构内力的挠度进行观测，直到拱肋脱架。在转体施工之前需要做好各项检查工作，尤其是转盘与结构等主要受力部位的可靠性，以及索引系统的安全性。另外，转体施工之前，还需要将转盘和拱架上的支撑点拆除，将转体范围内的障碍物清除，以保证转体的顺利进行。常用的转体施工工艺为钢索索引。也可以采用千斤顶顶推的方法来实现转体，但必须对转速的均匀性进行控制。当转体与合龙位置接近时，应该先对拱顶轴线进行复核，此时降低转体速度，在转体就位后停止。为了防止风对转盘的作用，应该将转盘固定好。封固时，保证混凝土的平整度和密实度，保证桥台的外观质量；当转体施工应用于钢架桥和斜拉桥时，由于桥体结构是一个完整的悬臂体系，所以不需要再设置扣索。转体施工时，可结合桥体特点来对平衡系统进行配置。当转体合龙到位后，再逐步对其它工序进行完善。

2.3平转与竖转结合施工法

当桥梁工程位于山谷地带时，可以利用山谷来搭设出简单的支架，然后利用平转法来实现转体。当桥梁工程位于河道较宽，地形较为平坦的区域时，可以采用平转与竖转结合的施工方法。平转和竖转结合的施工方法，可以有效扩大转体施工的应用范围。

3桥梁转体施工的控制要点

3.1转体施工受力控制

转体施工之前需要对结构体系的受力情况进行认真分析，以保证结构构件的平衡性。结构受力必须控制在容许范围内，避免对结构造成破坏。对于各锚固体应该保证其可靠性。在转体施工时，需要考虑的问题除了结构荷载，还有风力荷载。因此，施工前应该对天气情况进行全面掌握，为转体施工选择最佳的施工时期。另外，施工过程中还需要对转体结构进行变形控制，而且合龙的构造问题也需要考虑并控制得当。

3.2施工精度控制

桥梁转体施工对精度要求非常高，必须控制好精度。精度控制主要包括设备安装精度、施工测量精度以及转体就位的精度等。要求施工过程中必须安排专业的测量及监督人员对各项操作的精度问题进行核查，如果出现问题应及时处理和解决，避免由于精度偏差而引起严重的后果。

3.3球铰制作和安装控制

平均铰部位是桥梁转体过程中的关键部位，因此要严格要求球铰的制作及安装质量。球铰应采用专业的制作单位进行制作加工，安装时首先要保证球铰安装顶口的水平，将其顶面任意两点的误差控制在1mm范围内；球铰转动中心与设计位置必须保持一致，如果存在误差必须控制在允许范围内。

3.4转动索引及平衡系统的控制

转动索引系统是转体施工的关键。转动索引系统的作用效果与索引力和摩擦阻力有直接关系。因此，提升转动索引力，减少摩擦阻力便成为保证转体施工有效进行的前提条件。通常情况下，转体施工时，应将启动摩擦系数控制在0.06～0.08之间，转动力则需要设定在转盘的外侧，这样可以实现臂力的最大化；在转体施工过程中，平衡系统也非常重要。如果转体桥梁在轴线方向的结构较为对称，通常可以将桥墩中段作为转动中心。为了降低重心，可将转盘设置在墩底。而对于非对称的桥梁结构，则应采用有平衡重和无平衡重两种方法。所谓无平衡重，即通过背索来达到平衡。

4结语

转体施工在桥梁工程中的有效应用，不仅可以体现结构的合理性，也能够保证受力的明确性，而且这种施工方法也具有良好的社会效益和经济效益。但是从目前的情况来看，针对转体施工的理论研究还较少，施工时的理论依据较为欠缺。因此，我们应该进一步加强对桥梁转体施工的理论研究，从而在理论方面对转体施工的技术实践提供支持。

作者：赵青 单位：衡水市公路工程质量监督站