摘要:“平面轉(zhuǎn)體施工法”主要利用橋梁兩邊的地形,首先采用支架將主梁對稱、分段在兩邊現(xiàn)場澆筑,然后借助鋪有四氟乙烯板和不銹鋼板的環(huán)形滑道,應(yīng)用千斤頂?shù)亩ㄍ屏?,平面轉(zhuǎn)體0或者180°左右(梁式橋為90°,單跨拱橋為180°)合攏,最后再進(jìn)行合攏段的施工,完成體系轉(zhuǎn)換的一種施工方法。
關(guān)鍵詞:平面轉(zhuǎn)體法;橋梁施工;體系轉(zhuǎn)換;施工方法
中圖分類號:G451文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)07-0172-02
早期的平面轉(zhuǎn)體法施工主要應(yīng)用于拱橋,隨著轉(zhuǎn)體橋梁設(shè)計的日益完善和施工技術(shù)的成熟,現(xiàn)已發(fā)展應(yīng)用于連續(xù)梁橋、T型剛構(gòu)式梁橋、斜拉橋、系桿拱橋等橋型。主要適用于在谷深流急河谷上,或橋梁立交體系交通繁忙、不準(zhǔn)阻斷車輛通行的公路與鐵路上,以及不允許斷航的河道上,利用本施工方法的優(yōu)越性更加顯著。在國內(nèi)已經(jīng)建成的平面轉(zhuǎn)體橋梁中,大多應(yīng)用于這些范圍。
平面轉(zhuǎn)體橋梁的實施,在橋跨布置和場地方面還必須滿足以下兩個條件:(1)橋跨布置方面一般要求主跨跨越河道或高速公路,而邊跨則必須在河灘或非交通區(qū)域,主墩必須設(shè)置在岸邊上或高速公路的兩側(cè);(2)因為主梁在平面轉(zhuǎn)體以前是沿岸邊或高速公路的方向分段支架現(xiàn)澆,所以,要求主跨兩邊的場地必須能夠滿足主梁分段現(xiàn)澆的施工需要。
以體系的重心與轉(zhuǎn)體中心是否重合來劃分,可以分為中心轉(zhuǎn)體和偏心轉(zhuǎn)體。中心轉(zhuǎn)體指水平轉(zhuǎn)體的中心與承臺的中心重合;而偏心轉(zhuǎn)體是指水平轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)中心設(shè)在承臺中心的一側(cè),而不是承臺的中心,一般設(shè)在承臺1/3長度的位置;從受力的均勻性角度考慮,中心轉(zhuǎn)體比偏心轉(zhuǎn)體優(yōu)越,但采用偏心轉(zhuǎn)體方式可以減小橋梁的跨度,橋梁設(shè)計采用中心轉(zhuǎn)體還是偏心轉(zhuǎn)體,要結(jié)合兩岸的地形、跨度設(shè)置和經(jīng)濟(jì)方面等因素綜合而確定。
一、“平面轉(zhuǎn)體法”施工的特點
平面轉(zhuǎn)體法施工與常規(guī)的施工方法相比,具有以下特點,下面以連續(xù)梁和T構(gòu)梁為例講述其特點:
1.施工工藝上的特點?!捌睫D(zhuǎn)法”的施工工藝為兩岸分別在垂直橋梁中心方向的岸邊搭設(shè)支架分段施工完成懸臂主梁,然后通過轉(zhuǎn)動體系逆時針旋轉(zhuǎn)90°,使兩岸的懸臂梁旋轉(zhuǎn)到位,最后應(yīng)用支架和吊架模板,分別澆筑邊跨和中跨合攏段的混凝土,從而完成上部結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)換;而常規(guī)的連續(xù)梁和T型剛構(gòu)梁的施工工藝為,沿著橋梁的方向采用支架現(xiàn)澆、懸臂拼裝或用懸臂掛蘭等方式施工主梁。
2.承臺的結(jié)構(gòu)與常規(guī)橋梁的承臺不同?!捌矫孓D(zhuǎn)體橋梁”的承臺分為上下兩個部分,即上承臺和下承臺,上下承臺通過橋梁的轉(zhuǎn)動體系上轉(zhuǎn)盤(磨蓋)、下轉(zhuǎn)盤(磨心)和環(huán)形支撐轉(zhuǎn)動壓力,加之下承臺因為要承受橋梁轉(zhuǎn)體過程的垂直荷載,所以下承臺體積較大;而常規(guī)橋梁的承臺只有下承臺,體積也相對轉(zhuǎn)體橋小一些。
3.施工質(zhì)量比較容易控制。平面轉(zhuǎn)體橋的主梁施工采用兩岸岸邊支架現(xiàn)澆的方法施工,其主梁線性、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力分段張拉的質(zhì)量比較容易控制,而采用的掛蘭法施工的主梁,在主梁線性控制和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的質(zhì)量等方面相對困難一些。
4.施工過程安全性較好。因為平面轉(zhuǎn)體橋梁是在岸邊支架上施工,所以,從安全方面比掛蘭施工臨空作業(yè)要更安全。而且,不會對橋梁下部正常的通航和高速公路正常的通車造成影響。
5.施工控制的重點有所不同。常規(guī)的掛蘭法懸臂澆筑施工控制的重點為立模標(biāo)高,鋼筋混凝土,預(yù)應(yīng)力張拉,合攏段澆筑等,而平面轉(zhuǎn)體橋施工控制的重點除以上項目外,轉(zhuǎn)動體系的施工也尤為重要,特別是磨盤和滑道的質(zhì)量控制,以及轉(zhuǎn)體過程的控制。
二、“平面轉(zhuǎn)體法”橋梁施工技術(shù)應(yīng)用
轉(zhuǎn)動體系主要由磨心、磨蓋和環(huán)道三部分組成,因為橋轉(zhuǎn)體重量一般都在4000t以上,因此,這三部分施工質(zhì)量的好壞將是轉(zhuǎn)體能否成功的關(guān)鍵。所以,水平轉(zhuǎn)體施工的控制要點是控制磨心、磨蓋和環(huán)道的施工質(zhì)量。
1.磨心。按照磨心的半徑和邊高度,用鋼板制模,下承臺施工時準(zhǔn)確預(yù)埋鋼筋上,同時準(zhǔn)確預(yù)埋鋼柱,根據(jù)設(shè)計要求在磨心處采用C60混凝土。磨心的頂面為圓弧面,矢高一般10cm左右,其中圓弧面的施工精度對轉(zhuǎn)體的成敗有重大的影響。
2.磨蓋。根據(jù)轉(zhuǎn)體施工工藝,先只澆上轉(zhuǎn)盤中間的一塊磨蓋,磨蓋是以磨心為底模進(jìn)行澆筑的。磨心施工完成后,在其頂面貼上隔離層,以隔離層的厚度來調(diào)節(jié)上轉(zhuǎn)盤的半徑,在距磨心邊的20cm范圍,隔離層的厚度較中間厚一些,防止轉(zhuǎn)體時上下刮邊。達(dá)到要求后,綁扎鋼筋骨架,澆筑混凝土。
3.轉(zhuǎn)盤的磨合。上轉(zhuǎn)盤混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后,將其吊起,拿掉中間的隔離層,然后再放下來,根據(jù)幾座轉(zhuǎn)體橋的施工經(jīng)驗,采用水磨法,即在下承臺上,用磚砌池,蓄水的高度能將磨心與磨蓋的接觸面浸入水中即可,利用兩臺卷揚(yáng)機(jī)產(chǎn)生力偶矩使磨蓋轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的方向必須與以后轉(zhuǎn)體的方向相同,不可逆轉(zhuǎn)。
4.環(huán)道。轉(zhuǎn)體橋梁的環(huán)道主要由鋼板、不銹鋼板和F4板組成。對于轉(zhuǎn)體重量較大的箱梁轉(zhuǎn)體施工,環(huán)道施工質(zhì)量顯得非常重要,它不僅影響推力的大小,同時決定轉(zhuǎn)體過程中梁體是否平穩(wěn)和標(biāo)高的變化。主要施工技術(shù)如下:(1)在下承臺的頂面預(yù)留環(huán)道槽口,施工前將槽口清洗干凈,用環(huán)氧樹脂砂漿粘貼底層鋼板,在鋼板上用環(huán)氧樹脂粘貼F4板,F(xiàn)4板貼上后要臨時加壓,保證粘貼牢固,四氟乙烯板每50cm應(yīng)留有間隙,頂面標(biāo)高要求一致,誤差必須控制為轉(zhuǎn)體前進(jìn)方向為負(fù)誤差;(2)上滑面的不銹鋼板前進(jìn)方向前口應(yīng)向上卷成圓弧形,防止刮板;(3)環(huán)道和下承臺同時澆筑構(gòu)成一個整體,以避免環(huán)道部分承臺的下沉,影響平整度;(4)環(huán)道表面平整度,在施工中用高精度測量儀器控制平整度,平整度應(yīng)控制在±1.0mm內(nèi);(5)四氟板下環(huán)氧砂漿要采用擠壓或壓重的方式,使其密實;(6)轉(zhuǎn)體施工前,應(yīng)對環(huán)道平面位置、高程、平整度、環(huán)氧砂漿密實度等進(jìn)行驗收認(rèn)可。
5.主梁施工。平面轉(zhuǎn)體橋梁的主梁施工,與常規(guī)的支架現(xiàn)澆梁的施工相同,首先進(jìn)行地基硬化,然后按照設(shè)計規(guī)定的位置和高程,并結(jié)合兩岸的地形情況,適當(dāng)?shù)闹Ъ芎湍0暹M(jìn)行分段澆筑施工。
6.轉(zhuǎn)體施工。橋梁的轉(zhuǎn)體施工,宜在兩岸懸臂梁施工完成后進(jìn)行,最好是兩邊同時進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工,即便兩岸的轉(zhuǎn)體不能同時進(jìn)行,兩邊轉(zhuǎn)體施工的時間差也不要超過2周,以免影響合攏段的施工質(zhì)量。
7.封盤固結(jié)。轉(zhuǎn)體到位后調(diào)整各封孔段的標(biāo)高,臨時塞緊上下轉(zhuǎn)盤,并焊接上下轉(zhuǎn)盤之間的預(yù)留鋼筋和鋼板使上下轉(zhuǎn)盤固結(jié),按照設(shè)計要求澆筑封盤混凝土。
8.合攏段施工。轉(zhuǎn)體橋梁的合攏段的施工,與常規(guī)連續(xù)梁或T型剛構(gòu)梁相同,先解除邊墩支座的剛性約束,邊跨合攏,后解除主墩臨時支墩的剛性約束,應(yīng)用吊架模板和勁性骨架,配置置換壓重的水箱,選擇當(dāng)日的最低溫度,澆筑中跨合攏段的混凝土,最后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉,從而完成體系轉(zhuǎn)換。
“平面轉(zhuǎn)體法”橋梁施工技術(shù)因具有安全、不需要斷航或中斷高速公路交通,以及施工質(zhì)量比較容易控制等優(yōu)點,將被越來越多的應(yīng)用于梁式橋、剛構(gòu)橋、系桿拱橋和斜拉橋等城市橋梁建設(shè)之中,但是,該施工技術(shù)也具有自身的技術(shù)難點和特點,控制不好也容易造成安全和質(zhì)量方面的問題,所以從施工技術(shù)的角度必須加以重視,以保證橋梁施工期間的安全和質(zhì)量。
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作者簡介:劉碧萍,男,湖北天門人,中鐵十一局集團(tuán)三公司經(jīng)濟(jì)師,研究方向:施工企業(yè)成本管理。