淺析橋梁平轉(zhuǎn)關鍵工序不同施工工藝

梁育生　李柏霖

摘 要：依托某跨鐵橋工程，對橋梁平面轉(zhuǎn)體施工中關鍵工序可選用的不同施工工藝進行對比和分析，找出不同工藝的優(yōu)勢和不足，提出施工時的注意事項，為今后類似橋梁平面轉(zhuǎn)體施工提供了參考和選擇的依據(jù)。

關鍵詞：橋梁 轉(zhuǎn)體 平轉(zhuǎn)法 關鍵工序 施工工藝

中圖分類號：U445.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（a）-0043-03

橋梁轉(zhuǎn)體施工是將橋梁結(jié)構(gòu)在非設計軸線位置制作（澆注或拼接）成形，然后通過轉(zhuǎn)體就位至設計軸線的一種施工方法。它可將在障礙上空的作業(yè)轉(zhuǎn)化為岸上或近地面的作業(yè)。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動方向，轉(zhuǎn)體施工可分為豎向轉(zhuǎn)體施工法、水平轉(zhuǎn)體施工法以及平轉(zhuǎn)與豎轉(zhuǎn)相結(jié)合的方法，其中以平轉(zhuǎn)法應用最多[1]。目前，國內(nèi)橋梁平轉(zhuǎn)法施工技術雖然成熟，成功實施的案例也很多，但施工過程中，有些關鍵工序若選用方法不當，會對施工質(zhì)量、安全、進度及施工成本等造成較大的影響。橋梁一般平面轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)自下而上由樁基礎、下承臺、球鉸、環(huán)形滑道、撐腳、限位擋塊、牽引反力座、上轉(zhuǎn)盤（上承臺）、墩身及上部結(jié)構(gòu)組成。本文結(jié)合某跨鐵橋平面轉(zhuǎn)體施工實際操作經(jīng)驗，按轉(zhuǎn)體施工順序從球鉸及滑道安裝、上轉(zhuǎn)盤底模支撐、稱重試驗及配重3個關鍵施工工序出發(fā)，探討分析不同施工工藝的優(yōu)缺點。

1 球鉸及滑道安裝

下承臺是球鉸及滑道錨固的載體，球鉸及滑道又是保證轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)自平衡和轉(zhuǎn)體過程平穩(wěn)的核心構(gòu)件。為了保證球鉸及滑道精確安裝到位，下承臺混凝土一般分2～3次澆筑。通常第一次澆筑至球鉸和滑道支架底部，第二、三次澆至球鉸及滑道鋼板面，將球鉸及滑道固定。相對應有以下3種施工工藝。

1.1 施工工藝（一）

（1）下承臺混凝土第一次澆筑至球鉸和滑道支架底部，預留球鉸支架安裝槽口。

（2）安裝定位支架和滑道鋼板、下球鉸鋼板，將平面位置及高程調(diào)整到位。

（3）澆筑下承臺第二次混凝土，封固下球鉸及滑道。

優(yōu)點：由第一次下承臺混凝土做支撐，定位支架安裝及固定容易，位置調(diào)整方便；安裝好后，在第二次澆筑混凝土過程中受擾動性小，穩(wěn)固性好；利用定位支架上的調(diào)節(jié)螺栓，將支架及下球鉸、滑道鋼板一步安裝、調(diào)整到位。

缺點：定位支架及下球鉸、滑道鋼板一步安裝并澆筑埋設到位，澆筑完成球鉸及滑道不可再微調(diào)。

1.2 施工工藝（二）

（1）將定位支架預埋安裝固定在下承臺鋼筋骨架上，澆筑下承臺第一次混凝土。

（2）安裝滑道鋼板及下球鉸，利用調(diào)節(jié)螺栓將滑道鋼板及下球鉸安裝調(diào)整到位。

（3）澆筑下承臺第二次混凝土，將下球鉸及滑道封固。

優(yōu)點：先預埋支架，再安裝下球鉸及滑道鋼板，利用調(diào)節(jié)螺栓精確就位，安裝精度較容易控制。

缺點：在下承臺鋼筋骨架上固定安裝定位支架難度較大，安裝時位置調(diào)整較困難，需割除干擾鋼筋；支架與鋼筋焊接固定，穩(wěn)固性不好，混凝土澆筑過程中容易受擾動；澆筑完成后，支架位置不可調(diào)整，須在預埋安裝時將支架位置找準，防止超出調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整范圍。

1.3 施工工藝（三）

（1）下承臺混凝土第一次澆筑至球鉸和滑道支架底部，預留球鉸支架安裝槽口。

（2）安裝定位支架和滑道鋼板、下球鉸鋼板，將平面位置及高程粗調(diào)到位。

（3）澆筑下承臺第二次混凝土，將定位支架下半部分封固。

（4）利用定位支架上的調(diào)節(jié)螺栓將下球鉸及滑道精確就位。

（5）澆筑下承臺第三次混凝土，將下球鉸及滑道封固。

優(yōu)點：球鉸安裝分三步進行，安裝精度最高，最易控制。

缺點：下承臺需分3次澆筑，比前兩種施工工藝工期長；比前兩種施工工藝多一道施工縫，混凝土結(jié)合面鑿毛工程量增大。

綜上，若項目轉(zhuǎn)體施工工期較寬裕，施工精度控制要求高，轉(zhuǎn)體重量大，則宜選擇第三種施工工藝。

2 上轉(zhuǎn)盤底模支撐施工

上轉(zhuǎn)盤與下承臺之間只有球鉸直接接觸，其余部位均懸空，因此，在澆筑上轉(zhuǎn)盤（上承臺時），需要采取措施將上轉(zhuǎn)盤底模支撐起來，同時該措施要持續(xù)承受墩身及梁體結(jié)構(gòu)施工荷載，直至轉(zhuǎn)體前解除上下轉(zhuǎn)盤間支撐為止。上轉(zhuǎn)盤底模支撐方式的好壞，直接影響墩身及梁體結(jié)構(gòu)在澆筑過程中、脫落架后上轉(zhuǎn)盤的偏心位移量和整體沉降量，導致球鉸受力不均勻、撐腳與滑道之間的間隙減小，從而對梁體稱重試驗甚至橋梁轉(zhuǎn)體造成難以估量的后果。因此，在選擇上轉(zhuǎn)盤底模支撐措施時，需要根據(jù)項目特點、施工環(huán)境及工期等因素綜合考慮。一般情況下，受上下轉(zhuǎn)盤間空間較小限制（上下轉(zhuǎn)盤間距一般為70cm左右），常用到的有以下3種底模支撐措施。

2.1 磚砌底模支撐

在下承臺澆筑完成、上球鉸安裝完成后，將撐腳安裝于設計位置，撐腳與滑道的間隙采用鋼楔塊或其他方式支墊。然后，測量放樣出上轉(zhuǎn)盤（上承臺）平面位置，砌筑高質(zhì)量的磚墻，在磚墻頂鋪設10cm×10cm的木枋分配梁，分配梁頂鋪設竹膠板底模。最后，綁扎鋼筋、安裝牽引索等預埋件，立側(cè)模澆筑上轉(zhuǎn)盤混凝土以及進行后續(xù)梁體施工，轉(zhuǎn)體前再將磚墻鑿除，解除支撐。

優(yōu)點：磚砌施工簡單，承壓面積大，承壓均勻。

缺點：磚墻拆除困難，拆除時易形成磚渣和粉塵，清理較困難；砌筑就拆除清理時間較長。

2.2 砂箱底模支撐

完成撐腳安裝后，根據(jù)上轉(zhuǎn)盤大小及轉(zhuǎn)體重量，對稱設置若干組砂箱于下承臺上，在砂箱上鋪設型鋼（或木枋）分配梁及底模，最后澆筑上轉(zhuǎn)盤混凝土。轉(zhuǎn)體前，將泄砂孔打開，泄壓，取出砂箱，解除支撐。

優(yōu)點：砂箱可提前在后場加工好，縮短工序時間；安裝快捷簡單。

缺點：砂箱制作過程較復雜，精度要求高；須對砂箱提前進行預壓，且預壓壓力需相等；須選取均質(zhì)、潔凈、干燥的砂，否則易造成砂箱承載力不均勻。endprint

2.3 型鋼底模支撐

采用型鋼組合作為底模支撐措施，轉(zhuǎn)體前，將型鋼割除，解除支撐。

優(yōu)點：型鋼可提前在后場加工好，現(xiàn)場整體吊裝，縮短工序時間；安裝較為便捷。

缺點：型鋼后場焊接加工過程較復雜；拆除時須采用氣割對型鋼燒割，割除工程量較大。

3 稱重試驗及配重

轉(zhuǎn)體施工一般分平衡重轉(zhuǎn)體和非平衡轉(zhuǎn)體兩種，其中懸臂“T型”梁體以平衡重轉(zhuǎn)體居多，即墩頂兩邊懸臂重量理論上相同。對于平衡重轉(zhuǎn)體，因為施工過程中受鋼筋綁扎、混凝土澆筑不均勻、預應力張拉控制力不對稱等各種客觀因素影響，難免會造成轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)兩邊懸臂重量有差異，所以，轉(zhuǎn)體前，必須對轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)進行稱重試驗，測算出轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的不平衡力矩（MG）及球鉸摩阻力矩（MZ），再通過對梁體結(jié)構(gòu)進行配重，使轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)偏心值滿足設計及規(guī)范要求。而稱重試驗頂升位置及配重方式需根據(jù)實際施工環(huán)境、施工條件等綜合考慮選擇應用。

3.1 稱重頂升位置選擇

稱重試驗一般需要沿橋橫、縱軸線方向?qū)ΨQ布置4個千斤頂（配套壓力傳感器）及若干位移傳感器，利用千斤頂頂升轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，根據(jù)位移傳感器判斷球鉸轉(zhuǎn)動瞬間，讀出千斤頂頂升力。通過橋軸線兩個方向2次頂升取得數(shù)據(jù)，建立二元一次方程求得轉(zhuǎn)動體不平衡力矩（MG）及球絞摩阻力矩（MZ）。頂升位置一般可選擇以下兩種。

（1）將千斤頂設置在上、下轉(zhuǎn)盤間，如圖1稱重試驗狀態(tài)一，圖中P1、P2分別代表縱橋向兩側(cè)千斤頂頂升位置及頂升力大小。

優(yōu)點：千斤頂及位移傳感器全部安裝在上下轉(zhuǎn)盤之間，安裝及操作方便；可以選擇千斤頂在P1位置頂升完后，轉(zhuǎn)移到P2位置進行，減少一半設備，節(jié)約成本。

缺點：千斤頂設置在轉(zhuǎn)盤位置，受轉(zhuǎn)盤大小限制，頂升力臂較小，需大噸位千斤頂才能使球鉸發(fā)生轉(zhuǎn)動。

（2）將千斤頂設置在梁懸臂部分，可選擇梁端或中部等位置，如圖2稱重試驗狀態(tài)二，圖中P1、P2分別代表縱橋向兩側(cè)千斤頂頂升位置及頂升力大小。

優(yōu)點：千斤頂設置在梁懸臂部分，可以加大頂升力臂，選擇小噸位千斤頂即可使球鉸發(fā)生轉(zhuǎn)動。

缺點：需要在千斤頂下設置頂升反力座，一般須采用型鋼支架；千斤頂從P1轉(zhuǎn)至P2距離較遠，轉(zhuǎn)移不方便，一般需在P1、P2兩處均設置，增加設備投入。

3.2 配重加載選擇

稱重試驗完成后即可測算出梁體不平衡力矩及偏心距，依據(jù)此再進行配重，通過配重使梁體重新達到平衡狀態(tài)。一般采用在梁兩端加載的方式進行配重，加載方法可因地制宜、就地取材，例如：鋼筋、砂袋、混凝土預制塊，水袋或水箱等均可。若采用鋼筋、砂袋、混凝土預制塊或水袋等作為配重材料時，需要對材料先進行稱取重量后，再利用吊車吊至計算好的位置，加、減載操作需要人工配合吊車完成；若采用水箱作為配重材料，則可在稱重實驗前，預先在梁兩端固定好水箱，通過加水計算體積方式完成精確配重，且該水箱可通過加減水方法重新利用在合龍段施工時梁端預加載，具有操作簡單，加、減載方便、精確的優(yōu)點，但不足是水箱加工材料一般成本投入較大。

4 結(jié)語

本文結(jié)合橋梁平面轉(zhuǎn)體施工實踐，探討分析了球鉸及滑道安裝、上轉(zhuǎn)盤底模支撐、稱重試驗及配重3個關鍵施工工序多種施工方法各自的優(yōu)缺點，旨在為日后轉(zhuǎn)體施工提供實用性參考依據(jù)。

參考文獻

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