連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用

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（1.遠(yuǎn)東宏信有限公司，上海 200120）

1 工程概況

市政橋梁建設(shè)領(lǐng)域，轉(zhuǎn)體施工是決定整體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，作為一種無(wú)支架施工技術(shù)，以澆注或拼接的方式將各類(lèi)構(gòu)件組裝成型，在此基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)體就位。此方法的特點(diǎn)在于工藝便捷、適應(yīng)能力強(qiáng)，且施工中可減少對(duì)區(qū)域交通的不良影響，綜合效益較好［1］。

某市政橋梁工程中選用了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，本橋跨度（40+56+40）m。本項(xiàng)目中轉(zhuǎn)體施工是重要環(huán)節(jié)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件選用全液壓頂推系統(tǒng)，具備自動(dòng)化運(yùn)行的特點(diǎn)。

2 轉(zhuǎn)體設(shè)備的組成與布置

機(jī)械化施工是現(xiàn)代工程建設(shè)領(lǐng)域的重要形式，本項(xiàng)目選用全液壓頂推系統(tǒng)，具有優(yōu)良的同步特性，運(yùn)行中牽引力均衡，轉(zhuǎn)體全程可維持在穩(wěn)定的狀態(tài)，避免了傳統(tǒng)方式下沖擊顫動(dòng)的問(wèn)題。配套柱塞泵頭，其具備高精度調(diào)節(jié)流量的能力，無(wú)級(jí)調(diào)速區(qū)間為2～10m/h。

2.1 牽引動(dòng)力系統(tǒng)

本項(xiàng)目選用4套ZLDl00型連續(xù)頂推千斤頂、2臺(tái)YTB液壓泵站和2臺(tái)LSDKC-8主控臺(tái)，彼此間借助高壓油管實(shí)現(xiàn)高效連接，并適配2套轉(zhuǎn)體動(dòng)力系統(tǒng)。整機(jī)構(gòu)成中，單套千斤頂在正常狀態(tài)下所能提供的牽引力可達(dá)1000kN，彼此采取串聯(lián)的運(yùn)行方式。

反力墩是頂推千斤頂?shù)闹饕惭b平臺(tái)，采取水平、對(duì)稱(chēng)的安裝原則，調(diào)整千斤頂中心線，要求其必須與轉(zhuǎn)盤(pán)外圓形成相切的位置關(guān)系，2臺(tái)千斤頂要具有對(duì)稱(chēng)性，與轉(zhuǎn)盤(pán)距離保持一致。千斤頂要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連接，可通過(guò)高強(qiáng)螺栓置于反力架上，該架體又通過(guò)焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)與反力墩的連接。主控臺(tái)的設(shè)置較為關(guān)鍵，要求其視野開(kāi)闊，施工人員于該處可全方位、無(wú)死角地觀察現(xiàn)場(chǎng)情況。

2.2 牽引索

各轉(zhuǎn)體均配套有預(yù)埋盤(pán)，其上部又增設(shè)了2組牽引索，各組配置方式一致，以7φ5mm鋼絞線為原材料構(gòu)成，共計(jì)12根，所具備的強(qiáng)度達(dá)1860MPa。為確保牽引索的整體質(zhì)量，對(duì)其采取全面的清理措施，避免鋼絞線附著銹跡與油污，依次穿入ZLD100型千斤頂。首先對(duì)鋼絞線預(yù)緊，經(jīng)此環(huán)節(jié)后使其預(yù)緊力維持在5kN，再借助千斤頂預(yù)緊，要求各鋼絞線持力狀態(tài)相均衡。牽引所一端埋入轉(zhuǎn)盤(pán)混凝土中，從而形成牽引索固定端。

3 轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算

3.1 牽引力、安全系數(shù)

轉(zhuǎn)體總重共計(jì)41189kN，根據(jù)F=W×μ可以求得摩擦力F值，假定μ=0.1，對(duì)應(yīng)計(jì)算結(jié)果為4118.9kN。從設(shè)備運(yùn)行狀況來(lái)看，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)μ=0.06，F(xiàn)=2471.34kN?？苫赥=2/3× （R×W×μ）/D求得轉(zhuǎn)體拽拉力，R為球鉸平面半徑，取值為1.5m；所設(shè)置的轉(zhuǎn)臺(tái)D為8m，并有μ靜=0.1，μ動(dòng)=0.06。

基于上述數(shù)據(jù)分析最大牽引力T值，可以得知T=2514.9kN，轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)于牽引力的要求為T(mén)=308.9kN，鋼絞線安全系數(shù)為5.85，由此說(shuō)明千斤頂安全系數(shù)良好，符合預(yù)期要求。

轉(zhuǎn)體力矩也是重點(diǎn)考慮對(duì)象，以千斤頂校驗(yàn)數(shù)據(jù)為基本依據(jù)，綜合考慮壓力表讀數(shù)，由此確定千斤頂單次頂推力，再結(jié)合力臂相關(guān)數(shù)據(jù)可求得轉(zhuǎn)體力矩，進(jìn)一步確定千斤頂力矩和，詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)體力矩統(tǒng)計(jì)表

3.2 轉(zhuǎn)體時(shí)間

遵循兩主墩同步轉(zhuǎn)體的原則，各自速度均設(shè)為1.15°/min，共計(jì)旋轉(zhuǎn)量40°17′，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)體所需時(shí)間為35.2min。對(duì)于施工中千斤頂?shù)臓恳俣?，該值可通過(guò)“泵頭流量/（3×縮缸面積+2×伸缸面積）”的方式求得，泵頭流量的可選范圍較廣，可達(dá)到0～36L/min，因此能夠以實(shí)際要求為準(zhǔn)合理調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)體速度，使其滿(mǎn)足時(shí)間要求。

4 市政橋梁工程中轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 施工準(zhǔn)備

1）設(shè)備試運(yùn)行。施工需要得到轉(zhuǎn)體動(dòng)力設(shè)備支持，包含千斤頂、液壓泵站等，通過(guò)空載試運(yùn)行的方式掌握設(shè)備實(shí)際情況，如信號(hào)的傳輸穩(wěn)定性、通訊聯(lián)絡(luò)機(jī)制是否可靠等。

2）安裝牽引索。依據(jù)要求預(yù)埋鋼絞線，順牽引方向使其繞上轉(zhuǎn)盤(pán)，從而準(zhǔn)確穿過(guò)千斤頂，借助夾緊裝置提高其穩(wěn)定性。

3）稱(chēng)重平衡加載。此環(huán)節(jié)借助千斤頂而實(shí)現(xiàn)，稱(chēng)重并觀測(cè)變化情況，以所得觀測(cè)數(shù)值為依據(jù)靈活調(diào)整，結(jié)束稱(chēng)重后再調(diào)整轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)姿態(tài)，以免出現(xiàn)不平衡力矩，對(duì)梁體采取加載配重措施，可選用砂袋完成。

4）測(cè)控點(diǎn)布設(shè)。轉(zhuǎn)體時(shí)要全方位掌握橋的狀態(tài)，如平衡性、軸線位置等，對(duì)此可通過(guò)布設(shè)測(cè)控點(diǎn)的方式而實(shí)現(xiàn)［2］。以線路中心線為依據(jù)，經(jīng)測(cè)量后確定梁面中心線，將其在梁端與墩頂中心處做好標(biāo)記，將此部分作為軸線控制點(diǎn)。此外，在布設(shè)高程控制點(diǎn)時(shí)需將其置于梁端翼緣板兩側(cè)，數(shù)量分別為2個(gè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁狀態(tài)的檢測(cè)。

4.2 試轉(zhuǎn)

預(yù)緊鋼絞線是最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，此項(xiàng)工作借助千斤頂而實(shí)現(xiàn)，要求鋼絞線受力具有均勻性。預(yù)緊作業(yè)時(shí)選擇8根鋼絞線使其平行，隨后將其纏繞至轉(zhuǎn)盤(pán)上。試轉(zhuǎn)時(shí)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，掌握每分鐘的轉(zhuǎn)速情況以及點(diǎn)動(dòng)水平弧距，從而達(dá)到轉(zhuǎn)體初步到位的效果，在此基礎(chǔ)上完成精準(zhǔn)定位操作。試轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)要求轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)維持平穩(wěn)的狀態(tài)，觀察各部分是否存在故障，檢驗(yàn)受力部件的完整程度，不可發(fā)生裂紋。若不滿(mǎn)足上述要求需停止試轉(zhuǎn)，查明原因并加以解決。

4.3 正式轉(zhuǎn)體

各項(xiàng)準(zhǔn)備工作無(wú)誤且現(xiàn)場(chǎng)自然條件良好后，各專(zhuān)業(yè)人員到位，發(fā)出轉(zhuǎn)體命令。

1）啟動(dòng)。全程遵循的是同步張拉牽引千斤頂?shù)姆绞剑⒆龅椒旨?jí)加載，從千斤頂?shù)呐渲们闆r來(lái)看，進(jìn)油腔采取并聯(lián)的方式，因此油壓保持一致，分級(jí)加載過(guò)程中需合理調(diào)節(jié)各泵站溢流閥限壓，使其相同。以加載額定壓力為依據(jù)，采取的是分級(jí)加載的方式，首先為該值的30% （300kN）、50% （500kN），觀察此時(shí)的主梁狀態(tài)，若未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)后續(xù)每級(jí)增加5%，最終使得主梁被頂動(dòng)。加載至70% （700kN）時(shí)，若主梁依然維持原狀態(tài)而未被頂動(dòng)，此時(shí)需及時(shí)停止頂推作業(yè)，全方位檢查頂推、糾偏等相關(guān)設(shè)備，總結(jié)其成因后采取解決措施。

2）平轉(zhuǎn)。以鐵路部門(mén)的規(guī)劃為依據(jù)，選擇合適的轉(zhuǎn)體作業(yè)時(shí)間，采取兩幅橋同步轉(zhuǎn)體的方式，全程速度穩(wěn)定在0.02rad/min，并滿(mǎn)足轉(zhuǎn)動(dòng)角度40°17′的要求，耗時(shí)約35.2min。安排人員加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，掌握墩身軸線以及梁端高程情況。轉(zhuǎn)體時(shí)采取控制措施，在確保轉(zhuǎn)體刻度合理性的同時(shí)最大程度減小梁面軸線偏差，以免出現(xiàn)超轉(zhuǎn)或欠轉(zhuǎn)現(xiàn)象。轉(zhuǎn)臺(tái)上標(biāo)識(shí)刻度用于觀察，檢驗(yàn)與合龍?zhí)幍奈恢们闆r，但接近94cm時(shí)需及時(shí)將情況告知控制臺(tái)，后續(xù)每推進(jìn)10cm均報(bào)告一次；當(dāng)距離縮小至20cm時(shí)每1cm報(bào)告一次；最后，距離為5cm時(shí)則采取每1mm報(bào)告一次的方式。

3）定位。轉(zhuǎn)體就位后，合理調(diào)整好轉(zhuǎn)體位置以免出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，針對(duì)保險(xiǎn)支腿和環(huán)道鋼板采取加強(qiáng)措施，可行方式為向其中置入鋼楔塊，確保在外力作用下梁體依然維持穩(wěn)定的狀態(tài)。

4.4 同步轉(zhuǎn)體控制措施

兩橋采取的是同時(shí)啟動(dòng)的方式，安排專(zhuān)員指揮現(xiàn)場(chǎng)工作，人員間可通過(guò)對(duì)講機(jī)實(shí)時(shí)聯(lián)系；液壓設(shè)備對(duì)于轉(zhuǎn)體作業(yè)的影響較大，合理調(diào)整其油壓；速度傳感器可幫助施工人員掌握作業(yè)情況，宜將其置于箱梁上；轉(zhuǎn)盤(pán)上標(biāo)記刻度并編號(hào)，以便給轉(zhuǎn)體作業(yè)提供分析依據(jù)，確保同步性［3］。

4.5 封固上下轉(zhuǎn)盤(pán)

梁體轉(zhuǎn)體到達(dá)設(shè)計(jì)位置后再分別對(duì)上、下轉(zhuǎn)盤(pán)采取封固措施，該處的預(yù)留鋼筋通過(guò)焊接的方式連接，于外側(cè)支立模板并完成澆筑作業(yè)，此處需預(yù)埋壓漿管，在其作用下可有效處理混凝土空隙（主要由混凝土收縮而產(chǎn)生），從而提高轉(zhuǎn)盤(pán)混凝土密實(shí)性。

5 結(jié)語(yǔ)

橋梁工程中連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工是重要環(huán)節(jié)，要求轉(zhuǎn)體系統(tǒng)應(yīng)具有穩(wěn)定、高效的特點(diǎn)，各轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)位置精度需與預(yù)期相符，結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定。本文對(duì)轉(zhuǎn)體施工展開(kāi)了理論研究，值得工程人員在此方面深入并落實(shí)至實(shí)踐中，全面提高連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)水平。