朱家有

(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司)

1 錨固體系的設(shè)計(jì)

1.1 錨碇設(shè)計(jì)

錨碇處巖體的抗剪強(qiáng)度、抗滑穩(wěn)定性的計(jì)算值應(yīng)分別大于使用值，并有足夠的安全儲備。錨碇是無平衡重轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵部位，必須絕對穩(wěn)妥可靠，有條件時(shí)可做拔樁試驗(yàn)。當(dāng)錨碇能力要求不太高時(shí)，可通過超張拉尾索來檢驗(yàn)錨碇的安全度，雖然這樣做會(huì)增加一些尾索、平撐的材料用量，但可保證安全、可靠。

1.2 平撐、尾索的設(shè)計(jì)

在雙箱對稱同步轉(zhuǎn)體時(shí)，一般可只設(shè)軸向平撐或用引橋的橋面板代替。但在雙箱不對稱同步轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ同步轉(zhuǎn)體時(shí)，考慮到施工中可能出現(xiàn)拱箱自重誤差和轉(zhuǎn)體速度差而在錨梁上引起的橫向水平力，還應(yīng)增設(shè)斜向平撐和尾索或上下游斜向尾索，以平衡其橫向水平力。

拱箱在轉(zhuǎn)體過程中，隨著轉(zhuǎn)出角度的改變，扣索力的方向也隨之變化，而軸平撐與斜平撐及尾索的內(nèi)力也隨之變化，使整個(gè)力系在任一轉(zhuǎn)角處均處于平衡狀態(tài)。

尾索一端澆于錨碇中，另一端穿過空心箱及錨塊(或錨粱)，并在錨塊外側(cè)張拉錨固，此時(shí)鋼筋受拉，混凝土平撐受壓;當(dāng)張拉拱箱扣索時(shí)，斜向尾索拉力加大，混凝土平撐壓力減小;而軸向混凝士平撐壓力加大，尾索內(nèi)力減小;當(dāng)拱箱向外轉(zhuǎn)出時(shí)，兩個(gè)方向的平撐及尾索自動(dòng)調(diào)節(jié)內(nèi)力。

設(shè)計(jì)中，確定平撐及尾索的預(yù)加應(yīng)力大小及錨塊位移的大小極為重要，設(shè)計(jì)的原則是:應(yīng)滿足上轉(zhuǎn)軸鉸點(diǎn)的內(nèi)力平衡與平撐的變形價(jià)調(diào)條件。平撐要有足夠的壓力儲備，才能防止在轉(zhuǎn)體過程中錨塊產(chǎn)生較大的位移。

1.3 立柱的設(shè)計(jì)

橋臺拱座上的立柱在轉(zhuǎn)體階段是用來支承錨塊(錨梁)的。對于跨徑100 ～200 m 的拱橋而言，橋臺上立柱高度可達(dá)30 ～50 m，下端要承受拱箱的水平推力。構(gòu)件細(xì)長比大，上下端受力大，經(jīng)過計(jì)算比較，立柱按桅桿體系進(jìn)行設(shè)計(jì)更合理。當(dāng)立柱中部設(shè)平撐與巖體相連，立柱頂端變形可控制在較小范圍內(nèi)，此時(shí)也可按剛架計(jì)算。

如在拱座上無立柱，或立柱位置不符合施工要求時(shí)，通常需在轉(zhuǎn)體所要求的位置上臨時(shí)設(shè)置立柱，柱頂上支承錨塊和平撐。臨時(shí)立柱在轉(zhuǎn)體完成后拆除。

1.4 錨梁及錨塊的設(shè)計(jì)

錨梁是一個(gè)短粱，錨塊是一個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)體，用以聯(lián)系立柱、軸平撐擻斜平撐，并作為扣索與尾索的錨固點(diǎn)。錨梁及錨塊可以用鋼筋混凝土制作，也可用鋼結(jié)構(gòu)作為工具，多次重復(fù)使用。

2 轉(zhuǎn)動(dòng)體系的設(shè)計(jì)

(1)拱箱:轉(zhuǎn)體施工過程中，拱箱的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)體系的選擇，為了使拱箱受力狀態(tài)良好和易于操作控制，只在拱箱頂端設(shè)一扣點(diǎn)，調(diào)整扣點(diǎn)高程可以使拱箱在整個(gè)轉(zhuǎn)體過程中完全處于受壓狀態(tài)，不出現(xiàn)拉應(yīng)力。

(2)上轉(zhuǎn)軸:埋于錨粱中的軸套采用鑄鋼，內(nèi)圓光潔度為▽5;轉(zhuǎn)軸采用空心鋼管，其外圓光潔度為▽5，設(shè)計(jì)時(shí)其彎應(yīng)力與局部應(yīng)力應(yīng)滿足荷載要求;與轉(zhuǎn)軸配合的環(huán)套一端與扣索連接鋼板焊接，設(shè)計(jì)時(shí)其彎應(yīng)力與焊縫剪應(yīng)力均應(yīng)滿足荷載要求。

(3)下轉(zhuǎn)盤:轉(zhuǎn)盤由3 ～4 層半環(huán)形鋼帶彎制而成的馬蹄形構(gòu)件內(nèi)灌混凝土形成，轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)軸的接觸處光潔度采用▽5，轉(zhuǎn)盤下設(shè)走板，走板前后均設(shè)倒角，走板開了許多小孔嵌設(shè)聚四氟乙烯蘑菇頭，稱千島走板，使其滑動(dòng)時(shí)摩阻力較小。轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)中除考慮拱箱水平推力所產(chǎn)生的拉力外，還應(yīng)考慮拱座處的剪應(yīng)力與鉸座的局部應(yīng)力。

(4)下轉(zhuǎn)軸:下轉(zhuǎn)軸位于立柱下端，是呈圓截面的鋼筋混凝土柱。其與下轉(zhuǎn)盤接觸處外套一個(gè)高0.2 m 的鋼環(huán)，外圓光潔度為▽5，并涂有摩擦系數(shù)較小的滑道材料。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮軸能承受拱箱水平推力所產(chǎn)生的剪應(yīng)力、彎應(yīng)力和局部應(yīng)力。

(5)下環(huán)道:在基礎(chǔ)頂面、下轉(zhuǎn)軸四周設(shè)置寬50 cm 機(jī)械加工的圓環(huán)形鋼制下環(huán)道，為減少安裝變形，最好與下轉(zhuǎn)軸上套的鋼環(huán)焊在一起加工制作。

(6)扣索:通常選用Φ32 mm 精軋螺紋鋼筋，使用應(yīng)力為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的45% ～50%。

3 位控體系的設(shè)計(jì)

拱箱的轉(zhuǎn)體是靠扣索力和上、下轉(zhuǎn)軸事先預(yù)留的偏心值形成的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩來實(shí)現(xiàn)，故轉(zhuǎn)動(dòng)位控體系的設(shè)計(jì)原則就是由扣索力和預(yù)先設(shè)置的上轉(zhuǎn)軸與下轉(zhuǎn)軸中心偏心值e 所產(chǎn)牛的自轉(zhuǎn)力矩(M=T·e)應(yīng)大于上、下轉(zhuǎn)軸發(fā)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的摩阻力矩(M摩)。

當(dāng)張拉扣索至設(shè)計(jì)噸位時(shí)，拱箱脫架，并在自轉(zhuǎn)力矩作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)體。在拱箱的轉(zhuǎn)體過程中自轉(zhuǎn)力矩M 是變化的，當(dāng)拱箱轉(zhuǎn)至順河方向與橋軸線垂直時(shí)，M 值最大;而摩阻力矩M摩啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦力矩，此時(shí)M摩值最大，而一經(jīng)啟動(dòng)，即為動(dòng)摩擦力矩，M摩值減小。特別是以四氟扳作滑道材料時(shí)，靜、動(dòng)摩擦阻力相差較大，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使最小的自轉(zhuǎn)力矩大于最大的摩阻力矩。

纜風(fēng)索及卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)的選擇，應(yīng)以所求得的自轉(zhuǎn)分力F、風(fēng)纜不同角度的因素而定。在有些情況下，還應(yīng)設(shè)反向風(fēng)索，或者在下轉(zhuǎn)盤前后用千斤頂頂推，輔助轉(zhuǎn)體。

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