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        轉(zhuǎn)體橋施工控制要點(diǎn)分析

        2013-11-20 05:55:14姚海濤
        交通運(yùn)輸研究 2013年2期
        關(guān)鍵詞:砂箱精調(diào)轉(zhuǎn)體

        姚海濤

        (中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司,湖北 襄陽 441104)

        0 引言

        要取得轉(zhuǎn)體橋的成功修建,除了正確的轉(zhuǎn)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、正確的施工程序和可靠的轉(zhuǎn)體設(shè)備外,關(guān)鍵是要如何落實(shí)轉(zhuǎn)體橋梁中心承重平衡轉(zhuǎn)體施工要點(diǎn)的控制。下面以武咸城際鐵路跨武廣高鐵連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工為例論述中心承重平衡轉(zhuǎn)體施工要點(diǎn)控制。

        1 總體介紹

        轉(zhuǎn)體橋梁主要由基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)主體等構(gòu)成(如圖1所示)。

        2 基礎(chǔ)施工

        目前橋梁基礎(chǔ)大部分由承臺(tái)和樁基構(gòu)成,施工工藝比較成熟,但在承臺(tái)施工時(shí),考慮轉(zhuǎn)體球鉸的安裝,承臺(tái)分上、下兩部分施工,下部按正常工藝施工,上部須在球鉸、滑道等預(yù)埋件安裝完成后,方可施工。

        3 轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)施工

        轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)主要由滑道、撐腿、反力孔、球鉸組成。

        圖1 轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖

        3.1 球鉸安裝

        球鉸由上、下球鉸、定位銷軸和定位骨架組成(如圖2所示)。

        3.1.1 下球鉸面板安裝

        圖2 球鉸構(gòu)成圖

        用全站儀精確放出上承臺(tái)中心十字線,安裝定位骨架,用電子水準(zhǔn)儀測量定位骨架頂面高程,調(diào)整后將其與預(yù)埋鋼筋焊接牢固。接著安放下球鉸面板,使下球鉸的面板凹面朝上,露出下承臺(tái)表面(如圖3所示)。調(diào)整下球鉸面板位置,使中心銷軸的套管豎直,利用定位骨架與球鉸之間調(diào)整螺栓對(duì)下球鉸面板頂面進(jìn)行微調(diào),當(dāng)頂面高差在0.01mm以內(nèi)時(shí),對(duì)下球鉸面板進(jìn)行鎖定,然后綁扎鋼筋,澆筑C50微膨脹砼。

        圖3 下球鉸精確定位

        在下球鉸安裝的過程中要注意以下兩個(gè)方面的問題。

        3.1.1.1 下球鉸的中心要和轉(zhuǎn)體部分的重心對(duì)應(yīng)

        下球鉸的中心一定要和轉(zhuǎn)體部分的重心對(duì)應(yīng),當(dāng)橋梁處在水平直線時(shí),重心和形心重合;當(dāng)橋梁處在水平曲線時(shí),重心和形心不重合,就要計(jì)算橋梁重心的位置,確保球鉸中心和重心重合。

        3.1.1.2 要盡量保證下球鉸水平

        要盡量保證下球鉸水平,即沿中心銷軸為中心的各個(gè)同心圓盡量處于同一水平面,盡管在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,球鉸可以自動(dòng)找平,但考慮到銷軸空隙有限,可能會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)體造成一定的影響,所以安裝時(shí)應(yīng)保證球鉸水平。

        3.1.2 上球鉸面板安裝

        下球鉸砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,打開下球鉸面板上的覆蓋物,將整個(gè)球面及滑塊安裝槽內(nèi)的雜物清理干凈,按照編號(hào)將圓柱體滑塊安放在下球鉸面板的凹槽中。在滑塊之間、下球鉸面板頂面,轉(zhuǎn)軸表面均勻地涂上黃油與四氟粉混合料(按質(zhì)量比120∶1),然后準(zhǔn)確地將凸形上球鉸面板安裝在下球鉸面板上(如圖4所示)。

        圖4 上球鉸安裝

        在上球鉸安裝的過程中,圓柱體滑塊上下不可以顛倒,并要注意上下球鉸接觸面的潔凈,同時(shí)不能混入雜物,在安裝好后要將上球鉸試轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈,以利于黃油與四氟粉混合料均勻地分布在接觸面上。

        3.1.3 球鉸的防護(hù)

        球鉸在運(yùn)輸,存放過程中,上下面板一旦分離,應(yīng)立即在上下球面各包一層塑料布以保其不受污染。球鉸安裝完畢,用膠帶紙嚴(yán)格密封上下鉸之間的縫隙,防止施工污染。

        3.2 滑道和撐腳安裝

        滑道由支撐骨架、環(huán)形面板、調(diào)節(jié)螺栓組成,先將支撐骨架精確定位后,通過調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)環(huán)形面板的平整度,面板的平整度高差控制在±2mm內(nèi),然后澆筑砼(如圖5所示)。

        圖5 滑道安裝

        撐腳一般采用圓形無縫鋼管砼柱,撐腳的大小和數(shù)量由設(shè)計(jì)確定,撐腳環(huán)形分布在球鉸的四周,與滑道相對(duì)應(yīng)并與其保持在同心圓上。撐腳埋設(shè)于上承臺(tái)中,施工時(shí),用全站儀在下承臺(tái)頂面準(zhǔn)確放出撐腳走行內(nèi)外邊線及安裝位置,保證撐腳走板與滑道頂面之間有3~4cm的間隙。轉(zhuǎn)盤的部分主筋水平穿過鋼撐腳與上承臺(tái)鋼筋焊接,然后撐腳與上承臺(tái)一起澆筑砼。

        基于“中心承重平衡轉(zhuǎn)體”的設(shè)計(jì)構(gòu)想,撐腳僅是一個(gè)保險(xiǎn)裝置,在轉(zhuǎn)體過程基本不壓在環(huán)道上,因而滑道僅采用普通鋼板,不需要采用不銹鋼板,也不需要對(duì)鋼板進(jìn)行刨光處理。撐腳與下承臺(tái)的頂面距離保持在3~4cm,主要考慮是脫架后,由于主體結(jié)構(gòu)壓縮及變形等因素影響,撐腳會(huì)下移,距滑道頂面可能會(huì)只有1~2cm空隙。

        3.3 砂箱安裝

        為保證上部結(jié)構(gòu)施工時(shí)的穩(wěn)定,需在撐腳與滑道間加塞鋼楔楔緊。同時(shí)在滑道上均勻布設(shè)砂箱(數(shù)量可與撐腳保持同等),便于鋼楔拆除和整體均勻脫架,砂箱安裝要與撐腳同步完成(如圖6所示)。

        安裝砂箱時(shí),所選砂料一定要用干燥潔凈的細(xì)砂,并具有較好的流動(dòng)性。砂箱要提前壓緊,確保在施工中砂箱不會(huì)壓縮變形,另外砂箱的卸砂口須對(duì)外放置,便于工人操作。

        3.4 牽引索及反力支座

        圖6 砂箱安裝

        在轉(zhuǎn)盤內(nèi)對(duì)稱預(yù)埋兩束鋼鉸線作為牽引索,鋼鉸線在砼內(nèi)采用H形錨具錨固,牽引索外露的始端在轉(zhuǎn)彎處穿入φ80mm鋼管中再引出轉(zhuǎn)盤,轉(zhuǎn)盤以外的牽引索用塑料套包裹引出并纏繞轉(zhuǎn)盤上。在上承臺(tái)設(shè)計(jì)軸線兩側(cè)各布置1個(gè)牽引反力支座,當(dāng)承臺(tái)砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí),開始立模澆筑反力支座(如圖7所示)。在承臺(tái)表面滑道兩側(cè)設(shè)置12對(duì)助推反力支座(數(shù)量可根據(jù)情況調(diào)整),為了節(jié)約球鉸四周的空間,助推反力支座的設(shè)置可待以后再施工,先在需設(shè)置的位置預(yù)留直徑為φ120mm的孔洞,等以后轉(zhuǎn)體時(shí),在孔洞插入鋼棒,在鋼棒之間放一扁擔(dān)梁即可做反力支撐了。

        圖7 反力支座

        在安裝牽引索時(shí),一定要在上轉(zhuǎn)盤中錨固好,引出轉(zhuǎn)盤時(shí)一定要保持切線引出,并且長度要滿足連續(xù)千斤頂作業(yè)需求。牽引反力支座要預(yù)埋足夠的鋼筋,并且要用全站儀定好位置,以便于反力支座的張拉面與牽引索垂直。

        4 主體施工

        轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)施工完畢后,即可按常規(guī)澆筑墩身、梁體。在施工梁體砼時(shí),一定要考慮到平衡轉(zhuǎn)體的中心思想,比如掛籃施工,一定要注意每次兩邊澆的砼方量,鋼筋用量等,盡量確保轉(zhuǎn)體的平衡。

        5 轉(zhuǎn)體

        5.1 脫落支架

        主體施工完畢后,須清理掉一切雜物,在轉(zhuǎn)體之前先進(jìn)行支架脫落,安排工人先敲掉撐腳下的鋼楔子,然后安排工人掏出砂箱的細(xì)砂,保證轉(zhuǎn)體均勻脫落支架。

        在支架脫落的過程中,要在上轉(zhuǎn)盤的八個(gè)方向安裝千分表,以觀察轉(zhuǎn)體的偏重情況,如果是輕微的偏重,部分撐腳僅下落1cm以內(nèi),則可視為平衡,不考慮配重。如果大于1cm,但撐腳還沒有撐地,則最好配重(這種情況也有可能在轉(zhuǎn)體的過程中繼續(xù)平衡)。如果撐腳撐地,則必須配重,以保平衡。配重時(shí),可以先稱重,精確進(jìn)行配重。也可直接在較輕的主體一端直接加重物(砂、碎石、鐵塊等),通過百分表觀察平衡情況,這種方法要考慮動(dòng)摩擦系數(shù)與靜摩擦系數(shù)的影響。

        5.2 牽引設(shè)備

        牽引設(shè)備的選擇,可采用以下兩種。

        5.2.1 利用牽引反力支座使用連續(xù)千斤頂,利用這種設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)體的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)體迅速,缺點(diǎn)就是費(fèi)用高,在上跨鐵路需要要點(diǎn)施工時(shí)、或者要對(duì)轉(zhuǎn)體下面的公路、河道需封路、封航時(shí)就廣泛使用這種設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)體。

        5.2.2 靠滑道兩側(cè)設(shè)置的反力支撐,利用普通的千斤頂進(jìn)行轉(zhuǎn)體,利用這種設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)體的優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低,缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)體速度慢。這兩種設(shè)備體都比較安全可靠。由于跨武廣鐵路連續(xù)梁轉(zhuǎn)體上上跨武廣高鐵,所以采用了連續(xù)千斤頂?shù)姆椒?,但需預(yù)留助推反力支座設(shè)置。

        5.3 轉(zhuǎn)體

        轉(zhuǎn)體前要先進(jìn)行試轉(zhuǎn),試轉(zhuǎn)的主要目的包括以下幾個(gè)方面:

        a)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)體方案的實(shí)用性、可靠性;

        b)為了測試連續(xù)式千斤頂加載后的工作性能,并確定合理轉(zhuǎn)速的油泵控制參數(shù)和停止?fàn)恳筠D(zhuǎn)動(dòng)體在慣性作用下可能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)距離;

        c)測出摩擦系數(shù),對(duì)先前按球鉸廠家提供的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)進(jìn)行修正,精確計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)牽引力。

        在“天窗”開通、天氣條件較好等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作就序后開始正式轉(zhuǎn)體。根據(jù)試轉(zhuǎn)體的成果指導(dǎo)轉(zhuǎn)體,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)體系快到預(yù)定位置時(shí)(差2°~3°),迅速將兩臺(tái)1 000kN螺旋千斤頂、型鋼、鋼板對(duì)稱地安放到助推反力支座上作為限位裝置,根據(jù)觀測,轉(zhuǎn)動(dòng)體的中心偏差在50cm時(shí),即可初步鎖定。

        5.4 精調(diào)

        為保證轉(zhuǎn)體后梁體符合設(shè)計(jì)要求,需對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體進(jìn)行精調(diào)。先在上、下轉(zhuǎn)盤間安放在四臺(tái)豎向千斤頂(噸位可根據(jù)摩擦系數(shù)選定),千斤頂擺放的位置要與前后左右軸線呈45°。整個(gè)精調(diào)過程中,調(diào)整縱橫向高程時(shí),最好是低于設(shè)計(jì)高程一端的兩臺(tái)千斤頂同時(shí)作業(yè),利用電子水準(zhǔn)儀對(duì)梁體縱橫向高程進(jìn)行監(jiān)控,在調(diào)梁體軸線時(shí),采用連續(xù)千斤頂點(diǎn)動(dòng)的方式進(jìn)行精調(diào),利用全站儀對(duì)梁體軸線進(jìn)行跟蹤監(jiān)測,若軸線調(diào)整超了,則可利用輔助反力支座、千斤頂反頂回來。

        5.5 鎖定與封鉸

        精調(diào)結(jié)束后,立即在撐腳與滑道之間用鋼楔子楔緊并焊接牢固,然后清理上、下承臺(tái)間雜物,綁扎鋼筋,立模澆筑C50微膨脹砼封鉸。

        至此,轉(zhuǎn)體工作全部結(jié)束。

        6 結(jié)語

        轉(zhuǎn)體施工,無論是鋼球鉸還是砼球鉸,無論是大噸位還是小噸位,施工工藝都較成熟,在施工的過程中可能會(huì)遇到一些小麻煩,但是只要認(rèn)真領(lǐng)會(huì)“中心承重平衡轉(zhuǎn)體”的轉(zhuǎn)體原理,在施工過程認(rèn)真圍繞這個(gè)思路,控制好施工要點(diǎn),轉(zhuǎn)體就一定會(huì)成功。

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