劉 芳
(中鐵十一局集團第二工程有限公司,湖北 十堰442013)
對于橋梁工程而言,轉(zhuǎn)體施工技術(shù)拓展了建橋的范圍,而且創(chuàng)新了建橋的思路,對于橋梁工程的發(fā)展具有重要的意義。橋梁工程的轉(zhuǎn)體施工是一種無支架的施工方式,通過將橋梁從跨中分成兩個半跨,并且半跨施工完成后再通過旋轉(zhuǎn)在跨中合龍,從而完成橋梁工程的建設(shè)。橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)具有滑到摩擦力小的特點,對于橫跨大江大河的橋梁的建造設(shè)計具有重要的意義,從20世紀40年代以來,橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用于發(fā)展,當前主要采用的水平轉(zhuǎn)體法與豎直轉(zhuǎn)體法,而且逐漸形成一個橋梁工程體系,在平原地區(qū)、山區(qū)、公路、鐵路等工程中具有廣泛的用途。本文對于橋梁轉(zhuǎn)體施工的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、施工要點進行探討,對于橋梁狀體施工技術(shù)的未來發(fā)展前景進行展望。
我國從20世紀70年代開始研究轉(zhuǎn)體施工技術(shù),1977年首次再用平轉(zhuǎn)技術(shù)建成四川遂寧建設(shè)橋,而且此后的平轉(zhuǎn)發(fā)施工的拱橋跨徑均在100mm以下,自從1979年四川省交通廳研究“拱橋雙箱對稱同步轉(zhuǎn)體施工工藝”后,我國的轉(zhuǎn)體施工技術(shù)得到較大的發(fā)展。隨著鋼管混凝土拱橋技術(shù)的發(fā)展,輕型化、大跨度的橋梁逐漸成為可能,而狀體施工技術(shù)也廣泛的應(yīng)用于鋼管混凝土拱橋中,使橋梁狀體施工進入新的發(fā)展階段。1993年,鄭州鐵路局采用首次采用豎轉(zhuǎn)與平轉(zhuǎn)相結(jié)合的轉(zhuǎn)體施工工藝,建成跨徑為150m的安陽鋼管混凝土拱橋,2006年廣東佛山東平大橋也采用轉(zhuǎn)體施工技術(shù),對于我國橋梁轉(zhuǎn)體工程發(fā)展具有重要的意義。
截止到2012年底,我國采用橋梁轉(zhuǎn)體施工的橋梁共119座,其中平轉(zhuǎn)法105座,豎轉(zhuǎn)法9座,平豎轉(zhuǎn)相結(jié)合5座,其中蘇傳、湖南多山多河的地區(qū)應(yīng)用相對廣泛,轉(zhuǎn)體質(zhì)量最大的為2010年建成的滬杭客運專線鋼筋混凝土拱橋,達16800t。
橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)對于跨線橋的施工具有重要的意義,而且轉(zhuǎn)體橋梁正在朝著大噸位、大跨度的方向發(fā)展,但是當前我國對于轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的理論認識相對落后,尚未形成規(guī)范性文件,因此為了促進我國橋梁施工建設(shè),需要從理論上掌握轉(zhuǎn)體施工技術(shù)以及技術(shù)要領(lǐng)。
按照橋梁工程的轉(zhuǎn)動方向,可以講轉(zhuǎn)體施工技術(shù)分為平轉(zhuǎn)施工、豎轉(zhuǎn)施工以及平豎轉(zhuǎn)相結(jié)合施工,其中平轉(zhuǎn)施工最為常見,具體的施工方式如下:(1)平轉(zhuǎn)體系的施工包括轉(zhuǎn)動牽引體系、轉(zhuǎn)動平衡體系以及轉(zhuǎn)動支承體系;根據(jù)體系實現(xiàn)平衡的方式,可以將現(xiàn)有的平轉(zhuǎn)施工分為平衡轉(zhuǎn)動體轉(zhuǎn)體施工和無平衡重轉(zhuǎn)體施工,其中平衡轉(zhuǎn)動提是將轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)重心落在球鉸中心的施工方式,這種方式能夠通過轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)平衡,主要有江西德興太白橋、河東大橋等;無平衡重轉(zhuǎn)體施工時采用錨固體系、轉(zhuǎn)動體系以及位控體系組成施工體系,巫山龍門橋的施工就是通過轉(zhuǎn)動體系的作用,并且通過結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)就位合龍。(2)豎轉(zhuǎn)法,豎轉(zhuǎn)體系一般由牽引系統(tǒng)、索塔、拉索組成,通過拉索索力的水平角實現(xiàn)多跨支承到鉸支承和扣點處索支承的過渡,最終在跨中合龍。(3)平豎轉(zhuǎn)相結(jié)合轉(zhuǎn)體施工,通過將平轉(zhuǎn)以及豎轉(zhuǎn)方法相結(jié)合,能夠融合兩種轉(zhuǎn)體施工的特點,適用于大跨度拱橋的轉(zhuǎn)體施工。
橋梁工程的轉(zhuǎn)體施工在某些特定地理環(huán)境下具有獨特的優(yōu)勢,但是在某些方面也存在不利之處,現(xiàn)有的橋梁工程的轉(zhuǎn)體施工優(yōu)點在于以下方面:(1)橋梁工程轉(zhuǎn)體工程改高空作業(yè)以及水上作業(yè)為陸地施工,能夠改變施工環(huán)境,而且能夠避免河道上架設(shè)大量支撐管架,降低了施工成本,保證施工安全;(2)采用轉(zhuǎn)體施工技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷通航、不干擾交通,而且能夠為以后的施工帶來方便,采用簡單機械就能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)體合龍,施工簡單快捷,能夠有效的控制成形后的外觀質(zhì)量,縮短施工周期。但是在施工過程中,轉(zhuǎn)體施工所用的鋼筋混凝土球鉸的施工工藝繁瑣復雜,而且鋼絞線只能上升不能自動下降,施工控制較難,而且為了減輕轉(zhuǎn)體施工的質(zhì)量以及增大跨度,盡量采用輕型結(jié)構(gòu)或韌性結(jié)構(gòu),容易造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象,影響施工安全,而且不同的方法適用范圍不同,平轉(zhuǎn)法適用于山區(qū)深谷或平原跨線、跨河的橋梁施工;豎轉(zhuǎn)法常用語搭設(shè)支架不方便的河流施工;(3)平豎結(jié)合法要兼具以上兩種施工條件,需要根據(jù)施工要求以及施工環(huán)境選擇轉(zhuǎn)體施工技術(shù)。
與傳統(tǒng)的橋梁施工技術(shù)相比,橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)需要實現(xiàn)“轉(zhuǎn)得動、轉(zhuǎn)得穩(wěn)、轉(zhuǎn)得準”的目標,因此在施工過程中,主要有以下的關(guān)鍵技術(shù):(1)球鉸的設(shè)計與施工,球鉸是實現(xiàn)橋梁轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵,為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)體的效率,需要合理選擇球鉸的材料與施工工藝,混凝土球鉸是最為常用的球鉸材料;(2)轉(zhuǎn)動體系的布置,轉(zhuǎn)動體系宜采用全液壓、自動、連續(xù)運行系統(tǒng),從而達到高穩(wěn)定性的目標;(3)轉(zhuǎn)體施工準備,轉(zhuǎn)體施工準備的關(guān)鍵是為橋梁轉(zhuǎn)體施工提供準備,轉(zhuǎn)動體的平衡對于施工過程的安全性具有重要的作用;(4)轉(zhuǎn)體穩(wěn)定性控制,轉(zhuǎn)體施工穩(wěn)定性控制對于施工安全具有重要的意義,為了對轉(zhuǎn)動體的傾覆穩(wěn)定性以及拱肋屈曲穩(wěn)定性進行控制,保證工程質(zhì)量。
經(jīng)過多年的發(fā)展,我國橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)已經(jīng)得到了長足的發(fā)展,而且隨著我國橋梁工程的建設(shè)需求逐漸增多,所以橋梁工程的轉(zhuǎn)體施工技術(shù)應(yīng)用逐漸增多。但是當前我國橋梁工程的轉(zhuǎn)體施工技術(shù)理論發(fā)展不完善,落后于轉(zhuǎn)體施工的實踐,而且橋梁轉(zhuǎn)體施工的總結(jié)不足,對于大型橋梁的施工指導不足。球鉸的設(shè)計與施工是橋梁轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵技術(shù),混凝土球鉸是最為常用的球鉸材料,鋼纖維結(jié)構(gòu)的球鉸具有較強的結(jié)構(gòu)強度,能夠適用于大型橋梁工程的應(yīng)用,除此外,橋梁工程的轉(zhuǎn)體施工配套技術(shù)也不斷發(fā)展,為了提升轉(zhuǎn)體施工質(zhì)量,保證轉(zhuǎn)體施工的穩(wěn)定性與準確性,需要加強轉(zhuǎn)體工程施工控制,提升配套技術(shù)的發(fā)展。
隨著我國社會與經(jīng)濟的發(fā)展,橋梁工程逐漸朝著大跨度、高強度發(fā)展,相比于傳統(tǒng)的橋梁施工技術(shù),轉(zhuǎn)體施工技術(shù)具有施工穩(wěn)定性好、施工安全性高、施工效率高以及施工成本低的特點,所以在橋梁施工中具有廣泛的用途。橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)中的關(guān)鍵包括球鉸的設(shè)計與施工、轉(zhuǎn)動體系的布置、轉(zhuǎn)體施工準備以及轉(zhuǎn)體穩(wěn)定性控制,但是當前的轉(zhuǎn)體施工還存在著不足,隨著經(jīng)濟發(fā)展的步伐逐漸加快,大體積噸位的橋梁建設(shè)需求越來越大,橋梁工程轉(zhuǎn)體施工具有廣泛的發(fā)展前景。
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