桥梁转体施工方法的发展历史及其应用技术

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摘要：主要介绍了桥梁转体施工方法的发展历史，并对桥梁转体施工的技术应用作了详细介绍，为桥梁转体施工进一步发展提供了技术基础。

关键词：桥梁；转体施工；水平；竖直技术

桥梁转体技术给人们带来了极大的便捷，当在施工过程中受到一些不可抵御的限制时，转体施工已经成为最科学的替代技术，因此相关技术人员也逐渐重视转体技术的发展。到目前为止，转体施工技术的发展已经相对比较成熟，转体施工的应用范围也在不断扩大。

一．桥梁转体施工方法的发展历史

虽然转体施工方法中水平转体施工法的应用比较广泛，但是竖转法是转体施工法中的应用最早的施工类型，意大利的多姆斯河桥就是利用竖转法建成的，它的跨径大约为75米，德国也采用竖转法修建了 Argentobel桥，它的跨径大约为140米。竖转法主要是通过搭支架或者地形在竖直方向的位置浇筑混凝土拱肋，然后将再逐渐从两边将拱肋放倒，进而将其搭接成拱，但是竖转法一般应用在小跨径中，因为如果跨径增大，就会使得竖向搭架相对较高，拱肋相对较长，导致不能较好的控制转动。

平转法的首次应用是在奥地利维也纳在1976年所建的多瑙河运河桥，从此以后平转法在很过国家也得到了广泛的应用，如德国、美国、日本、中国等。采用平转法是施工所建成的桥梁包括斜拉桥、钢桁梁桥、拱桥、T构桥等。到目前为止，比利时在1991年建成的转体重量最大的本・艾因桥，该桥的转体重量大约为1.96万吨，属于斜拉桥。

20世纪70年代，我国的桥梁工作者开始研究转体施工技术。1997年在我国四川省的遂宁县建成了钢筋混凝土箱肋拱，它的跨径大约为77米，采用的是平转法，从此以后，平转法在我国山区的桥梁建设中得到了广泛的应用，在20世纪70年代代末80年代初，我国利用平转法建成的拱桥都为平衡重转体施工，且跨径大约都在小于100米。1979年四川省的公路规划设计院开始研究无平衡重转体施工方法，四川省的巫山龙门桥施工顺利建成，它的跨径大约为120米，成功解决了我国桥梁转体重量大跨度小的问题。1998年，利用无平衡重转体施工方法顺利建成了四川省得涪陵乌江大桥，它的跨径大约为200米[1]。

随着转体施工技术的不断创新，转动构造中牵引能力的不断提高以及磨擦系数的不断降低，无平衡重转体施工方法在我国的刚构桥以及斜拉桥中也得到了广泛的应用，并且从山区发展到了平原。主要桥梁如表1所示：

表1 我国利用无平衡重转体施工方法建成的桥梁

年份 省份 桥梁名称 转体重量 类型

1980年 四川省 曾达桥 1343吨 独塔斜拉桥

1985年 江西省 贵溪跨线桥 1100吨 斜脚刚构桥

1990年 四川省 绵阳桥 2350吨 T构桥

1997年 山东省 大里营立交桥 3040吨 刚性索斜拉桥

1998年 贵州省 都拉营桥 7100吨 T构桥

近10年来，钢筋混凝土拱桥技术在我国得到了迅猛的发展以及广泛的应用，为我国拱桥的轻型化发展提供了基础，转体施工方法在其中也得到了广泛的应用，在竖转施工方面，到80年代末才开始发展，1996建成的三峡莲沱钢管混凝土拱桥以及1999年建成的广西鸳江钢管混凝土拱桥都采用竖转法，平转施工方面，下牢溪和三峡黄柏河的两座钢筋混凝土上承式拱桥所采用的技术是平转法。今年来，平面转体和竖向转体相结合的方法也得到了应用，丫髻沙大桥的建成进一步促进了我国桥梁转体施工技术的发展。

二．桥梁转体的技术应用

竖转法主要在肋拱桥中应用比较广泛，通常情况下，拱肋在较低的位置进行拼装和浇筑，进而将其向竖直方向拉伸，从而到达相应的设计位置，再将其进行合拢。竖转体系由三部分组成，主要为索塔、系统和拉索。因为拉索在脱架的时候所处的水平角相对较小，在竖直方向所产生的分力也相对较小，从而使得拉索的索力在此时最大，所以托架过程中要进行结构受力和自身形变之间的转化。一般情况下，在提升索点要安装千斤顶，主要目的是为了顺利完成托架。施工过程中， 锚固系统和索塔、牵转动力装置和索鞍等是保证转动安全和质量的重要因素，我国的大部分拱桥都采用无铰拱，其结构和精度应得到保证，对于跨径较大的桥梁，应该采用滚轴，对于跨径较小的桥梁，应该采用插销式[2]。

平转体系主要有三部分组成，主要为转动牵引部分、转动支承部分和平衡部分。转动支承部分是平转体系的重要设备，它是由上转盘与下转盘所构成，上转盘的作用是对转动结构进行支承，从而与下转盘相连，相对于下转盘来说，上转盘进行转动，从而使转体顺利进行。转动支承部分承担着很多功能，包括承重、转体以及平衡等。水平转体在施工过程中，面临的最关键的问题就是转动问题，为了保证启动力，应该使启动摩擦系数保持在0.1左右。所以为了保证平转能够顺利进行，要转动力矩的提高、摩阻力的减小是关键技术之所在。为了使得到的力臂较大，一般在转盘的外侧安排转动力，转动力可以是拉力，也可以是推力，推力的施加一般要采用千斤顶进行，但是在转动过程中，由于千斤顶在安装过程中比较复杂，其行程比较短，因此单独利用千斤顶进行平转的情况比较少。而转动力一般情况下都是拉力，对于转体重量比较大的桥梁，采用千斤顶，对于转体重量比较小的桥梁，卷扬机的应用比较多[3]。

本技术在苏州市兴郭路跨苏嘉杭高速公路大桥的工程主桥预应力钢筋混凝土连续箱梁转体施工也得到了成功的应用，该工程借鉴以往转体施工中的实践经验并在磨心、滑道、环道以及在箱梁转体施工中自主创新，避免在以往转体桥梁施工中的通病：滑道在箱梁转体过程中全部被支腿挤压变形、箱梁转体后梁端高差过大、箱梁转体后线形不顺畅等问题，顺利转体，就位准确。合拢后两个转体T构梁端高差最大仅为9mm，完全小于国标规定20mm。该工程顺利竣工验收后，工程质量得到业主的一致好评。

本技术工艺原理即在以往跨线桥梁施工基础上，在承台上增加一个转动中心球面铰―磨心和转体滑动轨道―滑道。将原横跨铁路、公路、水路的桥梁平行于原有道路施工，转体段施工完毕后用机械将转体段精确平行转动一定角度后将桥梁箱梁转体段合拢，这样在不对原有道路造成影响的前提下实现桥梁的横跨。

本桥转盘特点是针对中心支承球铰结构的稳定性，将转轴结合面由球缺面改为平面。转动支承由理论上的点支承变为一个面支承，依靠转轴结合面上反力的梯形分布来克服转动体重心的偏移，增加了转动过程中结构的稳定性，是成功的。

三、结束语

虽然我国的桥梁转体施工技术的起步比较落后，但是发展迅猛，在理论和实践方面都处于领先水平，桥梁转体施工技术在我国的应用前景比较广泛，我国在基础设施建设不断发展过程中，桥梁建设不断增多，对桥梁转体施工技术的发展有着重要的指导意义。

参考文献：

[1]钟伟.混凝土开口薄壁截面拱桥平转施工控制技术研究[D].长沙:长沙理工大学,2010.

[2]孙晓林,张宏君,郭京波.桥梁转体施工方法及应用[J].河北交通, 2006, 4.

[3]徐葵.混凝土温度裂缝的分析与控制裂缝出现的技术措施[J].科技信息.2010,(20).