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浅析“平面转体法”桥梁施工的特点和应用

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摘要:“平面转体施工法”主要利用桥梁两边的地形,首先采用支架将主梁对称、分段在两边现场浇筑,然后借助铺有四氟乙烯板和不锈钢板的环形滑道,应用千斤顶的定推力,平面转体0或者180°左右(梁式桥为90°,单跨拱桥为180°)合拢,最后再进行合拢段的施工,完成体系转换的一种施工方法。

关键词:平面转体法;桥梁施工;体系转换;施工方法

中图分类号:G451文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)07-0172-02

早期的平面转体法施工主要应用于拱桥,随着转体桥梁设计的日益完善和施工技术的成熟,现已发展应用于连续梁桥、T型刚构式梁桥、斜拉桥、系杆拱桥等桥型。主要适用于在谷深流急河谷上,或桥梁立交体系交通繁忙、不准阻断车辆通行的公路与铁路上,以及不允许断航的河道上,利用本施工方法的优越性更加显著。在国内已经建成的平面转体桥梁中,大多应用于这些范围。

平面转体桥梁的实施,在桥跨布置和场地方面还必须满足以下两个条件:(1)桥跨布置方面一般要求主跨跨越河道或高速公路,而边跨则必须在河滩或非交通区域,主墩必须设置在岸边上或高速公路的两侧;(2)因为主梁在平面转体以前是沿岸边或高速公路的方向分段支架现浇,所以,要求主跨两边的场地必须能够满足主梁分段现浇的施工需要。

以体系的重心与转体中心是否重合来划分,可以分为中心转体和偏心转体。中心转体指水平转体的中心与承台的中心重合;而偏心转体是指水平转体的旋转中心设在承台中心的一侧,而不是承台的中心,一般设在承台1/3长度的位置;从受力的均匀性角度考虑,中心转体比偏心转体优越,但采用偏心转体方式可以减小桥梁的跨度,桥梁设计采用中心转体还是偏心转体,要结合两岸的地形、跨度设置和经济方面等因素综合而确定。

一、“平面转体法”施工的特点

平面转体法施工与常规的施工方法相比,具有以下特点,下面以连续梁和T构梁为例讲述其特点:

1.施工工艺上的特点。“平转法”的施工工艺为两岸分别在垂直桥梁中心方向的岸边搭设支架分段施工完成悬臂主梁,然后通过转动体系逆时针旋转90°,使两岸的悬臂梁旋转到位,最后应用支架和吊架模板,分别浇筑边跨和中跨合拢段的混凝土,从而完成上部结构的体系转换;而常规的连续梁和T型刚构梁的施工工艺为,沿着桥梁的方向采用支架现浇、悬臂拼装或用悬臂挂兰等方式施工主梁。

2.承台的结构与常规桥梁的承台不同。“平面转体桥梁”的承台分为上下两个部分,即上承台和下承台,上下承台通过桥梁的转动体系上转盘(磨盖)、下转盘(磨心)和环形支撑转动压力,加之下承台因为要承受桥梁转体过程的垂直荷载,所以下承台体积较大;而常规桥梁的承台只有下承台,体积也相对转体桥小一些。

3.施工质量比较容易控制。平面转体桥的主梁施工采用两岸岸边支架现浇的方法施工,其主梁线性、钢筋混凝土和预应力分段张拉的质量比较容易控制,而采用的挂兰法施工的主梁,在主梁线性控制和预应力钢筋混凝土的质量等方面相对困难一些。

4.施工过程安全性较好。因为平面转体桥梁是在岸边支架上施工,所以,从安全方面比挂兰施工临空作业要更安全。而且,不会对桥梁下部正常的通航和高速公路正常的通车造成影响。

5.施工控制的重点有所不同。常规的挂兰法悬臂浇筑施工控制的重点为立模标高,钢筋混凝土,预应力张拉,合拢段浇筑等,而平面转体桥施工控制的重点除以上项目外,转动体系的施工也尤为重要,特别是磨盘和滑道的质量控制,以及转体过程的控制。

二、“平面转体法”桥梁施工技术应用

转动体系主要由磨心、磨盖和环道三部分组成,因为桥转体重量一般都在4000t以上,因此,这三部分施工质量的好坏将是转体能否成功的关键。所以,水平转体施工的控制要点是控制磨心、磨盖和环道的施工质量。

1.磨心。按照磨心的半径和边高度,用钢板制模,下承台施工时准确预埋钢筋上,同时准确预埋钢柱,根据设计要求在磨心处采用C60混凝土。磨心的顶面为圆弧面,矢高一般10cm左右,其中圆弧面的施工精度对转体的成败有重大的影响。

2.磨盖。根据转体施工工艺,先只浇上转盘中间的一块磨盖,磨盖是以磨心为底模进行浇筑的。磨心施工完成后,在其顶面贴上隔离层,以隔离层的厚度来调节上转盘的半径,在距磨心边的20cm范围,隔离层的厚度较中间厚一些,防止转体时上下刮边。达到要求后,绑扎钢筋骨架,浇筑混凝土。

3.转盘的磨合。上转盘混凝土强度达到80%后,将其吊起,拿掉中间的隔离层,然后再放下来,根据几座转体桥的施工经验,采用水磨法,即在下承台上,用砖砌池,蓄水的高度能将磨心与磨盖的接触面浸入水中即可,利用两台卷扬机产生力偶矩使磨盖转动,转动的方向必须与以后转体的方向相同,不可逆转。

4.环道。转体桥梁的环道主要由钢板、不锈钢板和F4板组成。对于转体重量较大的箱梁转体施工,环道施工质量显得非常重要,它不仅影响推力的大小,同时决定转体过程中梁体是否平稳和标高的变化。主要施工技术如下:(1)在下承台的顶面预留环道槽口,施工前将槽口清洗干净,用环氧树脂砂浆粘贴底层钢板,在钢板上用环氧树脂粘贴F4板,F4板贴上后要临时加压,保证粘贴牢固,四氟乙烯板每50cm应留有间隙,顶面标高要求一致,误差必须控制为转体前进方向为负误差;(2)上滑面的不锈钢板前进方向前口应向上卷成圆弧形,防止刮板;(3)环道和下承台同时浇筑构成一个整体,以避免环道部分承台的下沉,影响平整度;(4)环道表面平整度,在施工中用高精度测量仪器控制平整度,平整度应控制在±1.0mm内;(5)四氟板下环氧砂浆要采用挤压或压重的方式,使其密实;(6)转体施工前,应对环道平面位置、高程、平整度、环氧砂浆密实度等进行验收认可。

5.主梁施工。平面转体桥梁的主梁施工,与常规的支架现浇梁的施工相同,首先进行地基硬化,然后按照设计规定的位置和高程,并结合两岸的地形情况,适当的支架和模板进行分段浇筑施工。

6.转体施工。桥梁的转体施工,宜在两岸悬臂梁施工完成后进行,最好是两边同时进行转体施工,即便两岸的转体不能同时进行,两边转体施工的时间差也不要超过2周,以免影响合拢段的施工质量。

7.封盘固结。转体到位后调整各封孔段的标高,临时塞紧上下转盘,并焊接上下转盘之间的预留钢筋和钢板使上下转盘固结,按照设计要求浇筑封盘混凝土。

8.合拢段施工。转体桥梁的合拢段的施工,与常规连续梁或T型刚构梁相同,先解除边墩支座的刚性约束,边跨合拢,后解除主墩临时支墩的刚性约束,应用吊架模板和劲性骨架,配置置换压重的水箱,选择当日的最低温度,浇筑中跨合拢段的混凝土,最后进行预应力的张拉,从而完成体系转换。

“平面转体法”桥梁施工技术因具有安全、不需要断航或中断高速公路交通,以及施工质量比较容易控制等优点,将被越来越多的应用于梁式桥、刚构桥、系杆拱桥和斜拉桥等城市桥梁建设之中,但是,该施工技术也具有自身的技术难点和特点,控制不好也容易造成安全和质量方面的问题,所以从施工技术的角度必须加以重视,以保证桥梁施工期间的安全和质量。

参考文献

[1]芦会.路桥涵洞施工技术规范实施手册[M].人民交通出版社,2005.

[2]桂业昆,邱式中.桥梁施工专项技术手册[M].人民交通出版社,2007.

作者简介:刘碧萍,男,湖北天门人,中铁十一局集团三公司经济师,研究方向:施工企业成本管理。