劉永亮

摘要：剛構(gòu)橋是一種單元構(gòu)件少、能承受不同荷載的橋梁，因?yàn)槠溥\(yùn)輸便捷，裝配簡(jiǎn)單，已成為現(xiàn)代常用的橋梁類型。轉(zhuǎn)體施工法是裝配剛構(gòu)橋的重要方法，其借助動(dòng)力設(shè)備將完成主體澆筑的橋梁轉(zhuǎn)體到橋位軸線位置，最后合攏成橋。這一方法施工時(shí)間短，但控制要求的精度高。本文即結(jié)合成都第二繞城高速路段上的一座T型剛構(gòu)橋修建工程，重點(diǎn)研究了轉(zhuǎn)體施工技術(shù)與施工過程控制的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：T型剛構(gòu)橋 轉(zhuǎn)體施工 施工控制

引言：

T型剛構(gòu)橋因墩上兩側(cè)伸出受力的懸臂，形如T字而得名，是剛構(gòu)橋的一種。T型剛構(gòu)橋跨中用剪力鉸或簡(jiǎn)支梁組合而成，這一結(jié)構(gòu)使得其自身結(jié)構(gòu)輕巧、跨度大，方便裝配，故被廣泛應(yīng)用。T型剛構(gòu)橋的組裝方法有很多種，如滿堂支架法和懸臂施工法。相比之下，操作簡(jiǎn)便、施工時(shí)間短的轉(zhuǎn)體施工法更受青睞，但這一方法的高精度要求又常常給施工過程帶來(lái)不少的麻煩。

一、轉(zhuǎn)體施工法介紹和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

轉(zhuǎn)體施工法是構(gòu)建T型剛構(gòu)橋的常用方法，這一方法通過轉(zhuǎn)體技術(shù)將澆筑好的橋體轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)計(jì)的位置，化整為零，靈活多變的適應(yīng)了復(fù)雜的施工環(huán)境，為工程建設(shè)大大節(jié)省了時(shí)間和成本。

轉(zhuǎn)體施工法是在非設(shè)計(jì)路線的位置完成澆筑主體或部分工作，然后通過動(dòng)力設(shè)備旋轉(zhuǎn)到指定位置。根據(jù)轉(zhuǎn)向的不同，轉(zhuǎn)體施工法可采用平轉(zhuǎn)、豎轉(zhuǎn)、平豎轉(zhuǎn)結(jié)合三種技術(shù)手段。平轉(zhuǎn)技術(shù)應(yīng)用最廣，主要步驟包括：首先是在橋墩的設(shè)計(jì)位置上施工圍護(hù)樁，開挖基坑;之后在樁基礎(chǔ)上進(jìn)行轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)施工，包括澆筑承臺(tái)，安裝球鉸、滑道和轉(zhuǎn)盤，并預(yù)埋施工牽引索;接著對(duì)墩柱施工;再對(duì)轉(zhuǎn)體主梁施工，在主梁四周搭設(shè)支架作為操作平臺(tái)，完成現(xiàn)澆箱梁;最后完成轉(zhuǎn)體，即拆除支架，完成不平衡稱重實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行配重，之后利用連續(xù)張拉千斤頂轉(zhuǎn)體，微調(diào)就位，封固球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)體系，現(xiàn)澆合攏段。

轉(zhuǎn)體施工法最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)四十年代，法國(guó)首創(chuàng)豎向轉(zhuǎn)體技術(shù)完成了110米主跨肋拱橋的建設(shè)，但這一方法并沒有突出的優(yōu)點(diǎn)，因此并不被工程界看好，直到三十年后平轉(zhuǎn)技術(shù)的出現(xiàn)才真正將轉(zhuǎn)體施工法發(fā)揚(yáng)光大。奧地利在修建一座雙塔斜拉橋時(shí)第一次采用了平轉(zhuǎn)技術(shù)，二十年后的比利時(shí)將該技術(shù)運(yùn)用在本愛因橋上，此時(shí)轉(zhuǎn)體的重量已接近達(dá)到兩萬(wàn)噸，完成了轉(zhuǎn)體施工法在重量上的大跨越。

二、橋梁工程基本情況

成都第二繞城高速公路西段有一座T型剛構(gòu)橋。該橋上跨成灌鐵路，斜交角度59°，與成灌鐵路交叉樁號(hào)為K179+145.973=DYK22+975.921，總橋長(zhǎng)達(dá)到276米，總重量達(dá)3萬(wàn)余噸。在運(yùn)行頻繁的成灌鐵路上方完成這樣一段大橋的施工，難度可想而知。最后根據(jù)鐵道部運(yùn)輸司的指導(dǎo)意見，施工單位決定采用轉(zhuǎn)體施工方案進(jìn)行大橋的搭建。終于僅用不到1小時(shí)的時(shí)間就完成了兩段單長(zhǎng)138m、單重16000t的T構(gòu)轉(zhuǎn)體就位，在中國(guó)工程建造史上書寫了濃墨重彩的一筆。

施工時(shí)，將龐大的橋體分為兩個(gè)T構(gòu)，在搭建好鐵路兩側(cè)的主墩后，在平行于鐵路線路的位置上分別現(xiàn)澆完成2×69 m的主梁，張拉完成后拆除支架進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工。轉(zhuǎn)體施工具體分為四個(gè)步驟：布置動(dòng)力系統(tǒng)并調(diào)試;箱梁平衡稱重配重;箱梁轉(zhuǎn)體;轉(zhuǎn)體就位澆住合攏段。

三、轉(zhuǎn)體系統(tǒng)在制作和安裝過程中的控制因素

由球鉸、滑道和平衡撐腳組成的轉(zhuǎn)體系統(tǒng)是轉(zhuǎn)體施工技術(shù)成功施行的關(guān)鍵部位。轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的性能反應(yīng)了核心部位的承重能力和轉(zhuǎn)動(dòng)能力等，直接關(guān)系到轉(zhuǎn)體的正常施工。因此無(wú)論在設(shè)計(jì)階段，還是施工階段，都嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)其進(jìn)行特殊的保護(hù)和控制。

球鉸是整個(gè)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)中受力最集中的部位。該工程橋體跨度大、橋體質(zhì)量重，很容易發(fā)生整體傾覆，因此球鉸應(yīng)嚴(yán)格按照計(jì)算的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，保證其受力的要求，再經(jīng)過專業(yè)廠家制作，最后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接安裝。

安裝過程中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意保持球鉸面不發(fā)生形變。球鉸面的光潔度和橢圓度與其受力有著密切的關(guān)系，只有這兩個(gè)要素滿足設(shè)計(jì)要求，才能保證球鉸的受力在承受范圍內(nèi)。施工過程中，混凝土漿等雜物很容易混入球鉸摩擦處，嚴(yán)重影響球鉸的形狀及受力特征，因此其使用前獨(dú)立統(tǒng)一放置，使用時(shí)會(huì)進(jìn)行潔凈度檢查。安裝完成后，利用外部坐標(biāo)系對(duì)球鉸中心坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量：球鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心誤差極限為：順橋向±1mm，橫橋向±1.5mm;球鉸頂口的平面保證水平，任意兩點(diǎn)的誤差≤1mm。

四、施工現(xiàn)場(chǎng)控制和分析

橋梁的搭建是一個(gè)多階段的復(fù)雜過程，在每個(gè)施工階段中不可避免的會(huì)出現(xiàn)誤差，這些誤差隨著施工階段的深入會(huì)逐步累積，最終極有可能造成較大的誤差，使橋體位移和應(yīng)力與設(shè)計(jì)的理想數(shù)據(jù)相差甚遠(yuǎn)。因此，在大橋的施工階段采取了一些有效的控制與分析措施，及時(shí)準(zhǔn)確的識(shí)別、修正誤差，確保橋體的準(zhǔn)確施工?，F(xiàn)場(chǎng)借助現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)橋體的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在第一時(shí)間內(nèi)由技術(shù)人員做出分析判斷。監(jiān)控的內(nèi)容主要包括線性監(jiān)控、應(yīng)力監(jiān)控和安全穩(wěn)定性監(jiān)控。

各部件在施工中因?yàn)閺?fù)雜多樣的原因總會(huì)產(chǎn)生形變，一般體現(xiàn)在立面標(biāo)高和平面位置的偏差。比如球鉸的形變會(huì)影響其受力特征，這一關(guān)鍵部位的準(zhǔn)確性得不到保證，轉(zhuǎn)體施工就很能進(jìn)行下去。因此線性監(jiān)控能確保每一環(huán)節(jié)的形變偏差在可接受范圍內(nèi)，最終達(dá)到成橋階段的線性要求。

應(yīng)力控制不當(dāng)會(huì)造成橋體傾向、斷裂等很多問題，對(duì)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控和試驗(yàn)，是施工過程中的重要環(huán)節(jié)。監(jiān)控應(yīng)力主要包括了：預(yù)應(yīng)力、自重下應(yīng)力、溫度應(yīng)力等，具體側(cè)重需要根據(jù)施工的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境確定。正式轉(zhuǎn)體前進(jìn)行試驗(yàn)確保各根鋼絞線受力均勻，以 10 ～5 kN的力逐根將鋼絞線用單束張拉千斤頂進(jìn)行對(duì)稱預(yù)緊，重復(fù)數(shù)次校核。

穩(wěn)定監(jiān)控和安全監(jiān)控共同確保了橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。前者主要是通過穩(wěn)定計(jì)算的方法，考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的荷載和支撐作用。安全監(jiān)控則體現(xiàn)在施工中的安全措施，執(zhí)行這些措施，能有力的保證線性和應(yīng)力監(jiān)控。

總而言之，施工過程的控制與分析主要包括兩個(gè)內(nèi)容：一是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，二是理論分析。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)能直觀的反應(yīng)施工情況和出現(xiàn)的問題，理論分析則能為現(xiàn)場(chǎng)的操作提供指導(dǎo)和幫助，兩者結(jié)合形成正反饋，才能保證施工的順利進(jìn)行。

五、結(jié)論和展望

本文介紹了T型剛構(gòu)橋轉(zhuǎn)體施工技術(shù)與發(fā)展現(xiàn)狀，以成都第二繞城高速公路西段的一座T型剛構(gòu)橋?yàn)閷?shí)例討論了轉(zhuǎn)體系統(tǒng)在制作和安裝過程中的可控因素，以及現(xiàn)場(chǎng)施工中的控制和分析內(nèi)容。希望借此為類似橋梁施工和控制提供參考。當(dāng)然，因?yàn)閭€(gè)人知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的局限性，所述內(nèi)容并不完善，在今后的的工作中，應(yīng)當(dāng)時(shí)刻鞭策自己在專業(yè)領(lǐng)域不斷學(xué)習(xí)，不斷提升。

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