浅谈预应力混凝土桥梁转体施工技术【摘要】近年来随着我国经济高速发展的需要,国家不断扩大对运输部门的投资,并高度重视桥梁的修建工作,同时预应力技术也得到了突破发展,预应力混凝土桥梁的转体施工技术也得到越来越广泛的应用。
本文从桥梁施工的特点、流程、方法等方面对预应力混凝土桥梁施工技术进行介绍和探讨。
【关键词】预应力混凝土桥; 转体施工; 转盘制作
【 abstract 】 in recent years as china’s rapid economic development needs, the state of the transportation sector continues to expand the investment, and pay close attention to the construction of the bridge, while prestressed technique also get the breakthrough, prestressed concrete bridge construction technology also swivel get applied more and more. this article from the characteristics of the bridge construction, process and method of bridge construction of prestressed concrete technology are introduced and discussed.
【 keywords 】 prestressed concrete bridge; swivel construction; turntable production
中图分类号:tu37文献标识码:a 文章编号:
随着我国经济建设的发展,交通事业的建设也取得了重大进展,而在交通线的扩展方面桥梁的修筑有着重要地位和作用,但是在桥
梁的建造过程中对交通状况以及人们日常生活的影响也是巨大的。
最大限度的降低施工影响也成为交通建设中的关键问题,而桥梁转体施工技术是解决这一问题的重要方法。
一、预应力混凝土桥梁简介
预应力混凝土桥梁,是桥梁建设中的一部分,在我国已建的桥梁中占有相当大的比重,其桥式种类多样,应用普遍。
所谓预应力,就是为防止和避免桥梁出现裂缝现象所采取的科学防护手段。
其具体方法是运用高强度钢筋与混凝土,施加外力使各部件的受力得到减小,改变预应力桥梁微观结构,减轻桥面的承压力。
这一方法对施工材料的使用量上和资源的合理配置上都起到积极作用。
二、预应力混凝土桥梁转体施工技术
(一)桥梁转体施工技术概述
桥梁转体施工,是指将桥梁结构在其非设计轴线位置进行制作(浇注或拼接)成形后,再通过转体就位的方法,使将在障碍上空的作业转化为在岸上或近地面进行作业。
具体来讲,就是在桥台或桥墩上分别预制合理的转动轴心, 并且以转动轴心为界,把所建桥梁分为上、下两部分, 上部进行整体旋转的处理, 而下部为固定墩台。
这样的转体施工方法,可以结合实际情况,对旋转角度和施工地点等进行科学调整,以此减少施工带来的不便。
桥梁转体施工,从实际应用来看,工艺简单,操作安全;;从施工成本来看,造价降低,节约投资。
其带来的经济效益和社会效益
是传统的构建方法不能比拟的。
(二)桥梁转体施工技术特点
从适用范围来看,桥梁转体施工技术主要适用于跨径较大的单孔、多孔钢筋混凝土桥梁的施工。
特别应用于水深流急、公铁立交、旅游胜地、自然保护区等施工不便的地区。
从实际应用来看,施工机械简单,专题技术便于施行,操作安全,便于掌握,易于推广。
从施工成本来看,节省原料,节约投资,减短工期,降低造价。
从施工效果来看,结构合理,整体稳定性良好,符合力学性能,科学性强。
(三)转体施工法的关键技术
转体施工法的关键技术问题,主要在于转动设备与转动能力,在保证结构稳定强度一定的前提下,进行结构的合拢以及体系的转换。
具体来讲分为竖转法、平转法和转体施工受力。
1.竖转法
竖转法,即竖向转体,在桥下地面或水面,进行半桥的预制拼装,之后将桥梁结构竖向转动至设计标高。
这一方法主要应用于肋拱桥的建造上,拱肋通常是在低位浇筑或拼装,再向上拉升以达到设计位置,之后进行合拢。
竖转体系通常是由牵引系统、索塔、拉索等几部分组成。
其中竖转的拉索索力在脱架时是最大的,因为此时拉索的水平角最小,所以其产生的竖向分力也就最小。
另外,拱肋要达到从多跨支承到铰支承和扣点处索支承的过渡的效果,在脱
架时就需要完成其结构自身的变形,实现受力的转化。
如此一来为了竖转脱架的顺利进行,一些时候会采用在提升索点安置助升千斤顶的办法。
在竖转施工方案的设计上,合理地安排竖转体系也是关键问题。
索塔的高度、支架的高度,决定了水平交角的大小,也决定了脱架提升力的大小,与此同时也影响着索塔、拼装支架受力的问题和材料用量问题。
因此需要在竖转的过程中,充分考虑到索塔与拱肋的受力情况。
在施工的技术上,关键在于索鞍与牵转动力装置,竖转铰的构造和安装精度,索塔和锚固系统。
这几点内容是保证竖转质量、转体顺利和工程安全的重点所在。
由于国内的拱桥大多为无铰拱,竖转铰只是施工的临时构造,也就是说从竖转铰的结构与其精度来考虑,要充分满足施工要求并且降低造价。
当跨径较小的时候,可以采用插销式;当跨径较大时,可以采用滚轴的方式。
当拉索的牵引系统的跨径较小时,可以采用卷扬机牵引的方式;当跨径较大时,对于所要求牵引力大、牵引索多的情况,可以采用千斤顶液压同步系统来解决。
2.平转法
平转法,其转动体系主要组成部分有转动支承系统、转动牵引系统、平衡系统。
从评传的整个过程来看,转动支承系统作为平转法施工中的关键设备, 其构成分为上转盘和下转盘。
其上转盘起到支承转动结构的作用, 下转盘主要与基础相联,具体工作方法是上
转盘通过相对于下转盘的转动, 来达到转体的目的。
转动支承系统作为施工关键,必须同时兼顾到转体、承重、平衡等多种功能。
就转动支承的平衡条件而言,可以分为磨心支承、撑脚支承、二者共同支承这三种类型。
平转法的施工过程中, 转动的问题是此方法的关键技术性问题。
通常依据相关经验启动摩擦系数可以设定在0. 06到 0. 08的范围之内, 同时为了保证有足够的启动力, 可将启动力配置为
0.1。
所以在施工的具体过程中,两个关键问题是减小摩阻力与提高转动力矩。
转动力一般安排于上转盘的外侧, 这样可获得较大的力臂支持。
因为转动力既可以是推力, 又也可以是拉力。
其推力转动力可由千斤顶来施加, 但是单独采用前千斤顶来进行并转的施工方案较少,因为千斤顶的行程较短,其安装的工作量较大, 是很难保证平转法施工过程的连续性的。
也由于这样的原因,平转法转动力通常运用拉力,此方法在转动重量小时, 可以采用卷扬机, 而在转体重量较大时,便可以采用牵引千斤顶, 必要时加之助推千斤顶辅助来完成, 这样就可以有效的克服启动时的静摩阻力和动摩阻力之间的增量。
平衡问题也是平转法施工技术的又一关键问题。
一般来说,斜拉桥、t构桥带悬臂的中承式拱桥等这些上部恒载于墩轴线方向的基本对称的结构, 多以桥墩轴心为其转动中心,。
降低重心的方法主要采用将转盘设于墩底的方法。
而单跨拱桥、斜腿刚构等结构的平转施工,主要分为有平衡重转体、无平衡重转体。
3.转体施工受力
为保证施工对象结构的平衡,需要进行转体施工受力分析。
施工受力分析还可以防倾保证其受力在所容许值的范围内, 用以防止对结构的破坏;,同时来保证锚固体系的可靠性。
在转体施工的过程中要进行工期长短、施工荷载、风力等问题。
此外, 对于转体结构变形的控制、合拢构造与体系的转换也都是转体施工中需要重点考虑的问题,进行周密的施工设计,考虑到多方面的施工影响因素才能保证转体施工进行的连续性和安全性。
三、桥梁转体施工的发展前景
桥梁转体施工随着应用范围和实践经验的扩大和积累,已经逐渐形成了相对成熟的桥梁施工的方法,今后随着科技的不断发展进步,新技术和新工艺在工程中的广泛的应用,预应力混凝土桥梁的转体施工方法也会更为进步,造价会得以降低,操作方法上更为简洁,施工的效率和安全上得以保证。
在我国的桥梁建设甚至交通建设和经济建设中,都会发挥其重大作用。
总结:随着经济的发展,交通流量日益增大, 交通网的布建日益密集, 分体立交的需求也越来越大, 预应力混凝土桥梁的转体施工技术会得到更广泛的发展与运用。
其工程的关键主要在于转动体系的精确制作,尤其是磨芯和磨盘的制作,在施工过程中要着重考虑施工方案的科学选择和施工精确性的保证。
此方法最大限度的
保证了施工过程中现有交通的通畅, 并且减少了材料与人工的投入,也将高空作业转为陆地作业使施工更便捷,具有良好经济效益
与社会效益。
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