0 引言 
   隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,橋梁無支架施工不斷出現(xiàn)新工藝,轉(zhuǎn)體施工就是其中的一種。橋梁轉(zhuǎn)體施工適用跨越深谷急流、難以吊裝的特殊河道,具有節(jié)省吊裝費(fèi)用,安全、可靠、整體性好等特點(diǎn)。 
  
  1 橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝的工作原理 
  所謂橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝的工作原理,就像挖掘機(jī)鏟臂隨意旋轉(zhuǎn)一樣,在橋臺(tái)(單孔橋)或橋墩(多孔橋)上分別預(yù)制一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸心,以轉(zhuǎn)動(dòng)軸心為界把橋梁分為上、下兩部分,上部整體旋轉(zhuǎn),下部為固定墩臺(tái)、基礎(chǔ),這樣可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,上部構(gòu)造可在路堤上或河岸上預(yù)制,旋轉(zhuǎn)角度也可根據(jù)地形隨意旋轉(zhuǎn)。 
  
  2 橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝的特點(diǎn) 
  2.1 橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝適用于跨徑較大的單孔或多孔鋼筋混凝土橋梁施工。尤其適用于跨越深谷、水深流急和公鐵立交、風(fēng)景勝地、自然保護(hù)區(qū)等施工受限制的現(xiàn)場(chǎng)。 
  2.2 由于橋梁轉(zhuǎn)體施工是靠結(jié)構(gòu)自身旋轉(zhuǎn)就位,不用吊裝設(shè)備 ,并可節(jié)省大量支架木材或鋼材。 
  2.3 采用混凝土軸心轉(zhuǎn)體施工,轉(zhuǎn)體工藝簡(jiǎn)便易行,轉(zhuǎn)體重量全部由橋墩(或橋臺(tái))球面混凝土軸心承受,承載力大,轉(zhuǎn)動(dòng)安全、平衡、可靠。 
  2.4 可將半孔上部結(jié)構(gòu)整體預(yù)制,結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng),穩(wěn)定性好,更能體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能的合理性。 
  2.5 施工工藝和所用施工機(jī)械簡(jiǎn)單,轉(zhuǎn)體時(shí)僅需兩盤絞磨、幾組滑輪即可使上部結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)體就位,簡(jiǎn)便易行,易于掌握,便于推廣。 
  
  3 轉(zhuǎn)體施工法的關(guān)鍵技術(shù) 
  轉(zhuǎn)體施工法的關(guān)鍵技術(shù)問題是轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備與轉(zhuǎn)動(dòng)能力,施工過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和強(qiáng)度保證,結(jié)構(gòu)的合攏與體系的轉(zhuǎn)換。 
  3.1 豎轉(zhuǎn)法 豎轉(zhuǎn)法主要用于肋拱橋,拱肋通常在低位澆筑或拼裝,然后向上拉升達(dá)到設(shè)計(jì)位置,再合攏。 
  豎轉(zhuǎn)體系一般由牽引系統(tǒng)、索塔、拉索組成。豎轉(zhuǎn)的拉索索力在脫架時(shí)最大,因?yàn)榇藭r(shí)拉索的水平角最小,產(chǎn)生的豎向分力也最小,而且拱肋要實(shí)現(xiàn)從多跨支承到鉸支承和扣點(diǎn)處索支承的過渡,脫架時(shí)要完成結(jié)構(gòu)自身的變形與受力的轉(zhuǎn)化。為使豎轉(zhuǎn)脫架順利,有時(shí)需在提升索點(diǎn)安置助升千斤頂。 
  豎轉(zhuǎn)施工方案設(shè)計(jì)時(shí),要合理安排豎轉(zhuǎn)體系。索塔高、支架高(拼裝位置高),則水平交角也大,脫架提升力也相對(duì)小,但索塔、拼裝支架受力(特別是受壓穩(wěn)定問題)也大,材料用量也多;反之亦然。在豎轉(zhuǎn)過程中,主要要考慮索塔的受力和拱肋的受力,尤其是風(fēng)力的作用。 
  在施工工藝上,豎轉(zhuǎn)鉸的構(gòu)造與安裝精度,索鞍與牽轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置,索塔和錨固系統(tǒng)是保證豎轉(zhuǎn)質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)順利和安全的關(guān)鍵所在。國內(nèi)的拱橋基本上為無鉸拱,豎轉(zhuǎn)鉸是施工臨時(shí)構(gòu)造,所以,豎轉(zhuǎn)鉸的結(jié)構(gòu)與精度應(yīng)綜合考慮滿足施工要求和降低造價(jià)?鐝捷^小時(shí),可采用插銷式,跨徑較大時(shí)可采用滾軸。拉索的牽引系統(tǒng)當(dāng)跨徑較小時(shí),可采用卷揚(yáng)機(jī)牽引;跨徑較大,要求牽引力較大,牽引索也較多時(shí),則應(yīng)采用千斤頂液壓同步系統(tǒng)。 
 3.2 平轉(zhuǎn)法 平轉(zhuǎn)法的轉(zhuǎn)動(dòng)體系主要有轉(zhuǎn)動(dòng)支承系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)牽引系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)。 
  轉(zhuǎn)動(dòng)支承系統(tǒng)是平轉(zhuǎn)法施工的關(guān)鍵設(shè)備,由上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤構(gòu)成。上轉(zhuǎn)盤支承轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu),下轉(zhuǎn)盤與基礎(chǔ)相聯(lián)。通過上轉(zhuǎn)盤相對(duì)于下轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到轉(zhuǎn)體目的。轉(zhuǎn)動(dòng)支承系統(tǒng)必須兼顧轉(zhuǎn)體、承重及平衡等多種功能。按轉(zhuǎn)動(dòng)支承時(shí)的平衡條件,轉(zhuǎn)動(dòng)支承可分為磨心支承、撐腳支承和磨心與撐腳共同支承三種類型。
 磨心支承由中心撐壓面承受全部轉(zhuǎn)動(dòng)重量,通常在磨心插有定位轉(zhuǎn)軸。為了保證安全,通常在支承轉(zhuǎn)盤周圍設(shè)有支重輪或支撐腳正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),支重輪或承重腳不與滑道面接觸,一旦有傾覆傾向則起支承作用。在已轉(zhuǎn)體施工的橋梁中,一般要求此間隙從2~20mm,間隙越小對(duì)滑道面的高差要求越高。磨心支承有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在我國以采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主。上下轉(zhuǎn)盤弧形接觸面的混凝土均應(yīng)打磨光滑,再涂以二硫化銅或黃油四氟粉等潤(rùn)滑劑,以減小摩擦系數(shù)(一般在0.03~0.06之間)。 
  撐腳支撐形式下轉(zhuǎn)盤為一環(huán)道,上轉(zhuǎn)盤的撐腳有4個(gè)或4個(gè)以上,以保持平轉(zhuǎn)時(shí)的穩(wěn)定。轉(zhuǎn)動(dòng)過程支撐范圍大,抗傾穩(wěn)定性能好,但阻力力矩也隨之增大,而且環(huán)道與撐腳的施工精度要求較高,撐腳形式有采用滾輪,也有采用柱腳的。滾輪平轉(zhuǎn)時(shí)為滾動(dòng)摩擦,摩阻力小,但加工困難,而且常因加工精度不夠或變形使?jié)L輪不滾。采用柱腳平轉(zhuǎn)時(shí)為滑動(dòng)摩擦,通常用不銹鋼板加四氟板再涂黃油等潤(rùn)滑劑,其加工精度比滾輪容易保證,通過精心施工,已有較多成功的例子。 
  第三類支承為磨心與撐腳共同支承。大里營(yíng)立交橋采用一個(gè)撐腳與磨心共同作用的轉(zhuǎn)動(dòng)體系,在撐腳與磨心連線的垂直方向設(shè)有保護(hù)撐腳。如果撐腳多于一個(gè),則支承點(diǎn)多于2個(gè),上轉(zhuǎn)盤類似于超靜定結(jié)構(gòu),在施工工藝上保證各支撐點(diǎn)受力基本符合設(shè)計(jì)要求比較困難。
  水平轉(zhuǎn)體施工中,能否轉(zhuǎn)動(dòng)是一個(gè)很關(guān)鍵的技術(shù)問題。一般情況下可把啟動(dòng)摩擦系數(shù)設(shè)在0.06~0.08之問,有時(shí)為保證有足夠的啟動(dòng)力,按0.1配置啟動(dòng)力。因此減小摩阻力,提高轉(zhuǎn)動(dòng)力矩是保證平轉(zhuǎn)順利實(shí)施的兩個(gè)關(guān)鍵。轉(zhuǎn)動(dòng)力通常安排在上轉(zhuǎn)盤的外側(cè),以獲得較大的力臂。轉(zhuǎn)動(dòng)力可以是推力,也可以是拉力。推力由千斤頂施加,但千斤頂行程短,轉(zhuǎn)動(dòng)過程中千斤頂安裝的工作量又很大,為保證平轉(zhuǎn)過程的連續(xù)性,所以單獨(dú)采用千斤頂頂推平轉(zhuǎn)的較少。轉(zhuǎn)動(dòng)力通常為拉力,轉(zhuǎn)動(dòng)重量小時(shí),采用卷揚(yáng)機(jī),轉(zhuǎn)體重量大時(shí)采用牽引千斤頂,有時(shí)還輔以助推千斤頂,用于克服啟動(dòng)時(shí)靜摩阻力與動(dòng)摩阻力之間的增量。 
  平轉(zhuǎn)過程中的平衡問題也是一個(gè)關(guān)鍵問題。對(duì)于斜拉橋、T構(gòu)橋以及帶懸臂的中承式拱橋等上部恒載在墩軸線方向基本對(duì)稱的結(jié)構(gòu),一般以橋墩軸心為轉(zhuǎn)動(dòng)中心,為使重心降低,通常將轉(zhuǎn)盤設(shè)于墩底。對(duì)于單跨拱橋、斜腿剛構(gòu)等,平轉(zhuǎn)施工分為有平衡重與無平衡重轉(zhuǎn)體兩種。有平衡重時(shí),上部結(jié)構(gòu)與橋臺(tái)一起作為轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu),上部結(jié)構(gòu)懸臂長(zhǎng),重量輕,橋臺(tái)則相反,在設(shè)置轉(zhuǎn)軸中心時(shí),盡可能遠(yuǎn)離上部結(jié)構(gòu)方向,以求得平衡,如果還不平衡,則需在臺(tái)后加平衡重;無平衡重轉(zhuǎn)體,只轉(zhuǎn)動(dòng)上部結(jié)構(gòu)部分,利用背索平衡,使結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體過程中被轉(zhuǎn)體部分始終為索和轉(zhuǎn)鉸處兩點(diǎn)支承的簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)。 
  3.3 轉(zhuǎn)體施工受力 轉(zhuǎn)體施工的受力分析目的是保證結(jié)構(gòu)的平衡,以防傾覆;保證受力在容許值內(nèi),以防結(jié)構(gòu)破壞;保證錨固體系的可靠性。轉(zhuǎn)體過程歷時(shí)較短,少則幾十分鐘,最多不超過一天,所以主要考慮施工荷載。在大風(fēng)地區(qū)按常見的風(fēng)力考慮,通常不考慮地震荷載和臺(tái)風(fēng)影響,這主要從工期選擇來保證。此外,轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的變形控制、合攏構(gòu)造與體系轉(zhuǎn)換也是轉(zhuǎn)體施工應(yīng)考慮的重要問題。
  橋梁轉(zhuǎn)體施工是近年出現(xiàn)的一種新工藝,最適宜在跨越深谷、急流及公鐵立交情況下采用,通過有平衡重和無平衡重兩橋試驗(yàn)結(jié)果分析。橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝,無論從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是可行的和經(jīng)濟(jì)的,特殊橋位處采用此工藝最好。