橋梁施工的平衡提升技術(shù)探析

高偉民

【摘 要】在橋梁施工過程中平衡提升技術(shù)發(fā)揮著非常重要的作用，在對平衡提升技術(shù)進行具體應(yīng)用的過程中發(fā)現(xiàn)其既可以簡化施工方法，還能在一定程度上縮短施工周期，保證橋梁整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上有效的控制施工成本。因此本文研究橋梁施工的平衡提升技術(shù)，首先介紹了壓桿平衡提升和拉桿平衡提升兩種平衡提升技術(shù)。然后分別進行了兩項現(xiàn)場試驗。本文的研究可以作為研究橋梁施工的平衡提升技術(shù)過程中的參考。

【關(guān)鍵詞】橋梁施工；拉桿平衡；壓桿平衡

0.前言

在20世紀50年代就開始應(yīng)用橋梁施工的平衡提升技術(shù)，并取得了良好的效果，通過平衡提升技術(shù)的應(yīng)用能夠使結(jié)構(gòu)更加貼合與實際，明確的受力具有較好的力學(xué)性能。然后平衡提升技術(shù)在簡化施工工藝的過程中減少了對各種傳統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用，可以簡單安全的進行施工建設(shè)。最后平衡提升技術(shù)能夠使大跨度橋梁、水流湍急和高山峽谷等特殊地段橋梁的施工更加方便安全。因此下面對于橋梁施工的平衡提升技術(shù)進行詳細的研究。

1.橋梁施工的平衡提升技術(shù)研究

本文首先在在豎向制作混凝土拱肋，然后將拱肋豎轉(zhuǎn)至其最終位置，在這個基礎(chǔ)上研究橋梁施工的平衡提升技術(shù)，能夠旋轉(zhuǎn)主梁到平衡的水平位置，附加構(gòu)件在旋轉(zhuǎn)的過程中能夠承擔(dān)足夠的拉力和壓力。下面介紹幾種平衡施工技術(shù)。

1.1壓桿平衡提升

通過幾何的表示形式能夠表示橋梁的橋墩、主梁與壓桿，主梁在壓桿的A點從下至上移動的過程中能夠打開到與水平面平行，在逐漸提升的過程中三角形ABC發(fā)生了形狀上的變化，其中角度分別改變了60度和150度，壓桿的平衡得到了提升，如圖1所示。

2.現(xiàn)場試驗

為了證明新的橋梁施工方法是可行的，進行現(xiàn)場試驗，分別進行兩項試驗，一項為壓桿提升法，一項為拉桿提升法。其中橋墩、主梁和壓桿均選擇鋼筋混凝土作為材料。在壓桿提升試驗中采用150米的橋梁主跨，在拉桿提升試驗中采用170米的橋梁主跨，在進行現(xiàn)場試驗的過程中按照一比十的比例進行縮小。

在壓桿橋試驗方面，圖4為壓桿橋的結(jié)構(gòu)示意圖，其中懸臂主梁每側(cè)長度為6.96米，實體截面是主梁的主要截面形式，高和寬分別為0.4米和0.64米，44.5KN的額定重量、壓桿的長度為4.45米。實體截面的長和寬均為0.3米。通過在橋墩在下部設(shè)置開口截面來加快提升進程，在上部安裝4根外徑為75毫米的管道，在安放提升設(shè)備的時候可以應(yīng)用這些管道。

在提升過程中施工的關(guān)鍵是節(jié)點處的轉(zhuǎn)軸。在試驗的過程中按照一定的比例來縮小節(jié)點A和B的尺寸，采用眼孔螺栓來使節(jié)點C承受拉力，如果按照實際的比例確定曲面半徑就不能有效的滿足試驗的需求。

在試驗的過程中壓桿頂端A點有60度的轉(zhuǎn)角，同時壓桿的另一端也隨之旋轉(zhuǎn)，與柱形截面相連的主梁節(jié)點上滾動了90度，需要調(diào)整節(jié)點B各接觸面的曲率半徑，這樣能夠方便進行匹配。用一定厚度的曲面鋼板包裹端頭以保證滾動面具有精確的幾何尺寸。在制作曲面鋼板的過程中應(yīng)當(dāng)特別注意與混凝土的結(jié)合處。利用吊機裝配橋墩、壓桿和主梁，在墩頂設(shè)置四個液壓千斤頂，通過螺紋鋼筋將千斤頂和壓桿下端點連接起來。在壓桿的設(shè)計過程中要充分考慮梁體的全部重量。

在拉桿橋試驗方面，對于在第一項試驗中采用的橋墩在第二項試驗中可以繼續(xù)使用，圖6為拉桿橋最終成橋狀態(tài)。首先將兩側(cè)的主梁組合起來，每測的量長度定義為8.5米、然后安裝外徑為30毫米的拉桿，將主梁由豎直位置旋轉(zhuǎn)到水平位置，在整個過程中將主梁轉(zhuǎn)動90度，在一定曲率半徑的圓柱面上進行滾動，滾動過程中沒有摩擦。為了保證梁自重的一小部分升達到最終位置后能夠由液壓千斤頂提升應(yīng)當(dāng)逐漸減小梁斷面的高度。

經(jīng)過分析和研究發(fā)現(xiàn)，在簡化施工工藝和縮短施工周期方面平衡提升法發(fā)揮著非常重要的作用，該方法首先在豎直方向上修建好主梁，然后利用用壓桿或者拉桿構(gòu)件將其旋轉(zhuǎn)到目標位置。由于很多橋梁施工過程中的橋墩主要采用自爬升模板施工方式進行建設(shè)，通過采用平衡提升技術(shù)能夠簡化施工過程，另外一方面，除了在壓桿和拉桿應(yīng)用平衡提升技術(shù)，在作為中間的支點輔助以及主梁的施工過程中也可以應(yīng)用這種技術(shù)，相比于懸臂法，這種方法能夠在減少主梁斷面尺寸的基礎(chǔ)上減少鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼束的使用數(shù)量，進而有效的節(jié)約施工成本。通常情況下，在主跨跨度大及橋墩較高的橋梁建設(shè)工程比較適用平衡提升技術(shù)，在平衡提升技術(shù)不斷發(fā)展和完善的過程中該技術(shù)在各種橋梁施工中必將得到廣泛的應(yīng)用，同時能夠在簡化施工工藝的過程中縮短橋梁工程的施工周期，既能節(jié)約成本，還能有效的保證橋梁的質(zhì)量。

3.總結(jié)

總而言之，與其他橋梁施工方法不同的是平衡提升法能夠?qū)⒔ǔ珊蟮闹髁盒D(zhuǎn)到水平位置。橋墩的施工可以與主梁的施工相同，可以采用自爬升模板來加快工程進度。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中橋梁事業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。在建設(shè)懸索橋、斜拉橋、鋼管拱橋等現(xiàn)代化橋梁的過程中需要應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。平衡提升法在簡化工藝的過程中加快了施工速度，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中具有更大的優(yōu)勢。因此后續(xù)還應(yīng)當(dāng)對橋梁施工中的平衡提升技術(shù)進行更加深入的研究。 [科]

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