橋梁轉體施工中的不平衡問題研究

劉 爽

（中鐵十七局集團第四工程有限公司， 重慶 401120）

1 轉體梁的平衡姿態(tài)

橋梁轉體施工需要在橋臺和橋墩位置構建一個能夠供橋梁旋轉的軸心，軸心固定夠，在依據(jù)實際工程設計要求將橋梁分階段進行建設，普遍情況下，施工人員可依據(jù)具體建設將其分成兩部分，上半部分在轉體過程中，下半部分要進行相應的固定施工，以確保施工建設過程中的靈活性。吉林市霧凇高架橋工程中轉體施工操作而言，橋梁全長838.727m，第5＇聯(lián)19＇號墩采取掛籃懸臂法進行澆筑，第5＇聯(lián)20＇號墩采取滿堂支架法逐節(jié)段進行澆筑后轉體。其中，第5＇聯(lián)采取全部鋪設，孔跨鋪設設置為33.25m+62+38.25m寬度相等的橋面，變高度預應力混凝土采用連續(xù)箱橋，橋面整體寬度達 33m，采取施工掛籃和支架相融合，分階段地進行澆筑作業(yè)。而20＇墩T構位置箱梁則在和中線垂直的位置開展支架分階段澆筑作業(yè)，構成整體后再進行逆時針轉體和19＇墩T構合并。實際工作中，沿著橋梁軸線的豎平面內，因為球鉸體制的制造安裝數(shù)據(jù)誤差和橋梁整體質量排布的差異性，以及橋梁整體預應力拉伸的程度差異性，致使兩側橋梁位置的剛度程度有所差異，質量瀑布也存在一定的不同，從而產生一定的不平衡力矩，導致懸臂梁段下?lián)铣潭炔煌y試轉體梁的不平衡力矩，選用測試剛體位移突變的方式開展實際測試，整體受力明確，并只需要考慮剛體作用，而不用考慮撓度等制約因素較多的參考數(shù)據(jù)，結果較為精準。當脫架并解除臨時固結后，整體梁體的平衡姿態(tài)主要有兩種展現(xiàn)方式：第一種，轉動體球鉸摩阻力矩（Mz）大于轉動體不平衡力矩(MG)，這時，橋梁整體不存在繞球鉸的剛體轉動，整體平衡由球鉸摩阻力矩和轉動體不平衡力矩所維持；第二種，轉動體球鉸摩阻力矩（Mz）小于轉動體不平衡力矩(MG)，這時，橋梁整體出現(xiàn)繞球鉸的剛體轉動，直到撐腳參與工作，平衡由球鉸摩阻力矩、轉動體不平衡力矩和撐腳對球心的力矩所維持。而對于不同的平衡情況，轉體參考數(shù)據(jù)的測試方式不同，因此首先需要確定轉體體系的平衡姿態(tài)。

圖1

圖2

1） 轉動體球鉸摩阻力矩大于轉動體不平衡力矩

假定轉動體重心偏向中跨側，在邊跨側承臺實施頂力P1，詳見圖1。當頂部承載力P1逐步上升到讓球鉸出現(xiàn)微小轉動的瞬間，則有：

這時，在中跨側承臺實施頂力P2 ，詳見圖2，當頂部承載力P2逐步上升到讓球鉸出現(xiàn)微小轉動的瞬間，則有：

解方程（4-1）和（4-2），得到，

不平衡力矩：

摩阻力矩：

圖3

2）轉動體球鉸摩阻力矩小于轉動體不平衡力矩

假定轉動體重心偏向邊跨側，這一情形下，只可在邊跨側承臺實施頂力P2 ，詳見圖2，當頂部力P2（由撐腳離地的瞬間算起）逐漸增加到使球鉸發(fā)生微小轉動的瞬間，則有：

一旦頂部承載力上升到位，也就是球鉸出現(xiàn)微小轉動后，讓千斤頂回落，設為千斤頂逐漸回落過程中球鉸發(fā)生微小轉動時的力，則有：

解方程（4-3）和（4-4），得到，

不平衡力矩：

摩阻力矩：實際工作中，橋梁轉體施工主要包含轉體前的準備施工、轉體啟動施工以及轉體平轉施工，要想確保橋梁轉體施工平衡，務必要嚴格監(jiān)控施工過程中各個施工階段質量安全，以確保橋梁轉體工作的有效進行。首先，正式轉體工作前期，在試轉施工階段結束后，務必要分析收集各類信息，并制定具體的橋梁轉體方案，并有效做好施工人員分配工作，由施工現(xiàn)場總指揮統(tǒng)一領導。其次，轉體施工操作過程中，務必要進行嚴格的監(jiān)管，每座橋梁轉體要采用兩個對稱的千斤頂作用力，并始終確保作用力大小相等、方向相反，從而保證橋梁轉盤的承載力和摩擦力矩保持均衡的動力偶，此外，現(xiàn)場各崗位施工人員務必要保持高度集中的注意力，以便在發(fā)生異常的第一時間進行停機處理，從而及時對故障問題進行有效解決。最后，在橋梁轉體結構達到預先設計的區(qū)域時，系統(tǒng)務必要暫停轉體，從而有效防范轉體超出設計參數(shù)，可以先憑借慣性轉體結束后，將動力系統(tǒng)改為手動操作，每點動以此，現(xiàn)場檢測人員報軸線行走數(shù)據(jù)一次，直到結構軸線準確就位，與此聽是，為確保橋梁轉體的有效性，系統(tǒng)停止后，施工人員可以在滑道焊接位置增加橡膠緩沖墊。此外，為確保橋梁轉體施工的平衡性，現(xiàn)場施工人員務必要在轉體就位時，對其采取線性檢測，嚴格對橋梁轉體的橫向傾斜、軸線橫向、縱向偏差進行調整，并從上下兩方面對盤間抄墊進行鎖定，從而有效完成平面定位，與此同時，要保證每座橋體上部位置環(huán)道設計6對有效的轉體支撐位置，對平衡腳底部和承臺頂端預埋鋼板夾縫進行固定，再在兩側采取型鋼加固，以確保轉體準確就位，并在轉體就位后立即對其開展封盤混凝土澆筑操作，用最短的成轉盤架構進行固結，T構轉體就位后，要立即清潔底盤上表面，焊接預先留出的鋼筋，再開展立模澆注封固混凝土，以有效保證上下轉盤形成一個整體。

2 轉體橋梁施工具體工作內容分析

3 橋梁轉體施工中不平衡問題的測定

橋梁工程施工建設中，應用橋梁轉體施工技藝對工程整體建設過程中的不平衡力開展測定分析，有利于確保橋梁工程建造的質量安全。實際施工過程中，轉動球鉸摩擦力會對實際轉動施工中的牽引力產生一定的制約，一旦施工支撐架拆卸后，轉體平衡性至關重要，不僅會直接影響到橋梁工程施工企業(yè)的整體經濟效益，還會直接威脅到現(xiàn)場施工人員的人身安全。實際工作中，對橋梁轉體施工中不平衡問題進行測試有著多種類型方法，在應用球鉸轉動法對橋梁轉體不平衡問題進行測試的過程中，其測試精準度較高，同時這類測試方法便于操作，只需要借助千斤頂、位移記錄設備就可以進行實際測試工作。此外，實際橋梁轉體施工中還可以采取應變法進行測試工作，主要根據(jù)應力、應變以及彎矩程度之間的聯(lián)系進行測量和測試操作，并從各項數(shù)據(jù)中體現(xiàn)出相應規(guī)律，但是這一測試方法在實際應用過程中，對橫截面的排布和理論參數(shù)的契合程度較低，但其測試出的規(guī)律是精準的，可以綜合地體現(xiàn)出橋梁轉體補平衡力測問題的基本情況，從而為相應的解決措施和實際施工中需要注意的方面提供可靠地數(shù)據(jù)參考，有利于確保橋梁轉體施工操作的平衡性。

4 結束語

近年來，隨著橋梁轉體施工技藝在橋梁工程中的廣泛引用，不僅有效地降低了橋梁建設對周圍交通的影響，還大大提升了橋梁工程施工的安全性，為進一步提高橋梁轉體施工的有效性，施工企業(yè)單位務必要在實際施工中加強重視轉體不平衡問題，嚴格對施工準備階段的具體工作內容到橋梁轉體施工過程進行測定、評估以及監(jiān)管，并不斷加強施工現(xiàn)場工作人員的專業(yè)技術能力和整體職業(yè)素養(yǎng)，以確保橋梁轉體施工的平衡性，從而促進我國橋梁工程建筑事業(yè)良好穩(wěn)定地發(fā)展與前行。

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