连续梁转体施工技术在市政桥梁工程中的应用

2020-07-14黎再国史兰兰

建材发展导向 2020年11期

关键词：转体钢绞线作业

黎再国，史兰兰

（1.远东宏信有限公司，上海 200120）

1 工程概况

市政桥梁建设领域，转体施工是决定整体质量的关键环节，作为一种无支架施工技术，以浇注或拼接的方式将各类构件组装成型，在此基础上转体就位。此方法的特点在于工艺便捷、适应能力强，且施工中可减少对区域交通的不良影响，综合效益较好［1］。

某市政桥梁工程中选用了预应力混凝土连续箱梁结构，本桥跨度（40+56+40）m。本项目中转体施工是重要环节，根据现场施工条件选用全液压顶推系统，具备自动化运行的特点。

2 转体设备的组成与布置

机械化施工是现代工程建设领域的重要形式，本项目选用全液压顶推系统，具有优良的同步特性，运行中牵引力均衡，转体全程可维持在稳定的状态，避免了传统方式下冲击颤动的问题。配套柱塞泵头，其具备高精度调节流量的能力，无级调速区间为2～10m/h。

2.1 牵引动力系统

本项目选用4套ZLDl00型连续顶推千斤顶、2台YTB液压泵站和2台LSDKC-8主控台，彼此间借助高压油管实现高效连接，并适配2套转体动力系统。整机构成中，单套千斤顶在正常状态下所能提供的牵引力可达1000kN，彼此采取串联的运行方式。

反力墩是顶推千斤顶的主要安装平台，采取水平、对称的安装原则，调整千斤顶中心线，要求其必须与转盘外圆形成相切的位置关系，2台千斤顶要具有对称性，与转盘距离保持一致。千斤顶要实现稳定连接，可通过高强螺栓置于反力架上，该架体又通过焊接技术实现与反力墩的连接。主控台的设置较为关键，要求其视野开阔，施工人员于该处可全方位、无死角地观察现场情况。

2.2 牵引索

各转体均配套有预埋盘，其上部又增设了2组牵引索，各组配置方式一致，以7φ5mm钢绞线为原材料构成，共计12根，所具备的强度达1860MPa。为确保牵引索的整体质量，对其采取全面的清理措施，避免钢绞线附着锈迹与油污，依次穿入ZLD100型千斤顶。首先对钢绞线预紧，经此环节后使其预紧力维持在5kN，再借助千斤顶预紧，要求各钢绞线持力状态相均衡。牵引所一端埋入转盘混凝土中，从而形成牵引索固定端。

3 转体结构参数的计算

3.1 牵引力、安全系数

转体总重共计41189kN，根据F=W×μ可以求得摩擦力F值，假定μ=0.1，对应计算结果为4118.9kN。从设备运行状况来看，转动时μ=0.06，F=2471.34kN。可基于T=2/3× （R×W×μ）/D求得转体拽拉力，R为球铰平面半径，取值为1.5m；所设置的转台D为8m，并有μ静=0.1，μ动=0.06。

基于上述数据分析最大牵引力T值，可以得知T=2514.9kN，转动对于牵引力的要求为T=308.9kN，钢绞线安全系数为5.85，由此说明千斤顶安全系数良好，符合预期要求。

转体力矩也是重点考虑对象，以千斤顶校验数据为基本依据，综合考虑压力表读数，由此确定千斤顶单次顶推力，再结合力臂相关数据可求得转体力矩，进一步确定千斤顶力矩和，详细内容见表1。

表1 实测转体力矩统计表

3.2 转体时间

遵循两主墩同步转体的原则，各自速度均设为1.15°/min，共计旋转量40°17′，实现转体所需时间为35.2min。对于施工中千斤顶的牵引速度，该值可通过“泵头流量/（3×缩缸面积+2×伸缸面积）”的方式求得，泵头流量的可选范围较广，可达到0～36L/min，因此能够以实际要求为准合理调节转体速度，使其满足时间要求。

4 市政桥梁工程中转体施工技术的应用

4.1 施工准备

1）设备试运行。施工需要得到转体动力设备支持，包含千斤顶、液压泵站等，通过空载试运行的方式掌握设备实际情况，如信号的传输稳定性、通讯联络机制是否可靠等。

2）安装牵引索。依据要求预埋钢绞线，顺牵引方向使其绕上转盘，从而准确穿过千斤顶，借助夹紧装置提高其稳定性。

3）称重平衡加载。此环节借助千斤顶而实现，称重并观测变化情况，以所得观测数值为依据灵活调整，结束称重后再调整转体结构姿态，以免出现不平衡力矩，对梁体采取加载配重措施，可选用砂袋完成。

4）测控点布设。转体时要全方位掌握桥的状态，如平衡性、轴线位置等，对此可通过布设测控点的方式而实现［2］。以线路中心线为依据，经测量后确定梁面中心线，将其在梁端与墩顶中心处做好标记，将此部分作为轴线控制点。此外，在布设高程控制点时需将其置于梁端翼缘板两侧，数量分别为2个，以实现对桥梁状态的检测。

4.2 试转

预紧钢绞线是最基础的环节，此项工作借助千斤顶而实现，要求钢绞线受力具有均匀性。预紧作业时选择8根钢绞线使其平行，随后将其缠绕至转盘上。试转时加强监测，掌握每分钟的转速情况以及点动水平弧距，从而达到转体初步到位的效果，在此基础上完成精准定位操作。试转环节要求转体结构维持平稳的状态，观察各部分是否存在故障，检验受力部件的完整程度，不可发生裂纹。若不满足上述要求需停止试转，查明原因并加以解决。

4.3 正式转体

各项准备工作无误且现场自然条件良好后，各专业人员到位，发出转体命令。

1）启动。全程遵循的是同步张拉牵引千斤顶的方式，并做到分级加载，从千斤顶的配置情况来看，进油腔采取并联的方式，因此油压保持一致，分级加载过程中需合理调节各泵站溢流阀限压，使其相同。以加载额定压力为依据，采取的是分级加载的方式，首先为该值的30% （300kN）、50% （500kN），观察此时的主梁状态，若未发生转动后续每级增加5%，最终使得主梁被顶动。加载至70% （700kN）时，若主梁依然维持原状态而未被顶动，此时需及时停止顶推作业，全方位检查顶推、纠偏等相关设备，总结其成因后采取解决措施。

2）平转。以铁路部门的规划为依据，选择合适的转体作业时间，采取两幅桥同步转体的方式，全程速度稳定在0.02rad/min，并满足转动角度40°17′的要求，耗时约35.2min。安排人员加强现场检测，掌握墩身轴线以及梁端高程情况。转体时采取控制措施，在确保转体刻度合理性的同时最大程度减小梁面轴线偏差，以免出现超转或欠转现象。转台上标识刻度用于观察，检验与合龙处的位置情况，但接近94cm时需及时将情况告知控制台，后续每推进10cm均报告一次；当距离缩小至20cm时每1cm报告一次；最后，距离为5cm时则采取每1mm报告一次的方式。

3）定位。转体就位后，合理调整好转体位置以免出现倾斜现象，针对保险支腿和环道钢板采取加强措施，可行方式为向其中置入钢楔块，确保在外力作用下梁体依然维持稳定的状态。