白燕發(fā)

摘要：橋梁轉體施工是指將橋梁結構在非設計位置制作后，通過轉體將其旋轉至設計位置的一種橋梁施工技術。隨著道路立體化交通的廣泛普及，轉體施工成為一種流行的趨勢，廣泛應用于跨度較大、安全要求較高、不具備長時間中斷交通條件的繁忙公路、鐵路的區(qū)域施工。主要分為豎向轉體施工法、水平轉體施工法兩種，目前應用較多的水平轉體施工法。橋梁轉體施工具有造價低、施工安全可靠、對既有交通影響小等特點。

本文主要以某跨鐵路轉體橋梁的施工進行分析和總結，對橋梁轉體中的平轉法的主要施工技術進行介紹。

關鍵詞：橋梁轉體 ;體系轉換

1. 工程概況

本工程上跨京包鐵路處采用轉體設計方案，跨越處為鐵路干線。雙線電氣化鐵路、直線段、半堤半塹地段，橋梁與鐵路交叉點鐵路樁號為TK239+440，鐵路與設計線夾角81.445o。上跨鐵路部分主橋采用2個55m整幅轉體T型節(jié)構，截面采用單箱三室斜腹板。

球鉸主要包括以下5大部分：①定位骨架②球鉸下轉盤③中心銷軸④球鉸上轉盤⑤上下盤之間的四氟乙烯滑動片。球鉸下轉盤作為轉體結構的基礎，當轉體施工完成后球鉸與球鉸上轉盤結合后，共同組成球鉸基礎結構。

球鉸的制作和安裝精度要求極高，選擇有資質、有經驗的廠家來制作本橋球鉸，以滿足設計要求的球鉸加工精度。

2. 施工方案

轉體橋一般施工步驟在此不再贅敘，僅對轉體施工相關內容進行描述。承臺施工時需預埋轉鉸定位預埋件和滑到預埋件。

轉體施工工藝流程如下：

辦理要點施工手續(xù)→橋面附屬施工及梁端部清理→拆除上轉盤支架→清理滑道→清理撐腳石英砂、鋪設四氟乙烯滑塊→轉體前稱重、配重→轉體牽引系統(tǒng)設備安裝調試→根據(jù)鐵路局批準的施工計劃進行試轉→根據(jù)鐵路局批準的施工計劃進行橋梁轉體。

2.1轉體系統(tǒng)施工

轉體支撐系統(tǒng)主要由上轉盤和下轉盤組成，是平轉法的重要組成部分。轉體支撐系統(tǒng)的上轉盤包括上球鉸、上球鉸骨架和撐腳，其作用主要為支撐轉動結構;下轉盤包括下球鉸、下球鉸骨架、下滑道、下滑道骨架、中心定位軸、千斤頂反力座等結構組成，其作用主要是聯(lián)結基礎。通過上轉盤與下轉盤之間的相互運動，達到轉體的目的。轉動支撐體系需要考慮轉體、承重、平衡等多方面因素的綜合影響。

（1）下轉盤施工

為了保證施工質量下轉盤的施工主要分四次完成：

1）承臺鋼筋按圖紙安裝完畢后進行第一層基礎混凝土澆筑（2.76m至球鉸骨架底）?；炷翝仓靶枰崆邦A埋頂面滑道和下球鉸骨架角鋼;

2）第一層基礎混凝土養(yǎng)護完成，達到設計強度后可進行下球鉸骨架安裝。球鉸骨架采用成品直接運至現(xiàn)場進行施工，球鉸骨架精度要求很高，需要精確進行水平及高程定位后準確吊裝入位。經驗收定位準確無誤后澆筑第二層混凝土（0.54m至滑道骨架底）。

3）第二層混凝土達到設計強度后安裝滑道骨架，骨架安裝完成后進行預留槽鋼筋和模板安裝，具備澆筑條件后進行第三層混凝土澆注（0.7m厚）;

4）待轉體完成后，進行第四層混凝土上下轉盤封固澆筑（1.0m厚）。

（2）球鉸安裝施工

1）下球鉸安裝施工

使用吊車將下球鉸安裝在已經牢固定位的滑道骨架上并對下球鉸進行水平位置和中線的調整，誤差須滿足設計及規(guī)范要求。

2）上球鉸安裝施工

①提前在加工廠內對四氟乙烯滑塊安裝、調試并做好標識，以便后續(xù)安裝時準確對位。對下球鉸表面和安裝孔進行清潔后將四氟乙烯滑塊安裝在以及固定好的下球鉸上。

②在安裝好四氟乙烯滑塊的下球鉸表面均勻涂抹一層黃油，黃油務必充滿四氟滑塊之間的空隙，黃油的作用是充當潤滑油減小摩擦阻力，黃油需略高于四氟乙烯滑塊。

③黃油填充施工完成后進行吊裝上球鉸施工。吊裝定位需精準。確保上盤中心對準定位軸后緩慢、輕落至下球鉸上。

④球鉸安裝施工完成后，將上下球鉸用膠帶纏繞并包裹嚴密，確保沒有雜質進到摩擦面內。

3）撐腳安裝

本橋設計上轉盤設置撐腳，均為鋼筒，鋼管內灌注微膨脹混凝土，位于上下承臺間環(huán)形滑道正上方，并與滑道保持距離。撐腳安裝時，轉體前在滑道面內鋪裝四氟乙烯滑板，以減小滑動摩阻力。

4）上轉盤安裝

撐腳安裝完成后進行搭設上轉盤現(xiàn)澆支架，安裝底模板綁扎鋼筋后安放牽引索及預應力束，轉體內預埋轉體牽引索15-19，埋入上轉盤內長度大于4米，每束采用并排布置，作為轉體牽引束。安裝側模板后澆筑上轉盤混凝土。經過同條件石塊檢測確定混凝土滿足設計要求后方可拆除支架和模板，張拉上轉盤預應力束。解除臨時轉角、上下轉盤臨時鎖定并將上轉盤與承臺進行臨時固結，完成球鉸安裝施工。

（3）臨時固結

轉體前將上轉盤與承臺進行臨時固結，轉體完成后澆筑混凝土將上轉盤與承臺進行永久固結。臨時固結采用930MPaJL32螺紋鋼筋312根，承臺施工時采用工20工字鋼將其固定預埋在承臺中。臨時固結精軋螺紋鋼每根的錨下應力為930MPa，每延米的張拉伸長量為0.23cm，張拉時需要同時滿足張拉力和伸長量兩個參數(shù)，實測張拉伸長量與理論張拉伸長量之間的誤差不大于±6%。精軋螺紋粗鋼筋張拉后不進行灌漿，轉體前對其進行退錨，然后沿下轉盤進行切割拆除，要求墩身兩側對稱且同時拆除。

2.2轉體前準備

（1）辦理鐵路要點相關手續(xù)

認真貫徹落實營業(yè)線施工許可證制度，按規(guī)定取得營業(yè)線施工許可證后，方可在營業(yè)線上施工。

轉體施工方案、安全保證措施必須報請有關部門逐級審核和審查，并逐級簽認最后經業(yè)主批準后方可進行。

（2）技術準備

提前制定專項施工方案同產權單位及交通管理主管部門聯(lián)系，措施及方案征求其同意，報主管部門審批，施工過程中嚴格按照有關規(guī)定做好防護，并制定專項應急預案。

（3）轉體的氣候條件要求

專人負責查看天氣情況，避開惡劣天氣并整理氣象資料，做好天氣預測，并在梁面安裝風力測速儀，轉體前風力超過5級時暫停轉體施工。

（4）設備測試

1）橋梁轉體施工使用的液壓泵站、千斤頂及電機等設備均需采用經試驗檢測機構標定和測試合格并進行標定，經空載聯(lián)試沒有問題后再投入使用。

（2）將主牽引系統(tǒng)安裝就位，主要包括控制臺、液壓泵站和連續(xù)千斤頂。全面檢查各項指標參數(shù)及體系，確保狀態(tài)良好。

（3）各項準備工作完成后由專門的測量人員對各項初始數(shù)據(jù)進行收集記錄，并對轉體施工進行全方面的監(jiān)測。

（4）平衡稱重作業(yè)

稱重作業(yè)由具有資質的第三方科研單位完成，該單位資質要提前通過業(yè)主審查通過。橋梁平轉法施工需要在轉體前對轉體T構進行平衡稱重試驗并根據(jù)稱重結果計算轉體T構的實際重心位置。如果實際重心與設計重心之間的偏差過大，就需要通過沙袋進行配重來對T構實際重心進行調整。在實際施工中通過稱重和配重使實際重心偏離理論重心5-15厘米，配重后使轉體橋前進端有一微小翹起。稱重后，第三方出具稱重結果及配重的重量與位置，根據(jù)稱重試驗報告進行梁體配重。梁體配重采用材料為沙袋、成捆、成盤的鋼筋等。

2.3試轉

清理完鋼絞線牽引索各根鋼絞線表面的銹跡、油污后，將鋼絞線用千斤頂?shù)膴A緊裝置夾緊。操作控制臺對鋼絞線進行預緊，預緊力由10KN逐漸降至5KN后用牽引千斤頂對該束鋼絞線整體預緊。

試轉時，應做好以下重要數(shù)據(jù)的測試工作。

（1）檢驗每分鐘轉動的角度及懸臂端所轉動的水平弧線距離是否滿足轉體時間要求。

（2）控制采取點動方式操作，測量組應測量每點動一次懸臂端所轉動水平弧線距離的數(shù)據(jù)，以供轉體初步到位后，進行精確定位提供操作依據(jù)。

（3）慣性位移值：停止牽引后梁體慣性移動數(shù)據(jù)。

（4）啟動時油壓：實際啟動拉力后，相應高壓電源泵壓力值。

（5）轉動時油壓：實際持續(xù)轉動時，相應高壓電源泵壓力值。

試轉過程中，應檢查轉體結構是否平衡穩(wěn)定，有無故障，關鍵受力部位是否產生裂紋。如有異常情況，則應停止試轉，查明原因并采取相應措施整改后方可繼續(xù)試轉。試轉各項參數(shù)是轉體控制的依據(jù)。根據(jù)各項參數(shù)得出的結果進行計算，與理論值比較，如有偏差進行調整。

試轉完成后，在每個撐腳與滑道鋼板之間采用鐵楔楔緊、固定。

控制千斤頂進行試轉，若不能轉動則啟用輔助頂推千斤頂進行轉動。若啟用輔助頂推千斤頂后還不能轉動，則應停止試轉分析原因并進行改進。

試轉結束后根據(jù)得到的各項數(shù)據(jù)分析結果，修正轉體施工實施方案，經批準后可進行正式轉體。

2.4正式轉體

（1）轉體實施

1）正式開始轉體施工，先將助推千斤頂加載到預定噸位后啟動主千斤頂，保持主千斤頂正常運行。

2）轉體施工過程中，需要控制兩個千斤頂一直保持大小相等、方向相反，這樣做不會產生傾覆力矩，大大降低了傾覆的可能性。

3）轉體施工過程中各崗位人員各司其職，操作人員需要注意觀察各個設備的運行情況。如有異常必須立即暫停轉體施工，待問題解決后才能重新進行轉體施工。

4）提前設置轉體限位裝置并在轉盤上做好標示。安排現(xiàn)場技術人員專門負責對轉盤的標示進行觀測，確保不發(fā)生超轉。

5）現(xiàn)場技術人員進行中線及高程的控制，轉體結構接近設計位置時停止自動牽引操作，采用手動控制以防止結構超轉。

6）每次手動控制后測量人員均需對軸線走行現(xiàn)狀進行測量，直至轉體橋結構精確就位。預埋限位型鋼加橡膠緩沖墊，如若發(fā)生超轉情況，則利用反力架將轉體橋反向頂推就位。

（2）轉體監(jiān)測

轉體監(jiān)測需要監(jiān)測轉體橋關鍵部位的應力應變以保障轉體施工的安全。同時還可以通過橋梁的受力狀態(tài)優(yōu)化施工工藝。

轉體監(jiān)測的主要項目包括以下幾個方面：

1）拆除上下轉盤臨時固結前后箱梁兩端高程變化情況;

2）清理撐腳石英砂轉體體系轉換前后箱梁兩端高程變化情況;

3）轉體試轉過程中箱梁兩端高程變化情況;

4）轉體正式轉體過程中箱梁兩端高程變化情況;。

（3）就位后固結

轉體精確就位后，利用千斤頂進行梁體姿態(tài)調整，調至設計位置后，立即進行上下轉盤封固施工完成轉盤結構固結。鑿毛、清洗底盤上表面，對預留的鋼筋接頭進行焊接處理，經監(jiān)理檢驗合格后直立模板澆注封固混凝土，使轉盤與下轉盤連成一體。同時在與上轉盤接口處預埋壓漿管，待封固混凝土凝固后用灌漿法填補因混凝土收縮留下的空隙，保證上、下盤間混凝土密實。

3. 施工安全管理措施

（1）對所有參加頂進施工的人員進行培訓和技術交底，明確崗位職責，使所有人清楚自己的任務。

（2）施工中應重視施工監(jiān)測和控制。

（3）橋上各個鋼構件成橋后均進行多點的可靠接地。

（4）進行跨越鐵路轉體作業(yè)時，必須中斷鐵路運營的應按規(guī)定辦理。

（5）橋梁跨越鐵路及公路孔徑范圍施工時，應做好相關的施工防護，并采取有效措施防止施工中物件墜落。

4. 施工質量控制措施

（1）鋼球鉸的制作及安裝精度要求極高，其制造精度控制如下：

（2）技術措施

1）正式實施轉體前，需要對設備進行空載調試。調試的主要內容包括系統(tǒng)油路、電路的連接等，確保設備各項功能性能完好、可靠。

2）轉體牽引力索選用低松弛高強度鋼絞線。

3）輔助千斤頂?shù)姆醋饔米显O有防止過度轉動的限位裝置。

5. 結語

橋梁轉體施工廣泛適用于跨河跨公鐵立交等情況，尤其適用于跨越深谷等不具備支架現(xiàn)澆條件的特殊橋位，具有良好的社會效益和經濟效益，是一種有效的橋梁施工方案。隨著社會發(fā)展，橋梁施工安全性、便捷性、實用性的要求越來越高，橋梁轉體施工作為一種較新的橋梁施工工藝，技術不斷突破日益成熟，帶來更高的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]公路橋涵施工技術規(guī)范，JTG/T3650-2020。