摘要：结合新建铁路徐宿淮盐线路需上跨G104国道的工程特点，为确保公路上部要求的净高及行车安全，同时保证工程能够优质、安全、快速的完成，设 计部门经过筛选采用转体桥方案。即先进行钻孔桩、承台、球铰及牵引系统施工，浇筑上承台、墩身、连续梁，然后解除锁定进行转体，在公路上方合拢。本文以该工程为例对转体桥施工的关键技术与控制要点探讨，旨在对今后类似新建铁路上跨既有公路、铁路提供借鉴经验。
关键词：桥梁施工 转体法
一、概述
桥梁转体法施工分为平转法和竖转法。所谓平转法施工，是指在偏离设计桥位的位置预先施工待转体桥体，待其形成自稳状态并有一定的承载能力后，借助转体装置平转就位的一种施工方法。它可以将在河流、运行线上空的作业转化为岸上或近地面作业。本文以新建徐宿淮盐铁路上跨G104国道双沟特大桥（72+132+72）m连续梁施工为案例，通过介绍平转法施工的工艺、施工控制要点，为转体施工控制中的技术控制提供参考要素。
1.工程特点及难点分析
本工程特点及难点为上跨G104国道，两个主墩分别位于104国道两侧，根据设计补勘图纸内容，44#主墩有岩溶出现，根据岩溶发育程度、特点、溶洞充填情况，采用回填、注浆处理。为确保既有道路行车安全，减少对道路的影响，该桥采用2个T构依次转体施工。
2.转体下转盘施工
转体下转盘为支承转体结构全部重量的基础，支撑重量9950.22吨，转体完成后，与上转盘共同形成桥梁基础。下承台上设置转动系统的下球铰、保险撑脚的环形滑道及转体拽拉千斤顶反力座等。
2.1第一步绑扎承台底层和侧面四周钢筋，进行第一次1.8m混凝土浇筑；并在混凝土顶面预埋滑道和下球铰骨架安装的定位钢筋。
2.2安装下球铰骨架和滑道骨架：下球铰骨架要求：骨架角钢顶面相对高差小于5mm，球铰骨架边缘各点的高程差不大于1mm。滑道安装要求骨架顶面的相对高差不大于5mm；骨架中心和球铰中心重合，与理论中心偏差不大于1mm。
2.3绑扎下球铰3层加强钢筋和滑道钢板底部加强钢筋。
2.4安装滑道钢板：滑道宽110cm，滑道半径为365cm，要求滑道不锈钢板顶面应刨光处理，粗糙度不低于6.3 级。钢板顶面局部平整度不大于0.5mm，相对高差不大于2mm，采取调整骨架上的螺母使其水平；保证转体时撑脚可在滑道内滑动，以保持转体结构平稳。
2.5下球铰安装：下球铰直径为Φ3.7m，厚度为40mm，转体球铰的球面板采用Q345钢板，转体球铰的加强肋板采用Q235钢板；下承台浇注完第一层混凝土后，在已预埋好的预埋件上安装下球铰定位支架。在定位支架上安装微调装置，再吊装球铰下盘放在定位支架上并进行对中和调平，通过调节微调装置精确定位球铰下盘，球铰下盘精定位后进行锁定，并在定位支架与下球铰之间焊接10cm长的［10加强固定。
2.6下转盘混凝土二次浇注：下球铰及滑道安装完成后，安装钢筋（上层单层钢筋网）和预埋件（冷却水管、测温元件、沉降观测标、135cm高牵引反力座预埋钢筋钢筋，60cm高千斤顶反力座预埋钢筋，上下转盘临时固结预应力混凝土用螺纹钢筋D32），进行下转盘混凝土二次浇注（厚度1.4m），反力座混凝土与下转盘混凝土同时浇注，牵引反力座槽口位置及高度准确定位，与牵引索方向相一致。转体的左、右幅分别单独成为一套牵引体系。为了保证滑道下混凝土密实，沿滑道钢板中心开24个直径10mm的排气孔，即每隔一米开一个排气孔。
2.7安插定位销
下球铰转体球铰的销轴采用45锻钢，将球铰定位销插入球铰下盘预埋轴套中组成球铰定位轴，在中心销轴套管中放入黄油聚四氟乙烯粉，将中心销轴放到套管中，调整好垂直度与周边间隙，销轴安装时倾斜度限制应为1%。
2.8镶嵌聚四氟乙烯滑动片
定位销安放好后，即可镶嵌四氟乙烯滑动片，在下球铰凹球面上按照编号由内到外安装Φ60mm厚18mm聚四氟乙烯滑动片，滑动片嵌入下球铰钢板预留孔10mm，每个球铰布置748块滑动片。
聚四氟乙烯滑动块安装前，先将球铰下盘滑动面清理干净，并用吸尘器清理上面的灰尘；要求安装后各滑动块顶面应位于同一球面上，其误差不大于1mm。
2.9涂抹黄油聚四氟乙烯粉
滑动块安装合格后，在球面上滑动块间涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使黄油聚四氟乙烯粉均匀充满滑动块之间的空间，并略高于滑动块顶面，保证滑动块顶面有一层黄油聚四氟乙烯粉。
2.10上球铰安装
球铰上盘附着在下盘上安装，安装前先起吊球铰上盘，调整好起吊千斤绳使球铰上盘吊起后水平不倾斜，对准定位销并套入定位销缓慢下落直至降落到球铰下盘上，再试转动确认球铰上盘转动自如后，使多余的润滑脂溢出，四氟滑板和上球铰贴合良好，上球铰精确定位并临时锁定限位。
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2.11密封球铰上下盘吻合面
球铰上下盘间临时锁定限位后，用封口胶带缠绕密封球铰上下盘吻合面外周，严禁泥砂或杂物进入球铰。
2.12撑脚、砂箱的安装
本转动体系有8对撑脚，每个撑脚由两根直径800mm、高1447mm的钢管焊在厚30mm扇形钢板上，下设24mm厚钢板作为走板。全桥撑脚钢管内灌注C50微膨胀混凝土。撑脚底与不锈钢板间预留20mm间隙，施工时，在撑脚底和不锈钢板间放置由角钢做成的一个方框，方框厚度为20毫米，内填平石英砂，把撑脚水平地布置在石英砂上。在滑道上布置8个砂箱，砂箱直径为800mm，底部设Φ15cm的漏沙孔，用来支承上转盘和上部结构的重量，同时起到稳定上转盘作用。
3.牵引系统
本桥转体设计给定每一T构2束牵引索，每一T构选用1套ZLD200型液压、同步、自动连续牵引系统，每个牵引系统由一个QK-8主控台，两台200t连续千斤顶、两台ZLDB液压泵站，其相互间通过高压油管和电缆线相连接。
该自动连续顶推转体系统可以提供转体结构启动后所需全部扭矩；助推转体系统由两台YDCW150型150t千斤顶和两台ZB4-500型油泵构成，如发生异常无法启动时可用其助推启动。
每台ZLD200型连续顶推千斤顶公称牵引力2000KN，牵引索有25根强度级别为ｆpk＝1860Ｍpa的φ15.24钢绞线。预埋牵引索时清洁各根钢绞线表面的锈迹、油污后，逐根顺次沿着既定索道排列缠绕后，穿过ZLD200型连续顶推千斤顶；每对索的出口点对称于转盘中心，出口处不留死弯；预留的长度要足够并考虑4m的工作长度。牵引索的另一端应先期在上转盘灌注时预埋入上转盘混凝土体内长度大于300cm，作为牵引索固定端设P型锚。
转体结构的索引力、安全系数及转体时间的初步计算：
转体总重量W为99513.9KN。其摩擦力计算公式为F=W×μ。
启动时静摩擦系数按μ=0.1，静摩擦力F=W×μ=9951.4KN；
转动过程中的动摩擦系数按μ=0.05，动摩擦力F=W×μ=4975.7KN。
转体拽拉力计算：
T=2/3×（R·W·μ）/D
R—球铰平面半径，R=185cm；
W—转体总重量，W=99513.9KN；
D—转台直径，D=850cm；
μ—球铰摩擦系数，μ静=0.1，μ动=0.05；
计算结果：
启动时所需最大牵引力T=2/3×（R·W·μ静）/D=1443.9KN<2000KN；
转动过程中所需牵引力T=2/3×（R·W·μ动）/D=722.0KN<2000KN。
动力储备系数：2000KN/1443.9KN=1.39＞1.2
钢绞线的安全系数：25股/台×26T/根/144.39T=4.5＞2
故本桥选用两套ZLD200型液压、同步、自动连续牵引力系统（牵引力系统由连续千斤顶、液压泵站及主控台组成），形成水平旋转力偶，通过拽拉锚固且缠绕于直径850cm的转台圆周上的钢绞线，使得转动体系转动。
4.转体施工实施
4.1 转体前施工准备
施工前成立转体指挥小组，布置好测量观测点、清理滑道，解除撑脚约束，安装好助推千斤顶及反推梁，解除上转盘约束，做好T构不平衡力测试及配重，并安装好牵引索，做设备测试，确保仪器调试正常，在封锁要点后进行施工。
4.2正式转体
转体人员接到转体命令后，启动动力系统。张拉牵引千斤顶，分级加力，按100KN一级分级加力，直至撑脚走板水平位移观测确定启动，并记录静摩阻力。匀速转动，平转至距设计位置约1.0m处减速，降低平转速度；距设计位置0.5m处，结束千斤顶连续工作状态，采取点动操作，并与测量人员配合确认点动后梁端弧长。在距设计位置0.1m处停转，测量轴线，根据差值，精确点动控制定位，防止超转。
转体就位后，精确调整转体倾斜位置，并用型钢将上下转盘撑脚位置抄死，并用支座砂浆将撑脚走板钢板与滑道之间立即进行灌浆封固。
5.结束语
桥梁转体施工是将箱梁重量通过墩柱传递于上球铰，上球铰通过球铰间的聚四氟乙烯板传递至下球铰和承台。待箱梁主体施工完毕以后，脱空砂箱将梁体的全部重量转移于球铰，然后进行称重和配重，利用埋设在上转盘的牵引索、转体连续作用千斤顶，克服上下球铰之间及撑脚与下滑道之间的动摩擦力矩，使桥体转动到位。通过本次关键技术的施工控制，使整个转体施工更加快速、简便、安全、易控，减少对G104国道行车安全影响，并实现了该桥如期安全的转体到位，是一项值得推广的转体工艺。
论文作者:温伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/29
标签：滑道论文; 转盘论文; 千斤顶论文; 混凝土论文; 钢板论文; 钢筋论文; 骨架论文; 《建筑学研究前沿》2018年第27期论文;