（中铁四局集团第二工程有限公司 江苏 苏州 215100）
【摘 要】本文简要介绍了桥梁平转施工的原理，结合实际工程对转体施工工艺和施工关键技术进行了较详细的阐述，提出了转体桥梁的控制要点和措施，具有较强的创新性，供参考和借鉴。
【关键词】桥梁；转体；施工技术
【Abstract】Thispaperbrieflyintroducestheprincipleofbridgehorizontalswingconstruction。Combinedwithactualprojects,itelaboratestheprocessandkeytechnologyofswivelconstruction,andputsforwardthecontrolpointsandmeasuresofswivelBridges.Ithasstronginnovativenessandforyourreference。
【中图分类号】U445.4 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）20-0141-03
引言
桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接）成形后，通过转动后就位的一种施工方法。根据桥梁结构的转动方向，它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法（简称竖转法和平转法）以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应用最多。桥梁平转施工是利用桥梁结构本身及结构用钢做施工设施，利用摩察系数很小的合理结构的转盘和滑道，以简单的设备将障碍物两侧预制成型的庞大结构物整体旋转到位，安装合龙。转体梁施工方法可将在障碍物上空的作业转化为施工环境相对较好的区域进行作业，降低了施工难度和施工期间的安全隐患和风险，加快施工进度。本文结合温州市域铁路S1线一期工程涉铁项目施工，对平转转体施工中的工艺及控制步骤、要点进行总结和阐述，便于类似工程参考和借鉴。
1.工程概况
温州市域铁路S1线温州特大桥（54.2+100+54.2）m刚构连续梁，梁体为单箱单室、变截面钢筋砼结构，采用纵、横、竖三向预应力体系。连续梁跨越既有杭深线与金丽温铁路，与杭深线铁路成69°夹角。为减少对既有铁路的安全影响，采用转体技术进行施工。先平行于既有铁路采用常规挂篮法悬灌施工T构，再顺时针转体69°至设计线路方向进行合拢，合拢段位于在建金丽温铁路上方。转动装置设于上下承台之间,转体重量约为7000吨。
2.转体工程组成
转体工程一般由三部分构成即：结构主体、转动系统、牵引系统。
结构主体是转体工程的主体，主体结构是满足后期的使用功能，主体结构一般有钢结构或钢筋混凝土结构。
转动系统设施主要有定位架、球铰、滑道、撑脚等。其中球铰是转体工程的核心、是转体施工的关键结构。钢球铰分上下两片即上转盘和下转盘，球铰要求制作及安装精度要求很高，一般由专业厂家在工厂内精心制作而成，工厂加工完成后运至现场进行精确定位和安装。球铰可采用钢板磨压成球面，也可采用铸钢直接浇筑成型，采用铸钢可将转动轴与下球面一同筑成型，可提高球铰的平整度和同心度，以利于转体顺利进行，本桥转动体系采用了铸钢钢球铰。
牵引系统主要设施有牵引索、油千斤顶、油泵、反力墩、限位装置等。牵引索是传动设施，在工程中常采用预应力钢绞线，施工中将预应力钢绞线提前预埋在主体结构中。油千斤顶、油泵是转体施工的动力设备，根据转体实际情况选择合理的设备和型号是转体成功的关键。反力墩、限位装置是必须的辅助装置。
3.转体施工关键施工步骤
转体施工是工程主体结构施工时将球铰等转动体系设施嵌入其中，预埋钢绞线等牵引设施。结构体施工完成后由千斤顶牵引结构转动至设计位置，合拢成型。其关键施工步骤如下：
3.1 球铰安装
球铰安装可采用分片安装和整体安装法，本桥采用整体安装施工。
球铰在工厂加工成型运至施工现场，施工前需对球铰及其配套的构件进行仔细认真的检查和验收合格后方可投入使用。
3.1.1 分片安装
（1）安装下球铰
下球铰安装采取在下承台预留槽口进行安装，待转盘球铰安装就位调整固定后进行后浇带槽口混凝土浇筑，同等级微膨胀混凝土，使下球铰牢牢的嵌入下承台。
安装下球铰利用固定调整架及调整螺栓将下球铰悬吊，调整中心位置，然后依靠固定调整螺杆上下转动调整标高。 精确定位及调整完成后，对下转盘球铰的中心、标高、平整度进行复查；而后浇注下球铰砼，利用下球铰上设置的混凝土浇注及排气孔分块单独浇注各肋板区，混凝土的浇注顺序由中心向四周进行。
（2）安装定位销轴
定位销是连接山下球铰及转动和定位的关键，直接影响结构物的高程与轴线。安装时在定位销轴上及套筒内均匀涂黄油和四氟乙烯粉等润滑剂，然后将中心销轴放到套管中，调整好垂直度与周边间隙。
（3）安装上球铰
在下球铰球面上均匀的涂一层黄油和四氟乙烯粉，使其填满聚四氟乙烯滑板之间的间隙，使黄油面略高于四氟滑板面。将上球铰吊装到位，套进中心销轴内。微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙垂直。上球铰精确定位后，临时锁定限位并通过定位销轴使其上下球铰中心重合。安装完毕试转上球铰，确保能够进行转动。去除被挤出的多余黄油，并用宽胶带将上下球铰边缘的缝隙用胶带缠绕包裹密封，防止杂物进入球铰摩擦部分。
3.1.2 整体安装
整体安装是将上、下球铰及定位销轴在工厂拼装，完成试转等检查后，用螺栓将上、下球铰和定位销固定成一个整体。以整体球铰运输到施工现场，采用大型吊装设备将球铰整体安装到下承台的预留槽中，通过调节螺栓精确定位，主要检查球铰上顶面的水平及中心位置。定位后通过连接下承台中的预埋件进行固定，浇筑槽口混凝土完成球铰安装。整体安装工艺比分片安装工艺，施工更为快捷方便，质量更优。
3.2 滑道安装
滑道在是撑脚的下方(即下转盘顶面)用于保证撑脚在转动时滑动轨道，以保持转体结构平稳。要求环形滑道中心与球铰中心一致并且整个滑道面在同一水平面上。滑道钢板采取分节段拼装，利用调整螺栓调整固定，滑道顶面设置排气孔，在混凝土浇筑过程中对不密实的位置可采用注浆填充的方法保证其密实。转动前将滑道钢板面清理干净，然后在上面铺一层5mm厚四氟乙烯板，并在表面涂抹黄油一层。
3.3 撑脚安装
上转盘撑脚为转体时保持转体结构平稳的保险腿，从保持转体结构的稳定性出发，每个上转盘周围对称设置8组撑脚。上转盘每组撑脚为管内灌注C50微膨胀混凝土的双圆柱形钢管。撑脚在工厂制作后运至工地在下转盘混凝土灌注完成后安装撑脚，安装时撑脚下铺设一层细砂砂和一块3mm厚钢板（作为转体结构与滑道的间隙）。撑脚安装在滑道上，部分升入上承台中。转动前抽掉垫板在接触下滑道的支撑腿下面铺装3mm厚四氟滑板，并在转动过程中及时添加，以减小转动时的摩擦力。
3.4 牵引系统
3.4.1 牵引钢束安装
通过计算确定本工程的牵引力选取合适的牵引器材一般采用预应力钢绞线。在上承台施工中将牵引索预埋在承台内，固定端采用扎花锚具（P锚）固定，外露钢绞线与油顶连接。同一对牵引索的锚固端设在同一直径线上并对称于圆心，注意每根索的预埋高度和牵引方向一致。牵引索要有足够的长度，每根索必须保证埋入上承台的长度缠绕上转盘的长度以及千斤顶安装长度。牵引索的出口点须对称于转盘中心。牵引索钢绞线外露部分采取包裹等保护措施，防止施工中钢绞线损坏或生锈。牵引索外露部分应圆顺地盘绕在上承台周围，互不干扰地搁置于预埋钢筋上，并做好保护措施。
3.4.2 辅助装置施工
（1）转体牵引系统的反力墩的预埋
转体系统中在下承台顶面设置两组牵引反力墩，反力墩对称设置。反力墩可采用大型钢或钢筋混凝土结构，在下承台施工时进行预埋。
（2）临时锁定装置
临时锁定装置的设置，采用四组对称布置的大型工字钢将上、下承台进行临时锁定。工字钢具有足够的长度，分别深入上、下承台0.5m，待上下承台混凝土浇筑完毕后，在上下承台之间起到固定相对位移的作用。待转体前即可对该工字钢进行割除。割除临时锁定工字钢时预留出“临时限位装置”要求的长度即可作为临时限位装置使用。
（3）防超转限位装置
防超转限位与临时锁定共用相同的装置。该装置在割除前发挥临时锁定功能，割除后发挥防超转限位装置的功能。转体前在限位工字钢上贴 1cm厚橡胶垫，转动到位后去除橡胶垫，然后点动牵引千斤顶，进行精确就位。
3.4.3 牵引动力系统
根据转体重量选配合适的牵引设备，为确保转体过程的连续和稳定常采用连续千斤顶做为设备。对于同时转动的转体结构，在两侧主墩转体系统由数套连续转体千斤顶、液压泵站和主控台通过高压油管和电缆线连接组成多套转体动力系统。每套连续转体千斤顶公称牵引力大于要求的牵引力，油泵额定油压持续稳定、大小满足要求，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶（前、后顶）前端均配有夹持装置。
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3.5 转体转动施工
主体结构完成后的转体转动施工主要分为转动前的准备、试转、转体及封铰。
3.5.1 准备工作
主体结构施工完成即可开始转动施工，转动前必须对转动条件和各项技术参数进行检查和确认，以保证转体的顺利实施。
3.5.1.1 技术准备
（2）风荷载倾覆稳定计算。
（3）转体时间的计算。
（4）安装各种监控标志，例如桥梁轴线位置标示。
（5）提前做好技术交底，记录表格，各观测点人员分工，控制信号及通讯联络等方面。
（6）全面检查转体结构上、下转盘等受力部位有无裂纹及异常情况。
3.5.1.2 不平衡重称重试验及配重
因该连续梁随着挂篮浇筑施工悬臂节段增长过程而T构梁段实际重心会出现偏移，为确保转动平衡状态进行，需要对梁体T构重心进行监测并采取平衡配重纠偏的措施。
（1）不平衡重称重试验
不平衡称重可才完全由理论计算或手动千斤顶的方式进行平衡称重试验，后者更准确，现场常采用千斤顶称重方式进行称重。
（2）配重
称重完成后根据转体结构物不平衡力矩，确定配载数值。主要分为纵向重心偏移配重和横向重心偏移配重，配重后结构的偏心距控制在50～100mm。
3.5.1.3 清理滑道及临时锁定装置
清理环道：清除环道表面由于施工产生的污染物、环道与撑脚之间钢板及细砂砂，环道表面清理干净后，涂抹黄油四氟粉，安装四氟滑板，尽可能的减少转动时的摩阻力。解除临时锁定设施：转体前，对预埋的临时锁定的工字钢进行割除。
3.5.1.4 牵引系统及设备测试
（1）安置续转体千斤顶等牵引设备。
（2）牵引索清理、安装。
（3）牵引设备标定、测试。
3.5.2 试转
正式旋转转动操作的前两天，进行结构转体试运转，全面检查一遍牵引动力系统是否状态良好及各种参数的收集。
3.5.2.1 试转主要数据的收集
（1）试转过程中静止启动时的最大牵引力。
（2）转过程中转动时的最大牵引力。
（3）转体速度控制和牵引索伸长值为量测。
（4）控制采取点动方式操作，测量组应测量每点动一次悬臂端所转动水平弧线距离的数据，以供转体初步到位后，进行精确定位提供操作依据。
3.5.2.2 试转具体步骤
（1）准备工作
①底模拆除：在转体实施前，将撑脚与下滑道之间进行支垫，并将杂物清理干净。
②上下转盘间防水、防尘设施拆除，拆除临时固定装置。
③滑道润滑，在转体实施前，应对滑道再进行一次润滑，确保滑道上的阻力处于最小状态。
（2）牵引索安装
牵引索锚固端安装：采用P锚固定于下承台中上的反力墩上。
（3）牵引设备安装调试
牵引设备采用自动连续转体系统。在两侧主墩转体系统分别安置2套连续转体千斤顶、液压泵站和1台主控台通过高压油管和电缆线连接组成1套转体动力系统。确保每套连续转体千斤顶公称牵引力大于要求的牵引力。两台连续千斤顶分别水平、平行、对称布置于转盘两侧，千斤顶的中心线必须与上转盘外圆相切，中心线高度与上转盘预埋钢绞线的中心线高度相等。
设备空载试运行：根据千斤顶施力值（启动牵引力按静摩擦系数μs=0.1，转动牵引力按动摩擦系数μd=0.06 考虑）反算出各泵油压值，按此油压值调整好泵站的最大允许油压，空载试运行，检查设备运行是否正常。
3.5.2.3 试转转动步骤
预紧钢绞线：采用连续转体千斤顶将钢绞线逐根预紧，预紧应采取对称进行的方式，并应重复数次，以保证各根钢绞线受力均匀。
启动泵站，用主控台控制两千斤顶同时施力试转。
试转过程中做好两项重要数据的测试工作。 每分钟转速；控制测点操作。
试转结束后，在钢撑脚处采用钢锲块塞死，同时连接部分上下盘的预留钢筋，以临时锁定梁体。
（4）检查和总结
试转完成后检查转体过程中转体体系结构是否稳定，关键受力部位是否发生变形开裂等异形情况，观察牵引设备的性能及测定上下球铰间的摩擦系数，预紧钢铰线，故而在正式转体之前进行试转体，试转体一切正常方可进行正式转体，否则查明原因，提出整改方案。对试转过程中收集的各种参数及时整理，以供正式转动使用。
3.5.3 平转实施
（1）转体前的准备工作
环形滑道清理干净，再次检查滑道与撑脚间隙，涂抹撑脚走道板前端黄油四氟粉。
安装助推千斤顶及反推梁。
安装微调及控制设备，作好各种测控标志，标明桥梁轴线位置。各关键部位再次检查。包括上转盘、球铰等部位，确认签字。技术准备（技术交底，记录表格，各观测点人员分工，控制信号，通讯联络等方面）。
转体前静置24小时后，各种测量数据上报监控组，确认其是否处于平衡状态。
（2）启动
同步张拉牵引千斤顶，吨位达到计算动摩阻力。助推千斤顶分级加力，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。
（3）平转
平转过程中测量人员反复观测梁体轴线偏位，梁端部位高程变化。匀速、平稳转动，平转基本到位（距设计位置约1m处）减速，降低平转速度，距设计位置 0.5m 处，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。同时，临时限位型钢预埋时预留1～2cm的预留量，防止欠转。转体到位后可加设钢板填塞。考虑连续梁T构转体的平稳和安全，控制平转设计速度，确保线速度和角速度符合设计和规范要求。
（4）制动
转动T构在到达设计位置之前,连续千斤顶需停止牵引,转动结构会在惯性力作用下继续转动,此时动摩擦力将阻止整个转动T构继续转动并迫使其停止转动。 转动结构的转动速度由位于牵引反力墩上的连续千斤顶对钢绞线的牵引速度确定。在监控测量指挥下，利用助推千斤顶点动逐步将转动T构顶推到设计线位置。
（5）定位
转体就位后，精确调整转体倾斜位置，并用型钢将上下转盘临时锁定。在上下盘适当位置利用千斤顶，精确地调整梁体端部标高。以最短的时间完成上下承台固结。
3.6 转体后球铰封铰
梁体转体就位后，在合拢段利用型钢对梁体进行临时锁定，以保证梁体的稳定性，然后进行封铰施工。采用帮条焊焊接预埋上下承台的预埋钢筋，焊缝长度必须满足规范要求。采用二次封铰，第一次封至上盘混凝土底面，待封铰混凝土凝固后用灌浆法密实因混凝土收缩留下的空隙，第二次浇筑封铰砼至设计要求，封铰采用C50微膨胀砼进行，保证墩身与上下盘间混凝土的整体性。
4.结语
（1）控制球铰及其配套的环形滑道、撑脚等构件的加工精度和安装精度是转体是施工的关键，球铰及其配套构件加工制作必须在工厂完成，尽量减少现场作业可提高精度。采用整体安装可提高安装精度和速度，减少现场的工作量和对球铰的污染和损坏。
（2）对于现场整体吊装的铸钢球铰，施工单位和监理要对工厂内的拼装、试转、轴线定位提前介入，进行厂内的检查。
（3）在施工中精确安装牵引钢绞线、反力墩、限位装置等，并确保其具备足够的强度和刚度是大吨位结构物转体成功的重要条件。
（4）进行不平衡称重称重和合理的配重以及适度的牵引力控制是转体工程平稳转动的关键。
参考文献
[1]《高速铁路桥涵工程施工技术指南》，铁建设【2010】241号.
[2]张联.《桥梁转体施工》,人民交通出版社.
[3]《理论力学》,哈尔滨工业大学理论力学研究室.
[4]张联燕.《桥梁转体施工》人民交通出版社.
[5]郑联昌.浅析路桥施工的技术及质量控制措施[J].价值工程，2010,29（33）.
[6]谢叠大桥T构箱梁的转体施工[J].中南公路工程,2005, (03).
论文作者:袁世雄
论文发表刊物:《建筑知识》2017年20期
论文发表时间:2017/12/21
标签：千斤顶论文; 滑道论文; 结构论文; 转盘论文; 牵引力论文; 装置论文; 混凝土论文; 《建筑知识》2017年20期论文;