T型剛構(gòu)橋轉(zhuǎn)體施工的研究與應(yīng)用

王秋環(huán) 胡光虎

（1、十堰市雙環(huán)公路建設(shè)有限公司，湖北 十堰 442000 2、湖北省十堰市城區(qū)公路管理局，湖北 十堰 442000）

1 工程概況

橋梁轉(zhuǎn)體施工是指將橋梁結(jié)構(gòu)在非設(shè)計(jì)軸線位置制作(澆筑或拼接)成型后,通過轉(zhuǎn)體就位的一種施工方法。某地區(qū)跨京滬高速公路大橋總長926.8m，在京滬高速公路里程樁K121+500處與京滬高速公路順時針斜交102°跨越。本橋橋跨設(shè)置為東、西引橋共25跨30m先簡支后連續(xù)組合箱梁，中間主橋?yàn)?70m長的T型剛構(gòu)變截面連續(xù)箱梁（47.5+75+47.5m），單幅橋面總寬22m（不分左右幅），主跨75m一跨跨越京滬高速公路（預(yù)期雙向8車道）。在京滬高速公路現(xiàn)有交通十分繁忙的狀況下，主橋采用在高速公路外的兩側(cè)主墩分別實(shí)施懸臂轉(zhuǎn)體、在高速公路中央分隔帶上空合龍的方案。該轉(zhuǎn)體橋僅僅是在轉(zhuǎn)體和中跨合龍時，需要進(jìn)行很短暫的交通限速管制，基本上不影響現(xiàn)有高速路交通，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)體橋具有在某些特殊條件下實(shí)施空中跨越的獨(dú)特優(yōu)勢。

2 與普通掛籃施工T型剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較

轉(zhuǎn)體橋與普通掛籃施工的T型剛構(gòu)橋相比，二者的樁基礎(chǔ)和上部變截面連續(xù)箱梁自身結(jié)構(gòu)受力和施工過程的受力特點(diǎn)基本相同，略有不同點(diǎn)在于：大部分轉(zhuǎn)體橋可以從地面搭設(shè)現(xiàn)澆支架施工懸臂箱梁，而可以不受掛籃施工時其每節(jié)段設(shè)計(jì)長度限制和在懸臂施工期間懸臂兩頭總體不平衡重量的嚴(yán)格限制，因此，在懸臂施工階段轉(zhuǎn)體施工比掛籃施工更安全、更快速。

T型剛構(gòu)橋的轉(zhuǎn)體施工與普通掛籃施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要不同點(diǎn)在承臺和墩柱下部結(jié)構(gòu)。

本轉(zhuǎn)體橋主墩設(shè)計(jì)為雙排實(shí)體紡錘形，雙排實(shí)體墩之間用空中系梁連接，形成平面尺寸較大的組合主墩，墩頂設(shè)4個鋼盆式支座，以利于抵抗轉(zhuǎn)體時懸臂梁與墩頂之間產(chǎn)生的較大水平剪力和對墩柱的豎向扭矩。

為滿足轉(zhuǎn)體施工需要，本橋承臺分為上下兩層形成上下轉(zhuǎn)盤，上下承臺之間豎向間隙0.2m，下承臺包含一個直徑3.0m的磨心和一根中心固定軸銷，上承臺包含一個與磨心相磨合的磨蓋。下承臺面上設(shè)有直徑5.2m的四氟板圓形滑道，上承臺對稱設(shè)兩長條圓弧形支腿支在下承臺的四氟板滑道上，并在上承臺砼沿支腿方向設(shè)有水平預(yù)應(yīng)力。

對轉(zhuǎn)體及其平衡穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)處理

在上下承臺之間設(shè)置球鉸，將磨心與磨蓋之間磨合順滑，加潤滑劑，測定其間的摩擦系數(shù)，確定轉(zhuǎn)動動力力偶。對上承臺施加足夠的水平對稱力偶，使整個橋體轉(zhuǎn)動。

隨著上部懸臂梁荷載的不斷增加引起結(jié)構(gòu)的細(xì)微變形，磨心與磨蓋之間的密貼程度隨之不斷變化，所以磨心與磨蓋之間開始并不是標(biāo)準(zhǔn)的半圓密貼關(guān)系。另外，磨心與磨蓋之間的受壓是逐步增加的，磨心與磨蓋的砼強(qiáng)度必須按最不利的局部受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)。

在下承臺設(shè)滑道，在上承臺設(shè)支腿支在滑道上。本轉(zhuǎn)體橋的支腿與滑道之間是密貼設(shè)計(jì)的，不留空隙，雖然增加了轉(zhuǎn)動摩擦阻力，但是，對轉(zhuǎn)體時懸臂梁的平衡穩(wěn)定和懸臂高程控制是很有利的。

3 轉(zhuǎn)體橋施工技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)

3.1 總體施工順序：樁基礎(chǔ)→下承臺及轉(zhuǎn)體滑道→磨心澆注→磨蓋澆注→旋轉(zhuǎn)磨合→上承臺澆注及上下承臺之間的臨時穩(wěn)固→主墩柱及兩邊輔墩→支架現(xiàn)澆0#塊及0#塊與墩柱之間的臨時固結(jié)→對稱支架現(xiàn)澆或掛籃懸澆1#~7#塊，同期支架現(xiàn)澆完成兩個輔墩邊跨段9#塊→轉(zhuǎn)體施工→上下承臺澆注固定并拆除0#塊與墩柱之間的臨時固結(jié)→施工兩個邊跨合龍段→中跨合龍→結(jié)束

3.2 下承臺（下轉(zhuǎn)盤）施工

承臺基坑開挖及鋼筋砼施工均為普通施工，主要不同點(diǎn)及必需注意的施工細(xì)節(jié)：

四氟板滑道的水平度、平整度至關(guān)重要，四氟板貼面也不能空鼓。沿轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向只能出現(xiàn)向下的負(fù)公差。

磨心砼采取的是用母線器現(xiàn)澆方法，安裝旋轉(zhuǎn)球面刮尺，人工抹面。成型后按照設(shè)計(jì)圖畫分層同心圓，分別測量標(biāo)高，高出的部位用砂輪機(jī)打磨，各點(diǎn)的高差不超過0.5mm。由于自然河砂中有的大顆粒成份很堅(jiān)硬，不利于以后的磨合工序，所以必須將河砂過篩清洗，剔除大顆粒砂。

在磨心的頂中心設(shè)置嚴(yán)格垂直的覬100轉(zhuǎn)動軸心鋼棒是十分必要的。

在下承臺側(cè)壁對稱預(yù)埋兩付用于固定轉(zhuǎn)體用連續(xù)千斤頂支架的鋼板；在下承臺平面預(yù)留轉(zhuǎn)體時輔助千斤頂反座力砼墩的插筋。

3.3 磨蓋澆注及磨心與磨蓋的磨合施工

注意磨心和磨蓋不是同心圓，磨蓋的半徑比磨心的略大，使磨蓋的邊緣約10cm的裙邊與磨心不密貼，此裙邊用幾層油毛氈約5mm厚隔離。

澆注磨蓋時，磨蓋與磨心之間涂抹一層厚的黃油隔離即可，不要用油毛氈隔離，以后磨合剔除時很麻煩。

磨心與磨蓋的磨合是一個細(xì)致的工藝，周邊砌水塘將磨心部分泡起來，用卷揚(yáng)機(jī)拖鋼絲繩反復(fù)旋轉(zhuǎn)磨合、再把磨蓋提起來清洗，這樣反復(fù)多次操作完成。

磨合好之后，在磨心表面均勻涂抹3-5mm厚潤滑脂，將各處密封，確保磨合面不進(jìn)水、不進(jìn)雜物。

3.4 上承臺（上轉(zhuǎn)盤）施工

注意上承臺平面尺寸的布置角度，必須與上部懸臂箱梁相對應(yīng)保持一致，但可以根據(jù)實(shí)際地形稍微調(diào)整轉(zhuǎn)體的角度。

上承臺與下承臺之間有20cm的空隙，在磨蓋之外的部分用黃沙、油毛氈鋪墊作為底模。

由于本橋的上承臺支腿與下滑道之間密貼不留空隙，所以在轉(zhuǎn)動時必須另外考慮支腿（不銹鋼板）與滑道（四氟板）之間的摩阻力。對滑道面層刷一層黃油和油毛氈防止上承臺支腿砼澆筑時漏漿與滑道粘接。

3.5 懸臂箱梁節(jié)段施工

本橋的懸臂箱梁沿高速公路兩側(cè)外順道布置，轉(zhuǎn)體角度78°。每墩共分0#~7#對稱節(jié)段，全部節(jié)段均為地面搭建鋼管支架現(xiàn)澆。

轉(zhuǎn)體橋與普通連續(xù)剛構(gòu)相比較，要更加嚴(yán)格控制各節(jié)段箱梁的砼實(shí)際用量，確保懸臂兩頭的重量和力矩對稱、重心居中，這是關(guān)系到轉(zhuǎn)體是否可行的關(guān)鍵要素。

對于懸臂較長的箱梁，由于日照溫差引起的溫度應(yīng)力原因，懸臂頂面標(biāo)高存在下?lián)虾拖蛏匣謴?fù)交替產(chǎn)生的現(xiàn)象，掛籃施工可以不考慮這一因素，而支架現(xiàn)澆就必然面臨新老砼界面的相對變形問題，這就要求支架和底模有足夠的剛度并密貼頂緊，以抵抗溫度應(yīng)力額外產(chǎn)生的向下壓力，使新老砼界面不產(chǎn)生相對變形而產(chǎn)生拉應(yīng)力。

4 對T構(gòu)橋轉(zhuǎn)體施工的技術(shù)工作體會

從實(shí)際操作下來看，轉(zhuǎn)體橋是對高速公路交通干擾最小的橋梁跨越方案，整個施工過程除了交警幾次必要的例行執(zhí)勤外，對高速路正常通行幾乎沒有任何影響，高速公路主管單位對此非常滿意。因此，在跨越交通很繁忙并有嚴(yán)格凈空限制的高速公路、鐵路、高速鐵路和某些特殊地段的市政道路，轉(zhuǎn)體橋方案對現(xiàn)有交通的干擾相對較小，對橋下交通安全幾乎沒有影響，在這方面比其它橋型具有很大的優(yōu)勢。

本轉(zhuǎn)體橋的轉(zhuǎn)體動力系統(tǒng)采用2組對稱的連續(xù)千斤頂和2組對稱的輔助千斤頂，目前看是非?？茖W(xué)合理的施工方案，轉(zhuǎn)體過程非常平穩(wěn)、連續(xù)不間斷，速度很快，降低了工程風(fēng)險(xiǎn)。

由于可以在地面搭支架現(xiàn)澆，沒受到掛籃施工的局限，懸臂箱梁的節(jié)段設(shè)計(jì)完全可以把現(xiàn)在每節(jié)段5m長，改設(shè)計(jì)為10~15m一段，這樣可以縮短總的施工工期。

本橋設(shè)計(jì)的上下承臺之間在轉(zhuǎn)體到位之后，僅僅灌注素砼，上下承臺之間沒有鋼筋連接。從地震等特殊結(jié)構(gòu)受力角度看，如果能把上下承臺用預(yù)埋的精軋螺紋鋼（施加預(yù)應(yīng)力）連接起來似乎更合理一些。

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