橋梁平轉(zhuǎn)體系構(gòu)成及安裝關(guān)鍵技術(shù)

陳春華

(中鐵十二局集團(tuán) 第三工程有限公司，太原 030024)

1 工程概述

橋梁轉(zhuǎn)體施工是指將橋梁主體結(jié)構(gòu)在非設(shè)計(jì)軸線位置施工成形后，利用合理的轉(zhuǎn)動(dòng)體系旋轉(zhuǎn)就位的一種施工方法。其最大特點(diǎn)是可以將在障礙物上空的全部或部分作業(yè)轉(zhuǎn)化為無干擾區(qū)域作業(yè)，具有施工需要的設(shè)備少、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可分為豎向、水平轉(zhuǎn)體 (簡(jiǎn)稱豎轉(zhuǎn)和平轉(zhuǎn))以及平轉(zhuǎn)與豎轉(zhuǎn)相結(jié)合三種方法。

新建鐵路滹沱河特大橋跨京廣線主橋?yàn)?80+128+80)m連續(xù)梁，設(shè)計(jì)采用水平轉(zhuǎn)體施工工藝，即先平行京廣線方向完成連續(xù)箱梁2個(gè)T構(gòu)現(xiàn)澆施工，再分別平轉(zhuǎn)18°和25°到設(shè)計(jì)橋位后合龍。單個(gè)轉(zhuǎn)體質(zhì)量達(dá)12 000 t。

2 平轉(zhuǎn)系統(tǒng)構(gòu)成

橋梁的水平轉(zhuǎn)體系統(tǒng)主要由下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成。其中，下轉(zhuǎn)盤包括下球鉸、環(huán)形滑道和中心定位軸;上轉(zhuǎn)盤包括上球鉸、撐腳和軸套;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括牽引系統(tǒng)和助推系統(tǒng)兩部分。橋梁平轉(zhuǎn)系統(tǒng)構(gòu)成布置見圖1。

圖1 橋梁平轉(zhuǎn)系統(tǒng)構(gòu)成

3 球鉸結(jié)構(gòu)

球鉸是轉(zhuǎn)動(dòng)體系核心部件，由鋼骨架、上盤、下盤、定位軸、軸套以及兩球面間聚四氟乙烯滑塊組成，詳細(xì)結(jié)構(gòu)見圖2。球鉸球面板采用鋼板冷壓成型。兩球面板間設(shè)有壓縮強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)低、蠕變小的聚四氟乙烯復(fù)合的夾層滑塊。

圖2 球鉸結(jié)構(gòu)

4 平轉(zhuǎn)體系的安裝施工

4.1 下球鉸的安裝

澆筑下承臺(tái)第一次混凝土?xí)r預(yù)埋鋼板和定位角鋼。待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，先用吊車將下球鉸骨架吊入放穩(wěn)，再利用預(yù)埋角鋼和調(diào)節(jié)螺栓人工粗調(diào)，見圖3。

圖3 下球鉸安裝定位

下球鉸精調(diào)采用4臺(tái)5 t油壓千斤頂調(diào)整高程，用精度達(dá)0.01 mm的數(shù)字水準(zhǔn)儀控制測(cè)量。調(diào)整工藝采取“邊測(cè)邊調(diào)，先松后緊，對(duì)角抄平，步步緊跟，重復(fù)循環(huán)，直到合格”的原則和方法。

4.2 滑道的安裝

滑道安裝分為滑道鋼骨架安裝和滑道鋼板安裝，安裝方法與下球鉸的安裝類似?；赖陌惭b見圖4。

圖4 滑道安裝定位

4.3 下轉(zhuǎn)盤混凝土施工

為了加快施工進(jìn)度，確保下球鉸及滑道下混凝土密實(shí)，對(duì)混凝土澆筑進(jìn)行優(yōu)化和革新，采取了“自內(nèi)向外，分層澆筑，一次成型”混凝土施工工藝。

4.4 定位軸和聚四氟乙烯滑塊安裝

下球鉸混凝土澆筑完成后，先將轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸φ270 mm的鋼棒放入下轉(zhuǎn)盤預(yù)埋套管中，再進(jìn)行下球鉸聚四氟乙烯滑動(dòng)片和上球鉸安裝。每個(gè)球鉸布置847塊直徑6 cm的聚四氟乙烯滑動(dòng)片，其設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度為200 MPa。定位軸安裝見圖5。

圖5 定位銷軸安裝

4.5 安裝上球鉸及試轉(zhuǎn)

先將上球鉸的兩段銷軸套管接牢固，然后吊起上球鉸，在凸球面上涂抹一層聚四氟乙烯粉，再將上球鉸對(duì)準(zhǔn)中心銷軸輕落至下球鉸上，用倒鏈微調(diào)上球鉸位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙一致。

采用人工力桿的原理對(duì)上盤進(jìn)行試轉(zhuǎn)，一方面靠上盤的自重將其與滑塊頂面充分密貼，另一方面可以粗略測(cè)試上下盤之間的動(dòng)摩擦系數(shù)大小，為正式轉(zhuǎn)體施工提供參考數(shù)據(jù)。

4.6 撐腳的安裝

上轉(zhuǎn)盤共設(shè)有6組撐腳，鋼管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土。撐腳與下滑道的間隙為20 mm。轉(zhuǎn)體前在滑道面內(nèi)鋪裝3 mm厚不銹鋼板。

4.7 上轉(zhuǎn)盤施工

上轉(zhuǎn)盤是一個(gè)受力復(fù)雜的三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)14 m，寬11 m，厚2 m，轉(zhuǎn)臺(tái)直徑 φ10.4 m，高度0.8 m。轉(zhuǎn)臺(tái)是球鉸、撐腳與上轉(zhuǎn)盤相連接的部分，又是轉(zhuǎn)體牽引索直接施加的部位。轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)預(yù)埋牽引索固定端采用P型錨具，每根索埋入轉(zhuǎn)臺(tái)的長(zhǎng)度應(yīng)＞3.0 m。牽引索外露部分應(yīng)圓順地纏繞在轉(zhuǎn)臺(tái)周圍，互不干擾地?cái)R置于預(yù)埋鋼筋上，并做好保護(hù)措施。

上轉(zhuǎn)盤混凝土澆筑無特殊要求，在其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)支承體系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使上轉(zhuǎn)盤支承于球鉸上。施加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)臺(tái)沿球鉸中心軸試轉(zhuǎn)，檢查球鉸的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，測(cè)定其摩擦系數(shù)，為轉(zhuǎn)體施工提供依據(jù)。

4.8 施工精度的控制

1)球鉸高程控制:下球鉸周邊高程處于同一水平面內(nèi)，誤差 ≤0.5 mm，中心套管軸線為一鉛直線。

2)滑道偏差控制:下滑道整體高程誤差≤1.0 mm，相鄰鋼板高差≤0.2 mm。

3)測(cè)控設(shè)備:S3級(jí)水準(zhǔn)儀。

5 結(jié)語

新建鐵路滹沱河特大橋跨京廣鐵路(80+128+80)m連續(xù)梁是目前世界上采用轉(zhuǎn)體法施工的最大跨度的連續(xù)梁。其兩個(gè)轉(zhuǎn)體T構(gòu)，分別用時(shí)25 min和28 min，在一個(gè)“天窗”時(shí)間內(nèi)圓滿實(shí)現(xiàn)對(duì)接，確保了既有線運(yùn)營(yíng)的安全。項(xiàng)目實(shí)施過程中，通過對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體系的施工技術(shù)系統(tǒng)研究，提出了球鉸的安裝定位和混凝土的澆筑新工藝，為以后同類橋梁的施工提供了借鑒。

［1］張連燕.橋梁轉(zhuǎn)體施工［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］桂業(yè)昆，邱式中.橋梁施工專項(xiàng)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［3］余常俊，劉建明，張翔，等.連續(xù)梁轉(zhuǎn)體后中跨合龍段支架設(shè)計(jì)與施工［J］.鐵道建筑，2010(5):16-18.