橋梁施工連續(xù)梁轉(zhuǎn)體的施工技術(shù)

龍登平

（中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司，重慶市 400037）

1 工程簡介

小新村1#雙線大橋3#～6#號(hào)墩連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)里程范圍為D2K749+101.35～D2K749+210.6，區(qū)間長度109.25 m，下部結(jié)構(gòu)共4個(gè)墩臺(tái)，其中:樁基36根（合計(jì) 1 644.5 m），承臺(tái) 4個(gè)（合計(jì) 1 005.735 m3），墩身4個(gè)（合計(jì)692.5 m3）；上部結(jié)構(gòu)采用一聯(lián)（30+48+30）m跨徑布置，單箱單室連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，雙線，總長109 m（混凝土1 250 m3）。該橋于D2K749+156處即4#、5#墩之間采用先現(xiàn)澆筑T構(gòu)梁，然后轉(zhuǎn)體，再現(xiàn)澆合攏段的連續(xù)梁上跨昆石高速公路。該高速公路為瀝青混凝土路面，路寬約25 m，橋梁中心線與其交角83.78°，設(shè)計(jì)采用（30+48+30）m連續(xù)梁跨越，轉(zhuǎn)體施工后橋下凈空5.54～5.92 m。該聯(lián)連續(xù)梁立面坡度-5.5%，部分位于緩和曲線上，連續(xù)梁梁體采用曲線曲做法。轉(zhuǎn)體前預(yù)先在昆石高速兩側(cè)沿線方向采用滿堂支架法分別施工完成4#、5#墩位的46 mT構(gòu)梁，待轉(zhuǎn)體施工前，拆除球鉸臨時(shí)固結(jié)裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)至鐵路客線設(shè)計(jì)線位，最后進(jìn)行固結(jié)合攏、體系轉(zhuǎn)換、澆筑合攏段后成橋。與昆石高速公路立體交叉，立面圖如圖1所示。

圖1 小新村1#雙線大橋與昆侖高速公路交叉立面圖（單位：mm）

2 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的安裝施工

2.1 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的組成

轉(zhuǎn)動(dòng)體系由下承臺(tái)（下盤）、滑道、球絞構(gòu)件、上轉(zhuǎn)盤、上承臺(tái)構(gòu)成。下承臺(tái)（轉(zhuǎn)體下盤）為支承轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)全部重量的基礎(chǔ)。使用C35混凝土澆筑轉(zhuǎn)體完成后，與上承臺(tái)組成橋梁承臺(tái)基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的轉(zhuǎn)體拽拉千斤頂反力座、撐腳環(huán)形滑道、下球鉸設(shè)置在下轉(zhuǎn)盤上。作為轉(zhuǎn)體的主要結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)體過程中會(huì)形成立體受力狀態(tài)與多級(jí)受力狀態(tài)[1]。按照豎向、橫向、縱向三個(gè)方向布置好預(yù)應(yīng)力鋼筋。轉(zhuǎn)臺(tái)為直接施加轉(zhuǎn)體牽引力的部分，同時(shí)也是上轉(zhuǎn)盤、撐腳和球鉸相互連接的部分。球鉸主要由鋼骨架和鋼銷構(gòu)成，主要用來承擔(dān)平轉(zhuǎn)重力。球絞下盤平面半徑1.0 m，球面半徑5.6 m。

2.2 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的安裝

2.2.1 球鉸下盤定位支架和球鉸下盤的安裝

（1）球鉸下盤定位支架安裝。轉(zhuǎn)體下承臺(tái)鑿毛混凝土后，在已預(yù)埋好的預(yù)埋件上安裝下球鉸定位支架，運(yùn)用微調(diào)裝置精調(diào)。要求球鉸骨架角鋼頂面相對(duì)高差不大于5 mm；平面位置采用“十”字法對(duì)中、縱、橫向誤差小于1 mm。

（2）球絞下盤平面半徑1.0 m，球面半徑5.6 m。待下球絞支架安裝完成后，在定位支架上安裝微調(diào)裝置，再吊裝球鉸下盤放在定位支架上并進(jìn)行對(duì)中和調(diào)平，通過調(diào)節(jié)微調(diào)裝置精確定位球鉸下盤，球鉸下盤精定位后進(jìn)行鎖定。球鉸對(duì)中采用十字線法進(jìn)行，要求球鉸中心縱橫向誤差不大于1 mm；球鉸水平調(diào)整先使用普通水平儀調(diào)平，然后使用精密電子水準(zhǔn)儀調(diào)平，控制球鉸圓周頂面處各點(diǎn)相對(duì)誤差不大于0.5 mm。安裝完畢后立即鎖定，采取保護(hù)措施，及時(shí)覆蓋整個(gè)下轉(zhuǎn)盤，防止后續(xù)施工磕碰、污染球絞面。

2.2.2 滑道骨架安裝

轉(zhuǎn)體下承臺(tái)鑿毛混凝土及球絞下盤定位安裝完畢后進(jìn)行滑道骨架安裝?；酪郧蜚q銷軸中心為圓心構(gòu)成60 cm寬的環(huán)形，內(nèi)徑205 cm，外徑265 m。

（1）為保證滑道安裝的精確度，提高安裝效率，擬定滑道骨架與24 mm厚鋼板提前用可調(diào)節(jié)螺絲錨固，骨架頂面環(huán)形均勻布設(shè)兩道共140個(gè)精調(diào)定位裝置。精調(diào)裝置采用骨架頂面焊連開長孔小角鋼，再連接長150 mm的M20×0.5 mm細(xì)牙普通螺桿方式，并將滑道骨架、鋼板分為四等分圓，拼合后焊接。

（2）滑道骨架及滑道鋼板均由專業(yè)廠家按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行生產(chǎn)加工，運(yùn)至現(xiàn)場后項(xiàng)目部組織驗(yàn)收。

（3）滑道骨架及鋼板的剛度及材料性能滿足相關(guān)要求，平整度合格。

（4）測量放樣，準(zhǔn)確定位出滑道的環(huán)形安裝線。

（5）吊車配合人工，精細(xì)吊裝滑道及鋼板構(gòu)件。

（6）反復(fù)復(fù)測精調(diào)。嚴(yán)格控制滑道平面位置及高程，要求整個(gè)滑道面在一個(gè)水平面上，其相對(duì)高差不大于2 mm，環(huán)道鋼板由螺母調(diào)整校平，頂面局部平面度高差小于0.5 mm。精調(diào)定位后及時(shí)與預(yù)埋件牢固焊接。

（7）在安裝施工時(shí)，焊接、拋光均由廠家專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行處理。

2.2.3 球鉸上盤安裝

涂抹完黃油四氟乙烯粉后嚴(yán)禁雜物掉入球鉸內(nèi)并盡快安裝球鉸上盤。球鉸上盤安裝前需再次檢查球鉸上盤摩擦面的光潔度指標(biāo)，有損傷處應(yīng)打磨光滑并清潔球面，不得粘有任何雜物。球鉸上盤附著在下盤上安裝，安裝前先平穩(wěn)吊球鉸上盤，調(diào)整好起吊鋼絲繩使球鉸上盤吊起后水平不傾斜，對(duì)準(zhǔn)定位銷并套入定位銷緩慢下落直至降落到球鉸下盤上[2]。安裝完成后及時(shí)復(fù)測和檢查上球絞位置是否準(zhǔn)確，與下球絞是否重合。注意球鉸上盤下落過程中不得碰撞球鉸定位鋼銷。

2.2.4 上轉(zhuǎn)盤撐腳安裝

上轉(zhuǎn)盤撐腳既為轉(zhuǎn)體時(shí)支撐轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)的保險(xiǎn)腿，轉(zhuǎn)體時(shí)撐腳可在滑道內(nèi)滑動(dòng)，同時(shí)也承受轉(zhuǎn)體中的不平衡力以保持轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)。上轉(zhuǎn)盤共設(shè)有8個(gè)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的撐腳，采用14 mm厚Q345d鋼管，外徑4 0 c m，鋼管內(nèi)灌注C5 0微膨脹混凝土，下設(shè)3 cm厚鋼走板，走板底面加工精度為3級(jí)，走板前后端進(jìn)行倒圓角處理并打磨以利于導(dǎo)行。鋼管中部焊連扇形25 mm厚鋼板，鋼板底面與上轉(zhuǎn)臺(tái)底面平齊。走板下設(shè)5 mm四氟乙烯板，為防止污染及破壞，四氟板在后期轉(zhuǎn)體前安裝。如圖2所示。

圖2 撐腳滑道布置示意圖

3 合攏段鋼殼設(shè)計(jì)的創(chuàng)新

結(jié)合工程的實(shí)際情況，工程使用和梁體完全相同的鋼殼作為外模，并以此外模對(duì)施工荷載和梁段自重進(jìn)行承擔(dān)，實(shí)現(xiàn)在完全封閉鋼箱中達(dá)到合攏段施工的目的。在進(jìn)行合攏段施工時(shí)，可以在不影響正常通車的情況下開展，有效提高了施工的穩(wěn)定性和安全性，將轉(zhuǎn)體施工的優(yōu)越性充分體現(xiàn)出來。此外，合攏成功后，鋼殼和主體形成的一個(gè)整體，不需要再次將其拆除，進(jìn)一步提高了施工的安全性。

在施工時(shí)，要保證連續(xù)梁和鋼殼結(jié)構(gòu)大小相同，使用厚度為13 mm的Q235鋼板，鋼殼的長度設(shè)計(jì)為135 cm。在進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工前，要先在前一梁段埋入鋼殼，鋼殼的埋入長度控制在80 cm，露在外部的長度為55 cm。完成轉(zhuǎn)體后,利用和鋼殼主體厚度、外觀一致的鋼殼修補(bǔ)預(yù)留縫，形成一個(gè)封閉的殼體后，在鋼殼內(nèi)部進(jìn)行鋼筋的焊接和綁扎，對(duì)預(yù)留管道進(jìn)行定位和安裝，并進(jìn)行合攏段混凝土的澆筑。如圖3所示。

圖3 合攏段鋼殼模板施工圖

為了方便進(jìn)行鋼殼吊裝施工，分別從腹板、底板、翼緣板對(duì)鋼殼進(jìn)行加工。通過焊接鋼板來對(duì)鋼殼的強(qiáng)度進(jìn)行加固，在每一個(gè)鋼殼中間設(shè)置兩個(gè)加強(qiáng)肋板。

4 連續(xù)梁T構(gòu)施工

該聯(lián)橋梁跨徑布置為：連續(xù)梁橋跨度30 m+48 m+30 m,其中轉(zhuǎn)體T構(gòu)梁部分的長度為23 m+23 m。梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁；4#～5#間為中跨，中跨中部10m長梁段，邊跨端部11.55 m長梁段為等高梁段，梁高2.7 m；中墩處4 m長梁段梁高為4 m，其余梁段以0#塊為原點(diǎn)按二次拋物線y=2.7+x2/222.3(m)變化。箱梁頂寬11.20 m，箱梁底寬6.4 m。

該聯(lián)連續(xù)梁分為5段施工：2段（2#）轉(zhuǎn)體46 m長T構(gòu)段、1段（3#）2 m長跨中合攏段、2段（1#）7.55 m長邊跨現(xiàn)澆段。施工順序?yàn)檠毓穬蓚?cè)采用支架對(duì)稱現(xiàn)澆2段轉(zhuǎn)體T構(gòu)，在條件允許時(shí)完成轉(zhuǎn)體操作，轉(zhuǎn)體到位后安裝跨中合攏支架進(jìn)行中跨合攏段澆筑，最后支架法澆筑邊跨現(xiàn)澆段，進(jìn)行邊跨合攏，完成整個(gè)連續(xù)梁體系[3]。轉(zhuǎn)體預(yù)制梁支架邊線距離高速公路最小距離0.86 m。

5 轉(zhuǎn)體施工

轉(zhuǎn)體施工主要分為試轉(zhuǎn)、正式轉(zhuǎn)體和精調(diào)3個(gè)流程。轉(zhuǎn)體施工設(shè)備采用柳州歐維姆預(yù)應(yīng)力有限公司生產(chǎn)的全液壓、自動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行的張拉系統(tǒng)。該系統(tǒng)由兩臺(tái)ZLD120型連續(xù)頂推千斤頂、兩臺(tái)ZLDB液壓泵站和一臺(tái)ZLDK主控臺(tái)組成，其相互間通過高壓油管和電纜線相連接。每臺(tái)千斤頂理論推力為120 t。通過拉拽錨固且纏繞于直徑為5.8 m的轉(zhuǎn)臺(tái)圓周上的2束5-1 5.2鋼絞線，使得轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)。因該橋?yàn)樽笥覂煞瑫r(shí)同步轉(zhuǎn)體，需配備兩套張拉系統(tǒng)。同時(shí)應(yīng)配備4臺(tái)50 t助推千斤頂。通過對(duì)掛籃安裝后不平衡轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理配重，使轉(zhuǎn)體實(shí)現(xiàn)中心承重。經(jīng)過試轉(zhuǎn)證明，啟動(dòng)牽引力分別為325 kN和480 KN，實(shí)際自動(dòng)牽引力分別為240 kN和320 kN，均低于設(shè)計(jì)值。每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以達(dá)到0.01～0.015 rad。根據(jù)精調(diào)對(duì)中方案相關(guān)規(guī)定，測定了1 s、2 s、5 s時(shí)點(diǎn)動(dòng)梁段關(guān)系位移。工程進(jìn)行正式轉(zhuǎn)體后，整個(gè)過程平穩(wěn)安全。經(jīng)過靜調(diào)后，高程偏差和軸向偏差均低于10 mm，達(dá)到了規(guī)定要求。

6 封固球鉸

球鉸周圍、千斤頂反力座內(nèi)側(cè)、上轉(zhuǎn)盤下方、撐角內(nèi)側(cè)的混凝土密實(shí)度對(duì)轉(zhuǎn)盤固結(jié)施工質(zhì)量有較大影響。為防止產(chǎn)生縫隙，經(jīng)研究后使用C50無收縮混凝土+真空輔助壓漿+重力灌漿技術(shù)進(jìn)行施工。施工時(shí)先進(jìn)行轉(zhuǎn)臺(tái)下反力座內(nèi)側(cè)圓臺(tái)施工，澆筑好混凝土后使用8個(gè)70 mm金屬波紋管對(duì)澆筑過程中產(chǎn)生的空腔進(jìn)行澆筑。對(duì)于施工中產(chǎn)生的混凝土收縮縫隙，在灌漿24 h后使用直徑為30 mm帶有三通的塑料壓漿管進(jìn)行真空輔助壓漿。施工后封固混凝土密實(shí)飽滿，使用無損檢測技術(shù)進(jìn)行檢測并達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

7 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)平衡性的保持

轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的不平衡力矩通過轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸來進(jìn)行測試。使用該方法進(jìn)行測量只需對(duì)剛體作用進(jìn)行考慮。在拆卸下T構(gòu)時(shí)，梁體可能出現(xiàn)兩種情況：（1）轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力度小于轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸摩阻力矩，這時(shí)梁體不會(huì)出現(xiàn)繞球鉸的剛性轉(zhuǎn)動(dòng)，可利用轉(zhuǎn)體不平衡力矩和球鉸摩阻力來保持體系平衡；（2）轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩大于轉(zhuǎn)動(dòng)體球鉸摩阻力矩，在此情況下，梁體會(huì)繞球鉸剛體出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，只能利用撐角來保證平衡，整個(gè)體系的平衡主要由轉(zhuǎn)動(dòng)體不平衡力矩、球鉸摩阻力矩、撐角對(duì)球心產(chǎn)生的力矩進(jìn)行保持。

為了保持轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的平衡性，一般通過配重的方式來對(duì)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行提升。一般主要使用以下兩種配重方案：（1）梁體縱向傾斜配重方案；（2）梁體絕對(duì)平衡配重方案。對(duì)于轉(zhuǎn)體平衡來說，絕對(duì)平衡配重對(duì)轉(zhuǎn)體平穩(wěn)性有較大的影響，所以多使用梁體縱向傾斜配重方案來進(jìn)行配重。思路如下：轉(zhuǎn)體梁在轉(zhuǎn)體時(shí)要和梁軸線方向呈現(xiàn)傾斜態(tài)勢，也就是說梁軸線上橋墩測的撐腳要和滑道接觸，另一個(gè)撐角要從滑道上抬起，這樣處理可以使轉(zhuǎn)動(dòng)體構(gòu)成兩點(diǎn)豎向支撐的結(jié)構(gòu)，可以提高轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的豎向平面的穩(wěn)定性。一般可以使用以下公式計(jì)算配重：

此外，為了確保配重卸載的安全性，要確保配重后偏心矩可以達(dá)到5 cm≤e≤15 cm。該工程使用半徑為1 500 m的平面曲線上，對(duì)橫橋的縱向、偏心、橫向都進(jìn)行了配重。

8 結(jié)語

本文通過實(shí)際案例對(duì)橋梁施工連續(xù)梁體的施工技術(shù)進(jìn)行了分析探討，主要對(duì)滑道、上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤、球鉸、轉(zhuǎn)體的施工技術(shù)進(jìn)行探討，對(duì)施工中需要注意的地方進(jìn)行分析，工程施工后，施工效果良好。

[1]程飛,張琪峰,王景全.我國橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2011(6):67-71.

[2]周文勝.箱形梁橋轉(zhuǎn)體施工技術(shù)及應(yīng)用前景[J].混凝土與水泥制品,2010(4):93-94.

[3]寶城德.橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝的研究與應(yīng)用 [J].遼寧交通科技,2003(3):49-50.