進一步探討鐵路連續(xù)梁橋轉體施工設計的創(chuàng)新與實踐

劉輝

【摘 要】在橋梁建筑方面，每一個橫空出世的施工工藝都會在橋梁界引發(fā)一場浩大的革命。隨著我國橋梁建設的地域范圍不斷擴增，一種全新的橋梁建設思路橫空出世，即從橋梁的跨部將橋梁分成兩個半跨的構造，并在偏離軸線的位置對半跨進行施工，施工完成后通過扭動兩個半跨的方式實現(xiàn)跨中合攏。并且，隨著橋梁轉體技術的不斷提升與發(fā)展，人們也逐漸認識到橋梁轉體技術的卓越性能，尤其當跨越運輸任務較為繁重的國家干線時，常規(guī)的橋梁施工方法不但會影響交通運輸?shù)牧鲿承?，同時還會帶來巨大的安全隱患。

【Abstract】 In the aspect of bridge construction， every construction technology will lead to a huge revolution in the bridge field. With the expansion of the geographical scope of bridge construction in china， there creates a new idea of bridge construction. The span of a bridge is divided into two parts， each part of which is a half span structure， the construction of the half span is done in the position of the deviation from the axis， and after the construction is completed， the midspan is closed by twisting the two half spans. Moreover， with the continuous improvement and development of the bridge turning technology， people have gradually realized the excellent performance of the bridge turning technology. Especially during the construction of the national trunk lines of which the task of crossing transport is rather heavy， the conventional method of bridge construction will not only affect the mobility of transportation， but also bring huge security risks.

【關鍵詞】鐵路橋梁；轉體施工；設計；創(chuàng)新

【Keywords】railway bridge； swivel construction； design； innovation

【中圖分類號】K928 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0139-02

1 引言

隨著科學技術的發(fā)展和鐵路規(guī)模的不斷擴大，跨鐵路橋梁技術的創(chuàng)新，越來越受到人們的重視。而轉體施工憑借其速度快、對既有鐵路影響較小的優(yōu)勢，在工程建設中，被人們大量運用。為了滿足工程建設對于施工技術和施工工期不斷增加的需求，跨鐵路連續(xù)橋梁轉體施工的創(chuàng)新也是亟待解決的課題。

2 橋梁轉體的創(chuàng)新

橋梁轉體施工可分為平轉法、豎轉法和平豎結合法，其中又以平轉法的應用最為廣泛。因此，本文重點介紹橋梁轉體施工中平轉法的創(chuàng)新。轉動設備和轉動能力是橋梁轉體施工的關鍵，決定了橋梁轉體施工的成敗，同時施工中結構的穩(wěn)定性和強度同樣不可或缺。橋梁轉體施工的轉動系統(tǒng)由三部分組成，分別是承重系統(tǒng)、轉動系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)。因此，橋梁轉體施工的創(chuàng)新也應該從這三方面著手。

首先，承重系統(tǒng)是橋梁轉體施工中的核心部分，承重系統(tǒng)在20世紀以來經歷了四個階段，第一階段是鋼軸-環(huán)道階段，第二階段是鋼筋混凝土軸-鋼滾輪階段[1]，第三階段是鋼筋混凝土球鉸-支撐腳階段，而第四階段是鋼筋混凝土軸-鋼筋混凝土球鉸階段。近些年來，鋼結構是橋梁轉體施工承重系統(tǒng)的主要方式，鋼球鉸、鋼平板鉸和組合鉸的出現(xiàn)使得橋梁轉體施工工藝日漸簡單，轉動也更加靈活。鋼球鉸屬于單點支承結構，能夠承受全部的轉體重量，其有著加工精度高、承載力大、安裝簡便的一系列優(yōu)勢。鋼球鉸的上、下球鉸是在工廠由鋼板精加工而成，到達施工現(xiàn)場后，在鋼支架上安裝定位。鋼平板鉸也屬于單點支承結構，具有受力明顯、易于加工、轉動靈活等優(yōu)點。組合鉸是由轉軸、上鋼板、下鋼板、環(huán)道和撐腳組合形成，介于單點支承和雙點支承之間，具有穩(wěn)定性高、承載力大的特點。其次，隨著我國大型橋梁的發(fā)展，轉體重量急劇增加，傳統(tǒng)的倒鏈和普通千斤頂已經不能滿足工程建設需求。而大噸位連續(xù)張拉千斤頂?shù)倪\用，則創(chuàng)造性地滿足了這一工程需求，同時還實現(xiàn)了近距離橋梁雙幅同步平轉，為橋梁轉體施工工程奠定了基礎。轉動系統(tǒng)一般是由鋼絞線、反力座穿心式張拉千斤頂、液壓泵站和控制臺組成。在進行轉體施工時，千斤頂對稱布置在下轉盤兩側的反力座后方，通過拽拉一端錨固在上轉盤中鋼絞線的方式，使橋梁得以勻速、平穩(wěn)的轉動。最后，是轉動系統(tǒng)中的平衡保險系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由撐腳、環(huán)道和保險柱組成，穩(wěn)定的平衡保險系統(tǒng)對于橋梁轉體施工是至關重要的。前期，橋梁轉體工程中采用撐腳頂住環(huán)道或者保險柱頂住上轉盤的辦法，不能保證轉體轉動時對自身平衡的掌控，影響了轉體施工工程的開展。而在2003年，中國鐵道科學研究院進行的不平衡稱重試驗研究，實現(xiàn)了對轉動體平衡性能的準確預測。研究中得到了轉體工程中轉動體的不平衡力矩、偏心距、摩擦阻力和靜摩擦系數(shù)，這幾組數(shù)據(jù)的確定，能夠確定轉體工程中所需要的動力以及工程是否需要進行配重。endprint

3 橋梁轉體施工設計實例

本文對S326瀏陽市澄潭江到寧鄉(xiāng)縣沙田公路工程上跨京廣鐵路立交橋進行橋梁轉體的施工設計，其地理位置位于長沙市湖南省東部偏北的位置。其中橋梁轉體的設計包含轉體的下轉盤、上轉盤、球鉸以及轉動牽引系統(tǒng)。

3.1 轉體下盤

下盤是作為支撐轉體結構的重要基礎設施，完成轉體施工之后與上盤一同形成橋梁的基礎構造。下轉盤在施工過程中采用C50混凝土。在下轉盤之上設置保險撐腳環(huán)滑道、轉動系統(tǒng)的下球鉸以及轉體拽拉千斤頂反力座等。

3.2 球鉸制作與安裝

直徑為，厚度為40mm的上下兩片剛球鉸是平轉法施工中的轉動體系，其中轉動球鉸是轉動體系的核心，也是施工過程中的關鍵結構，需要具備較高的制作與安裝精度[2]。

在工程制作剛球鉸的過程當中，需要按照預先設計的位置在球鉸面上銑鉆四氟板鑲嵌孔，然后在鋼球鉸適當?shù)奈恢迷O置混凝土搗振孔，為混凝土的施工提供便利的條件。球鉸在安裝過程中要確保精準，在完成下球鉸的精確定位之后將其鎖定，在灌注混凝土之前對球鉸中心的套筒進行精確的定位并將其固定，為中心位置轉動提供便利。

下球鉸完成混凝土的灌注之后，將鋼棒放置在下轉盤的套筒當中，然后進行上球鉸以及下球鉸四氯乙烯滑片的安裝。在安裝四氯乙烯滑片之前，首先需要清潔下球鉸的頂面，保證滑片安裝的孔內以及球鉸頂面清潔，完成球鉸清理后將其吹干。安裝四氟乙烯滑片需要依照編號順序進行安裝，布置總面積為、數(shù)量為934塊的聚四氟乙烯片。當四氟乙烯滑片在高壓狀態(tài)下時，計算得到的平均應力是，設計該四氟乙烯滑片的抗壓強度是。

完成滑片的安裝之后，保證滑動片的頂面位處同一球鉸面之上，經誤差控制在1mm之內，完成檢查之后，將黃油四氟乙烯粉均勻涂抹在滑動片上，并在涂抹完成之后及時安裝球鉸避免有雜物掉落。確定上球鉸的位置之后，用膠帶將上下球鉸的吻合面進行纏繞和密封，以保證沒有泥砂或雜物進入球鉸摩擦部分。

3.3 轉體上盤撐腳和滑道

上盤撐腳是工程轉體中支撐轉體結構平穩(wěn)的保險腿。上盤設有8個撐腳，為雙圓柱形。撐腳在場外預制后運進施工現(xiàn)場，在上球鉸安全就位后即可安裝撐腳。為了保證8個保險腿對稱地分布在縱軸線的兩側，結合工程轉體時保險腿的受力情況，轉臺對稱的兩個保險腿之間的中心線要與上盤縱向中心線相重合。為保持轉體結構平穩(wěn)，在下盤頂面設置了寬、半徑為的滑道，轉體工作時保險撐腳在滑道內滑動。

3.4 轉體上盤

上盤設有縱向預應力鋼筋，在轉體中處于一種多向、立體的受力形態(tài)。而轉臺位于球鉸、撐腳和上盤相連接的部分，直接承受轉體牽引力。在保證強度和牽引方向一致的前提下，在轉臺中埋入轉體牽引索。當上盤混凝土強度到達設計要求后，開始轉動系統(tǒng)支承體系的轉換。將轉臺的支承點轉換到球鉸上，同時，使轉臺圍繞球鉸中心軸轉動。

3.5 轉體上盤預應力施工

上盤縱向預應力筋采用15-φs15.2鋼絞線，采用單端交錯張拉，張拉端采用M15-15錨具，錨固端采用M15-15P錨具，張拉控制應力1395MPa。預應力孔道均用波紋管制孔，波紋管用鋼筋定位網定位，張拉后及時封錨壓漿。

3.6 轉體結構的牽引力計算及設備配置

轉體結構的設計主要基于三組數(shù)據(jù)，分別是轉體重量、橋梁施工誤差產生的偏心距和風荷載。本橋施工時，轉體施工持續(xù)很短的時間，根據(jù)天氣、風速情況，選擇合適的時段進行施工，此時段需要5-6天時間。本橋的每個轉體選用了兩套ZLD200型液壓、同步、自動連續(xù)牽引系統(tǒng)，通過對纏繞于轉臺圓周上的鋼絞線進行拉拽，使得轉動體系轉動。

4 結語

我國公路橋梁在日后的建設施工當中，為了降低對既有營運線路的干擾，可以廣泛的在跨線橋梁施工中使用轉體施工的方式，克服橋梁修建中出現(xiàn)的障礙與問題，提升橋梁的修建質量。同時為了克服橋梁轉體自由重量，還需要不斷的研發(fā)新工藝、新技術、新材料以及新結構，不斷提升轉體系統(tǒng)的質量與精度。由于剛球鉸具有費用昂貴的特征，在施工中需要注重投資效益，并不斷加強對橋梁轉體施工規(guī)范的更新與設計，保證橋梁轉體在施工中有據(jù)可依。

【參考文獻】

【1】倪燕平.鐵路連續(xù)梁橋轉體施工的創(chuàng)新與實踐[J].鐵道標準設計，2013（07）：64-65+69.

【2】許勝堅.先簡支后連續(xù)梁橋構造設計及施工質量控制的關鍵因素[J].交通世界，2017（20）：97-98.endprint