城市立交橋平衡轉(zhuǎn)體施工技術(shù)應(yīng)用

劉祖軍

摘? ? 要：在進(jìn)行上跨鐵路或公路立交橋施工時(shí)，常常為了減少對既有鐵路或公路運(yùn)輸?shù)挠绊?，需要對橋梁進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工。本文以城市主城區(qū)市區(qū)內(nèi)道路上跨鐵路立交橋主體工程施工為例，詳細(xì)介紹了平衡轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的各施工過程及工藝要求，具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：上跨鐵路;剛構(gòu);平衡;轉(zhuǎn)體施工

1? 前言

城市分離式立交橋施工中，為了保證安全，在進(jìn)行施工時(shí)，常常采用平行于所跨越的線路，待上構(gòu)主體施工到一定程度時(shí)，利用一定的時(shí)間，通過外力對施工的橋梁進(jìn)行轉(zhuǎn)體，達(dá)到設(shè)計(jì)的橋梁方向后進(jìn)行固定，再施工余下的工程。而平衡轉(zhuǎn)體就是盡量保證轉(zhuǎn)體過程中的平衡，使橋梁在轉(zhuǎn)動中用最少的外力達(dá)到安全準(zhǔn)確的目的。其施工過程主要包括轉(zhuǎn)盤施工及平衡配重等主要環(huán)節(jié)。

2? 平衡轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

2.1? 下部轉(zhuǎn)盤施工

下部轉(zhuǎn)盤上設(shè)有轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的下球鉸、 為施工提供臨時(shí)支撐及轉(zhuǎn)體時(shí)保證安全的環(huán)形下滑道及提供轉(zhuǎn)體動力的反力座。撐腳與下滑道間隙嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求設(shè)置，不能過大，也不能過小。

（1）施工工藝流程。根據(jù)下球鉸構(gòu)造要求，下承臺頂面標(biāo)高往下1.312m為球鉸骨架底部，考慮球鉸安裝安全性，下轉(zhuǎn)盤混凝土無法一次澆筑成型。其工藝流程如下：

澆筑下轉(zhuǎn)盤第一層3.5m高混凝土→鑿毛、沖洗→安裝球鉸、滑道定位骨架→球鉸、滑道板安裝、精調(diào)→球鉸清理、保護(hù)→澆筑下轉(zhuǎn)盤第二層1.5m高混凝土。

（2）下轉(zhuǎn)盤預(yù)應(yīng)力筋施工。下轉(zhuǎn)盤橫向、縱向分別設(shè)置98根預(yù)應(yīng)力筋，底層為12束-[Φ]15.2、頂層為10束-[Φ]15.2預(yù)應(yīng)力筋，底層與頂層布置間距為37.5cm。

預(yù)應(yīng)力施工順序：[①]上轉(zhuǎn)盤混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，對稱張拉50%縱向和橫向預(yù)應(yīng)力筋、壓漿（同一層預(yù)應(yīng)力筋間隔張拉、頂層、底層預(yù)應(yīng)力筋錯(cuò)開張拉）。[②]上部梁體結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力筋張拉完成前，對稱張拉剩余縱、橫向鋼束?？v、橫向預(yù)應(yīng)力筋采用兩端張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉以張拉力控制為主，張拉時(shí)錨下控制應(yīng)力1395MPa;伸長量僅做參考。

（3）安 裝冷卻鋼管。由于下轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)屬于大體積混凝土，為保證混凝土凝結(jié)硬化過程不產(chǎn)生裂紋，施工前在結(jié)構(gòu)內(nèi)按設(shè)計(jì)要求布置冷卻水管。冷卻水管采用鍍鋅鋼管，水平分三層布置，距離承臺四周邊緣為50cm，待混凝土養(yǎng)護(hù)期間采取循環(huán)通水冷卻。

（4）安裝下球鉸。[①]安裝球鉸定位底座.采用25t吊車將下球鉸骨架吊入預(yù)定放樣準(zhǔn)確位置，偏差不大于3cm～5cm。 測量骨架頂面標(biāo)高，計(jì)算與設(shè)計(jì)高差值，然后采用千斤頂將骨架頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高（預(yù)留2cm）。 拉線、吊錘檢測四角及中心點(diǎn)位置，人工用撬棍等工具進(jìn)行精確調(diào)整，誤差控制在1cm以內(nèi)。 采用槽鋼內(nèi)外斜撐與承臺鋼筋連接整體，并焊接牢固。[②]下球鉸安裝控制.球鉸中心平面位置控制在5mm以內(nèi)，平面位置確定后，利用槽鋼與球鉸骨架焊接，進(jìn)行球鉸限位，固定球鉸平面位置。 高程符合設(shè)計(jì)要求后，將限位槽鋼與下球鉸底部焊接連成整體。

（5）下轉(zhuǎn)盤第二層混凝土施工?；炷练秩龑訚仓繉訚仓叨?.5m。為保證球鉸下部混凝土密實(shí)，每層澆筑順序從中間向四周。 球鉸下部混凝土澆筑時(shí)，擰開振搗孔蓋，插入漏斗并扭緊。 振搗棒插入振搗孔振搗，直到出氣孔有漿液冒出，確保球鉸底部混凝土密實(shí)。

2.2? 上轉(zhuǎn)盤施工

2.2.1? 上球鉸施工

下球鉸混凝土灌注完成后，將轉(zhuǎn)動中心軸[Φ]270mm的鋼柱放入下轉(zhuǎn)盤預(yù)埋套管中。然后采用吊車吊裝上球鉸就位。上下球鉸接縫處涂抹泡沫膠，采用水泥砂漿密封、塑料薄膜覆蓋。

2.2.2? 撐腳、砂箱施工

（1）撐腳與滑道之間的空隙設(shè)為25mm，撐腳與滑道之間的空隙放石英砂，在石英砂四周采用木框?qū)⑵涠ㄐ?。?）采用2cm等高三角塊將撐腳，撐腳安裝完成后采用鋼筋與滑道螺栓焊接。（3）為保證卸架時(shí)，撐腳與滑道不被擠壓緊密，轉(zhuǎn)體前用砂箱作為臨時(shí)支撐。 （4）砂箱灌滿干河砂，砂箱上部預(yù)埋鋼板，防止混凝土直接擠壓砂箱頂部。

2.2.3? 上轉(zhuǎn)盤混凝土施工

上轉(zhuǎn)盤采用C55混凝土。上轉(zhuǎn)盤澆筑時(shí)采用鋼模與木模組合成型，采用混凝土塊配合方木支撐的模板支撐方法，以便作為臨時(shí)支撐能方便拆除。

2.3? 轉(zhuǎn)體前配重

為了使全部轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)重量主要由中心球鉸承擔(dān)，因此在轉(zhuǎn)體主墩墩身及剛構(gòu)箱梁梁體施工完成后，必須對轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行稱重試驗(yàn)，實(shí)測重心位置并進(jìn)行配重。確保上部結(jié)構(gòu)重心與球鉸中心平面偏差不超過5cm。

轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的不平衡力矩有：（1）順橋向，箱梁在的不平衡力矩主要是由于箱梁兩側(cè)對稱塊段梁體的實(shí)際重量不同引起。（2）橫橋向，考慮橋面2%橫坡，T構(gòu)受到一個(gè)不平衡力矩。

本橋稱重分為橫向和縱向兩個(gè)方向：縱向設(shè)置8個(gè)500t千斤頂，橫向設(shè)置6個(gè)500t千斤頂進(jìn)行。確保在滿堂支架拆除前，能對T構(gòu)進(jìn)行精確配重提供可靠依據(jù)，以消除轉(zhuǎn)體的不平衡力矩。

本橋稱重后，配重方案為：在小里程距主墩中心16.19m，偏向道路中心線側(cè)0.06m處，配重400t。

2.4? 正式轉(zhuǎn)體

2.4.1? 轉(zhuǎn)體牽引力計(jì)算

根據(jù)公式

式中，

G——轉(zhuǎn)體總重量，本橋?yàn)?80000kN;

R——球鉸平面直徑，本橋?yàn)?.0m;

D——轉(zhuǎn)臺直徑，本橋?yàn)?.9m;

f——球鉸摩擦系數(shù)，f靜=0.1;f動=0.06。

將已知條件代入公式，計(jì)算得：

啟動時(shí)所需最大牽引力：T靜=2696kN。

轉(zhuǎn)動過程中所需牽引力：T動=1617kN。

本橋采用選用兩臺ZLD350型液壓千斤頂，能提供的動力為4500kN，完全滿足施工所需的動力要求。

2.4.2? 轉(zhuǎn)體時(shí)間計(jì)算

按規(guī)范所允許的最大轉(zhuǎn)體角速度0.01rad/min～0.02rad/min，且橋體懸臂端線速度宜為1.5m/min～2.0m/min。

根據(jù)換算0.02rad/min=1.15°/min。一般取1°/min。

左幅4#橋墩轉(zhuǎn)體角度較大的120°計(jì)算。

則轉(zhuǎn)體時(shí)間為t=120°/1°=120min，即理論轉(zhuǎn)體時(shí)間大約為120min?？紤]切割鋼絞線，實(shí)際時(shí)間將近150min。

2.4.3? ?轉(zhuǎn)體施工監(jiān)測

（1）撐腳監(jiān)控。拆完砂箱直至轉(zhuǎn)體前，撐腳一直保持非常平衡狀態(tài)，懸空2cm。（2）轉(zhuǎn)體線形監(jiān)控。確定轉(zhuǎn)體角度標(biāo)識與泰姆智能轉(zhuǎn)體設(shè)備顯示角度、粱面測量轉(zhuǎn)體角度是否匹配。（3）連續(xù)千斤頂加載力。轉(zhuǎn)體過程中監(jiān)控轉(zhuǎn)體連續(xù)千斤頂牽引力，設(shè)計(jì)牽引力1600kN，梁體配重平衡性好，實(shí)際轉(zhuǎn)體過程中單邊牽引力800kN左右。

2.4.4? 轉(zhuǎn)體精確調(diào)整、固結(jié)

（1）限位鋼板。轉(zhuǎn)體之前，在蓋梁位置測量放出轉(zhuǎn)體到位后對應(yīng)主橋位置，在相應(yīng)位置設(shè)置限位鋼板;（2）固結(jié)、精調(diào)。梁端轉(zhuǎn)體至設(shè)計(jì)位置1m開始精確調(diào)整，千斤頂點(diǎn)動慢慢調(diào)整到位。到位后立即固結(jié)撐腳，防止粱體位置變化。

3? 結(jié)語

橋梁在按如上施工過程中，每個(gè)工序均嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及施工規(guī)范進(jìn)行，確保工程的每個(gè)環(huán)節(jié)都能達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。最后在平衡轉(zhuǎn)體施工時(shí)，進(jìn)行非常順利，兼顧了鐵路行車的安全及施工進(jìn)度及質(zhì)量等各方面的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李銳 .橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)研究[J].工程技術(shù)，2017（4）.

[2] 韓旭華 .橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)探討[J].山西建筑，2018（21）.

[3] 籍欽國.橋梁轉(zhuǎn)體施工新技術(shù)之我見[J].城市建筑，2014（33）.

[4] 蔡進(jìn).轉(zhuǎn)體橋施工技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（4）.