淺談跨鐵路工程大噸位轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

李慶濤

摘 要：橋梁轉(zhuǎn)體施工是指將橋梁結(jié)構(gòu)在非設(shè)計(jì)軸線(xiàn)位置制作（澆注或拼接）成形后，通過(guò)轉(zhuǎn)體就位的一種施工方法。目前由于鐵道部相關(guān)規(guī)定，跨鐵路工程必須采用轉(zhuǎn)體施工，轉(zhuǎn)體在工程領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)體;跨鐵路;工程技術(shù)

1 工程概況

武漢市某項(xiàng)目與鐵路交叉工程上跨等8條鐵路。結(jié)構(gòu)形式多樣，其最大寬度為90 m+150 m+90 m連續(xù)梁，采用轉(zhuǎn)體施工，單個(gè)轉(zhuǎn)體重3.3萬(wàn)噸。該連續(xù)箱梁上部結(jié)構(gòu)采用變高度連續(xù)箱梁，箱梁為單箱三室。箱梁頂寬42.9 m，底寬27 m，懸臂長(zhǎng)7.95 m，中支點(diǎn)梁高10 m，端支點(diǎn)梁高3.5 m。

轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)由下轉(zhuǎn)盤(pán)、球鉸、上轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)等組成。

2 轉(zhuǎn)體主要施工技術(shù)

2.1 下承臺(tái)施工

下承臺(tái)上設(shè)置轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的下球鉸、撐腳的環(huán)形滑道、助推反力座及轉(zhuǎn)體牽引反力座等。下承臺(tái)混凝土分三次澆筑。在下承臺(tái)混凝土澆筑前，將轉(zhuǎn)動(dòng)體系中的牽引系統(tǒng)的反力座、臨時(shí)鎖定裝置、限位裝置、助推裝置預(yù)埋在下承臺(tái)中?；炷恋臐仓P(guān)鍵在于混凝土的密實(shí)度、澆筑過(guò)程中下轉(zhuǎn)盤(pán)球鉸墊板應(yīng)不受擾動(dòng)、混凝土的收縮不至于對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)產(chǎn)生影響。

2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)安裝

轉(zhuǎn)體系統(tǒng)由下轉(zhuǎn)盤(pán)、上轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)等組成。下轉(zhuǎn)盤(pán)主要構(gòu)件組成包括底座及其骨架、下球鉸、中心定位銷(xiāo)軸、滑道、千斤頂反力座;上轉(zhuǎn)盤(pán)主要構(gòu)件組成包括上球鉸、撐腳;牽引系統(tǒng)主要構(gòu)件組成包括牽引反力座和牽引索。

2.2.1 下轉(zhuǎn)盤(pán)球鉸墊板安裝

下轉(zhuǎn)盤(pán)球鉸采取在第一次混凝土澆筑時(shí)預(yù)埋骨架，球鉸

調(diào)整固定后進(jìn)行第二次混凝土澆筑。下球鉸安裝順序：

槽口清理→安裝調(diào)整固定支架→下球鉸墊板安裝→初步定位→精確定位及調(diào)整→固定→綁扎鋼筋→澆筑混凝土→下球鉸安裝。

2.2.2 滑道安裝

在撐腳的下方設(shè)置滑道，滑道由定位骨架和滑道面板組成，面板及骨架采取分節(jié)段在現(xiàn)場(chǎng)拼裝成型，在面板下利用調(diào)整螺栓固定。轉(zhuǎn)體時(shí)保證撐腳可在滑道內(nèi)滑動(dòng)，保持轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)。要求整個(gè)滑道面在同一水平面上。

2.2.3 下球鉸安裝

定位架安裝采用定位鋼筋、定位型鋼和調(diào)平墊板相結(jié)合的方式。下轉(zhuǎn)盤(pán)混凝土首次澆筑時(shí)，預(yù)埋定位架定位鋼筋，定位架安裝前，先在定位架底部對(duì)應(yīng)位置設(shè)置調(diào)平墊板，定位架安裝時(shí)用吊車(chē)吊入，然后進(jìn)行精確對(duì)中并調(diào)整其頂面高程，同時(shí)安裝定位型鋼，將定位架與其定位鋼筋、定位型鋼焊接牢固。

底座安裝：將底座板吊于球鉸安裝位置上方，底座板底部與支承頂面輕微接觸，調(diào)整好底座板安裝位置后將底座板落至支承上，對(duì)底座板的中心、標(biāo)高、平整度進(jìn)行復(fù)查，保證下底板上接觸面在同一水平面。

2.2.4 上轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝

上球鉸安裝：下轉(zhuǎn)盤(pán)第三次混凝土澆筑完成后，在中心銷(xiāo)軸套管中放入黃油氟粉，將中心銷(xiāo)軸放到套管中，調(diào)整好垂直度與周邊間隙。 然后進(jìn)行下球鉸聚四氟乙烯滑動(dòng)片和上球鉸安裝。聚四氟乙烯滑動(dòng)片安裝前，先將下球鉸頂面清理干凈。根據(jù)滑動(dòng)片編號(hào)由內(nèi)而外將其安放在相應(yīng)的鑲嵌孔內(nèi)。聚四氟乙烯滑動(dòng)片安裝完成后，保證其頂面位于同一球面上，誤差滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

上轉(zhuǎn)盤(pán)撐腳安裝：上轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)撐腳，下設(shè)滑道，鋼管內(nèi)灌注微膨脹混凝土。撐腳在工廠整體制造后運(yùn)進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)，在下轉(zhuǎn)盤(pán)混凝土澆筑完成，上球鉸安裝就位時(shí)即安裝撐腳，在撐腳與滑道間之間設(shè)置石英砂作為轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)與滑道的間隙。轉(zhuǎn)體前在滑道面內(nèi)鋪裝不銹鋼板及聚四氟乙烯板。

上轉(zhuǎn)盤(pán)施工：上轉(zhuǎn)盤(pán)是轉(zhuǎn)體時(shí)的重要結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)臺(tái)是球鉸、撐腳與上轉(zhuǎn)盤(pán)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（鋼絞線(xiàn)），采用P 錨固定于上轉(zhuǎn)盤(pán)混凝土內(nèi)，牽引索作為轉(zhuǎn)體牽引的主要受力索，每根索的埋設(shè)點(diǎn)與出口點(diǎn)均對(duì)稱(chēng)于轉(zhuǎn)盤(pán)中心設(shè)置。牽引索外露部分應(yīng)圓順地纏繞在轉(zhuǎn)臺(tái)周?chē)?，互不干擾地?cái)R置于轉(zhuǎn)臺(tái)預(yù)埋鋼筋上，并做好防護(hù)措施。

2.2.5 上承臺(tái)混凝土澆筑

上承臺(tái)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后張拉三向預(yù)應(yīng)力。

2.2.6 連續(xù)梁墩身澆筑及墩梁固結(jié)

墩身施工順序：上承臺(tái)頂面混凝土鑿毛→承臺(tái)頂面調(diào)平→綁扎鋼筋→安裝模板→預(yù)埋件預(yù)埋→混凝土澆筑→拆除模板→墊石及臨時(shí)固結(jié)施工。

2.2.7 連續(xù)梁墩身澆筑及墩梁固結(jié)

轉(zhuǎn)體連續(xù)梁梁體在平行于既有鐵路兩側(cè)采用梁柱式支架+滿(mǎn)堂支架組合支架現(xiàn)澆施工，分節(jié)段現(xiàn)澆施工。

2.2.8 轉(zhuǎn)體施工

（1）轉(zhuǎn)體前，橋面附屬施工完成后，拆除影響轉(zhuǎn)體部分支架，將轉(zhuǎn)體構(gòu)件的重量全部轉(zhuǎn)移于球鉸之上。

（2）清理滑道及臨時(shí)鎖定設(shè)施：清除滑道表面由于施工產(chǎn)生的污染物，并清理滑道與撐腳間的石英砂，滑道表面清理干凈后，安設(shè)聚四氟乙烯板，盡可能減小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩阻力。解除臨時(shí)鎖定設(shè)施。

（3）牽引動(dòng)力系統(tǒng)。連續(xù)梁每個(gè)主墩轉(zhuǎn)體墩分別單獨(dú)配置兩臺(tái)連續(xù)千斤頂分別水平、對(duì)稱(chēng)布置在轉(zhuǎn)臺(tái)側(cè)作為牽引系統(tǒng)。每個(gè)轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)臺(tái)埋設(shè)有兩束索引索，各根鋼絞線(xiàn)表沿著既定索道排列纏繞后，穿過(guò)連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂。先逐根對(duì)鋼絞線(xiàn)預(yù)緊，使同一束牽引索各鋼絞線(xiàn)持力基本一致。在轉(zhuǎn)盤(pán)上標(biāo)注刻度，并在下轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)置刻度指針，用以監(jiān)控轉(zhuǎn)動(dòng)的距離。

（4）稱(chēng)、配重。轉(zhuǎn)體前先進(jìn)行梁體的不平衡稱(chēng)重試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后根據(jù)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)物不平衡力矩制定配重方案。

（5）試轉(zhuǎn)。待各項(xiàng)準(zhǔn)備和測(cè)試工作完成后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體試轉(zhuǎn)，全面檢查牽引動(dòng)力系統(tǒng)是否狀態(tài)良好。試轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)做好轉(zhuǎn)動(dòng)牽引力、動(dòng)力儲(chǔ)備系數(shù)、牽引索鋼絞線(xiàn)的安全系數(shù)、慣性制動(dòng)距離及試轉(zhuǎn)角度的測(cè)試工作。

（6）正式轉(zhuǎn)體。①測(cè)量組配合監(jiān)控單位在架設(shè)好的經(jīng)緯儀、全站儀前跟測(cè)箱梁的位移情況、懸臂前端的下?lián)献兓?。②箱梁配重端由觀測(cè)人員觀察箱梁行轉(zhuǎn)速度，滑道的變形。③由觀測(cè)人員觀察鋼絞線(xiàn)的狀態(tài)，走行速度，千斤頂反力架，保險(xiǎn)支腿的走行狀態(tài)。④配重端觀察人員觀察到轉(zhuǎn)體部分梁端中心線(xiàn)與邊墩后拼段中軸線(xiàn)端頭距離，及時(shí)匯報(bào)，以便控制系統(tǒng)的操作人員能及時(shí)掌握轉(zhuǎn)體情況，利于操作控制系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)體達(dá)到理想的設(shè)計(jì)要求。⑤在到達(dá)中心線(xiàn)位置時(shí)，停止?fàn)恳?，利用千斤頂點(diǎn)動(dòng)就位，確認(rèn)箱梁中心已到達(dá)設(shè)計(jì)位置。箱梁剎車(chē)限位。現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員撤回防護(hù)設(shè)施，開(kāi)通線(xiàn)路，要點(diǎn)結(jié)束。

（7）姿態(tài)調(diào)整。①轉(zhuǎn)體就位后，對(duì)轉(zhuǎn)體梁段全面測(cè)量檢查，計(jì)算就位軸線(xiàn)及高程偏差值。②在上轉(zhuǎn)盤(pán)與梁體間，對(duì)稱(chēng)于轉(zhuǎn)盤(pán)中心，在橋軸線(xiàn)兩側(cè)采用微調(diào)千斤頂精確調(diào)整梁體整體橫橋向的傾斜。③在上轉(zhuǎn)盤(pán)與梁體間，對(duì)稱(chēng)于轉(zhuǎn)盤(pán)中心，在墩里程線(xiàn)前后采用微調(diào)千斤頂精確調(diào)整梁體整體順橋向的傾斜，使梁體兩端與邊跨線(xiàn)澆段能較好的順接。④姿態(tài)調(diào)整時(shí)以調(diào)整梁體線(xiàn)形為主，所有觀測(cè)數(shù)據(jù)均應(yīng)考慮溫度的影響，且排除日照的影響。⑤采用千斤頂將上下轉(zhuǎn)盤(pán)抄死。并在滑道千斤頂反力座與上轉(zhuǎn)盤(pán)鋼管砼撐腳之間設(shè)雙向限位，防止梁體在外力作用下擺動(dòng)。至此精定位完成，整個(gè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體完成。

（8）轉(zhuǎn)體到位后的約束固定。①轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)精確就位后，采用鋼契塊進(jìn)行抄墊固定，并用電焊將鋼契塊同撐腿支撐底面鋼板、連同下盤(pán)環(huán)道預(yù)埋鋼板立即進(jìn)行全面焊接聯(lián)接，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行約束固定。②在每座轉(zhuǎn)體的上、下轉(zhuǎn)盤(pán)連接鋼筋進(jìn)行連接牢固，保證精確就位的結(jié)構(gòu)不致發(fā)生輕微偏移。③立即進(jìn)行封固混凝土澆筑施工，以最短的時(shí)間完成轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu)固結(jié)，使上轉(zhuǎn)盤(pán)與下轉(zhuǎn)盤(pán)連成一體。特別注意在上轉(zhuǎn)盤(pán)施工預(yù)留振搗孔，保證封固混凝土可振搗密實(shí)。

（9）合龍段施工及體系轉(zhuǎn)換。施工步驟為：形成兩個(gè)單懸臂靜定體系→邊跨合龍施工→中跨合龍施工→解除墩梁固結(jié)→完成連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著城市的發(fā)展的進(jìn)程，跨鐵路橋梁工程日益增多，將對(duì)施工工藝在安全方面的要求越來(lái)越高，以往的常規(guī)施工方法將無(wú)法滿(mǎn)足這些項(xiàng)目的要求。轉(zhuǎn)體施工將是橋梁工程施工的一大新工藝。本轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)體完成后通過(guò)線(xiàn)性調(diào)整，最后誤差控制在1.5 cm。該項(xiàng)目的實(shí)施為類(lèi)似工程的轉(zhuǎn)體提供依據(jù)。

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