橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

白燕發(fā)

摘要：橋梁轉(zhuǎn)體施工是指將橋梁結(jié)構(gòu)在非設(shè)計(jì)位置制作后，通過轉(zhuǎn)體將其旋轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)位置的一種橋梁施工技術(shù)。隨著道路立體化交通的廣泛普及，轉(zhuǎn)體施工成為一種流行的趨勢(shì)，廣泛應(yīng)用于跨度較大、安全要求較高、不具備長(zhǎng)時(shí)間中斷交通條件的繁忙公路、鐵路的區(qū)域施工。主要分為豎向轉(zhuǎn)體施工法、水平轉(zhuǎn)體施工法兩種，目前應(yīng)用較多的水平轉(zhuǎn)體施工法。橋梁轉(zhuǎn)體施工具有造價(jià)低、施工安全可靠、對(duì)既有交通影響小等特點(diǎn)。

本文主要以某跨鐵路轉(zhuǎn)體橋梁的施工進(jìn)行分析和總結(jié)，對(duì)橋梁轉(zhuǎn)體中的平轉(zhuǎn)法的主要施工技術(shù)進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：橋梁轉(zhuǎn)體 ;體系轉(zhuǎn)換

1. 工程概況

本工程上跨京包鐵路處采用轉(zhuǎn)體設(shè)計(jì)方案，跨越處為鐵路干線。雙線電氣化鐵路、直線段、半堤半塹地段，橋梁與鐵路交叉點(diǎn)鐵路樁號(hào)為TK239+440，鐵路與設(shè)計(jì)線夾角81.445o。上跨鐵路部分主橋采用2個(gè)55m整幅轉(zhuǎn)體T型節(jié)構(gòu)，截面采用單箱三室斜腹板。

球鉸主要包括以下5大部分：①定位骨架②球鉸下轉(zhuǎn)盤③中心銷軸④球鉸上轉(zhuǎn)盤⑤上下盤之間的四氟乙烯滑動(dòng)片。球鉸下轉(zhuǎn)盤作為轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，當(dāng)轉(zhuǎn)體施工完成后球鉸與球鉸上轉(zhuǎn)盤結(jié)合后，共同組成球鉸基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

球鉸的制作和安裝精度要求極高，選擇有資質(zhì)、有經(jīng)驗(yàn)的廠家來制作本橋球鉸，以滿足設(shè)計(jì)要求的球鉸加工精度。

2. 施工方案

轉(zhuǎn)體橋一般施工步驟在此不再贅敘，僅對(duì)轉(zhuǎn)體施工相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行描述。承臺(tái)施工時(shí)需預(yù)埋轉(zhuǎn)鉸定位預(yù)埋件和滑到預(yù)埋件。

轉(zhuǎn)體施工工藝流程如下：

辦理要點(diǎn)施工手續(xù)→橋面附屬施工及梁端部清理→拆除上轉(zhuǎn)盤支架→清理滑道→清理撐腳石英砂、鋪設(shè)四氟乙烯滑塊→轉(zhuǎn)體前稱重、配重→轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)設(shè)備安裝調(diào)試→根據(jù)鐵路局批準(zhǔn)的施工計(jì)劃進(jìn)行試轉(zhuǎn)→根據(jù)鐵路局批準(zhǔn)的施工計(jì)劃進(jìn)行橋梁轉(zhuǎn)體。

2.1轉(zhuǎn)體系統(tǒng)施工

轉(zhuǎn)體支撐系統(tǒng)主要由上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤組成，是平轉(zhuǎn)法的重要組成部分。轉(zhuǎn)體支撐系統(tǒng)的上轉(zhuǎn)盤包括上球鉸、上球鉸骨架和撐腳，其作用主要為支撐轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu);下轉(zhuǎn)盤包括下球鉸、下球鉸骨架、下滑道、下滑道骨架、中心定位軸、千斤頂反力座等結(jié)構(gòu)組成，其作用主要是聯(lián)結(jié)基礎(chǔ)。通過上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤之間的相互運(yùn)動(dòng)，達(dá)到轉(zhuǎn)體的目的。轉(zhuǎn)動(dòng)支撐體系需要考慮轉(zhuǎn)體、承重、平衡等多方面因素的綜合影響。

（1）下轉(zhuǎn)盤施工

為了保證施工質(zhì)量下轉(zhuǎn)盤的施工主要分四次完成：

1）承臺(tái)鋼筋按圖紙安裝完畢后進(jìn)行第一層基礎(chǔ)混凝土澆筑（2.76m至球鉸骨架底）。混凝土澆筑前需要提前預(yù)埋頂面滑道和下球鉸骨架角鋼;

2）第一層基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)完成，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后可進(jìn)行下球鉸骨架安裝。球鉸骨架采用成品直接運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工，球鉸骨架精度要求很高，需要精確進(jìn)行水平及高程定位后準(zhǔn)確吊裝入位。經(jīng)驗(yàn)收定位準(zhǔn)確無誤后澆筑第二層混凝土（0.54m至滑道骨架底）。

3）第二層混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后安裝滑道骨架，骨架安裝完成后進(jìn)行預(yù)留槽鋼筋和模板安裝，具備澆筑條件后進(jìn)行第三層混凝土澆注（0.7m厚）;

4）待轉(zhuǎn)體完成后，進(jìn)行第四層混凝土上下轉(zhuǎn)盤封固澆筑（1.0m厚）。

（2）球鉸安裝施工

1）下球鉸安裝施工

使用吊車將下球鉸安裝在已經(jīng)牢固定位的滑道骨架上并對(duì)下球鉸進(jìn)行水平位置和中線的調(diào)整，誤差須滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

2）上球鉸安裝施工

①提前在加工廠內(nèi)對(duì)四氟乙烯滑塊安裝、調(diào)試并做好標(biāo)識(shí)，以便后續(xù)安裝時(shí)準(zhǔn)確對(duì)位。對(duì)下球鉸表面和安裝孔進(jìn)行清潔后將四氟乙烯滑塊安裝在以及固定好的下球鉸上。

②在安裝好四氟乙烯滑塊的下球鉸表面均勻涂抹一層黃油，黃油務(wù)必充滿四氟滑塊之間的空隙，黃油的作用是充當(dāng)潤(rùn)滑油減小摩擦阻力，黃油需略高于四氟乙烯滑塊。

③黃油填充施工完成后進(jìn)行吊裝上球鉸施工。吊裝定位需精準(zhǔn)。確保上盤中心對(duì)準(zhǔn)定位軸后緩慢、輕落至下球鉸上。

④球鉸安裝施工完成后，將上下球鉸用膠帶纏繞并包裹嚴(yán)密，確保沒有雜質(zhì)進(jìn)到摩擦面內(nèi)。

3）撐腳安裝

本橋設(shè)計(jì)上轉(zhuǎn)盤設(shè)置撐腳，均為鋼筒，鋼管內(nèi)灌注微膨脹混凝土，位于上下承臺(tái)間環(huán)形滑道正上方，并與滑道保持距離。撐腳安裝時(shí)，轉(zhuǎn)體前在滑道面內(nèi)鋪裝四氟乙烯滑板，以減小滑動(dòng)摩阻力。

4）上轉(zhuǎn)盤安裝

撐腳安裝完成后進(jìn)行搭設(shè)上轉(zhuǎn)盤現(xiàn)澆支架，安裝底模板綁扎鋼筋后安放牽引索及預(yù)應(yīng)力束，轉(zhuǎn)體內(nèi)預(yù)埋轉(zhuǎn)體牽引索15-19，埋入上轉(zhuǎn)盤內(nèi)長(zhǎng)度大于4米，每束采用并排布置，作為轉(zhuǎn)體牽引束。安裝側(cè)模板后澆筑上轉(zhuǎn)盤混凝土。經(jīng)過同條件石塊檢測(cè)確定混凝土滿足設(shè)計(jì)要求后方可拆除支架和模板，張拉上轉(zhuǎn)盤預(yù)應(yīng)力束。解除臨時(shí)轉(zhuǎn)角、上下轉(zhuǎn)盤臨時(shí)鎖定并將上轉(zhuǎn)盤與承臺(tái)進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)，完成球鉸安裝施工。

（3）臨時(shí)固結(jié)

轉(zhuǎn)體前將上轉(zhuǎn)盤與承臺(tái)進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)，轉(zhuǎn)體完成后澆筑混凝土將上轉(zhuǎn)盤與承臺(tái)進(jìn)行永久固結(jié)。臨時(shí)固結(jié)采用930MPaJL32螺紋鋼筋312根，承臺(tái)施工時(shí)采用工20工字鋼將其固定預(yù)埋在承臺(tái)中。臨時(shí)固結(jié)精軋螺紋鋼每根的錨下應(yīng)力為930MPa，每延米的張拉伸長(zhǎng)量為0.23cm，張拉時(shí)需要同時(shí)滿足張拉力和伸長(zhǎng)量?jī)蓚€(gè)參數(shù)，實(shí)測(cè)張拉伸長(zhǎng)量與理論張拉伸長(zhǎng)量之間的誤差不大于±6%。精軋螺紋粗鋼筋張拉后不進(jìn)行灌漿，轉(zhuǎn)體前對(duì)其進(jìn)行退錨，然后沿下轉(zhuǎn)盤進(jìn)行切割拆除，要求墩身兩側(cè)對(duì)稱且同時(shí)拆除。

2.2轉(zhuǎn)體前準(zhǔn)備

（1）辦理鐵路要點(diǎn)相關(guān)手續(xù)

認(rèn)真貫徹落實(shí)營(yíng)業(yè)線施工許可證制度，按規(guī)定取得營(yíng)業(yè)線施工許可證后，方可在營(yíng)業(yè)線上施工。

轉(zhuǎn)體施工方案、安全保證措施必須報(bào)請(qǐng)有關(guān)部門逐級(jí)審核和審查，并逐級(jí)簽認(rèn)最后經(jīng)業(yè)主批準(zhǔn)后方可進(jìn)行。

（2）技術(shù)準(zhǔn)備

提前制定專項(xiàng)施工方案同產(chǎn)權(quán)單位及交通管理主管部門聯(lián)系，措施及方案征求其同意，報(bào)主管部門審批，施工過程中嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定做好防護(hù)，并制定專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案。

（3）轉(zhuǎn)體的氣候條件要求

專人負(fù)責(zé)查看天氣情況，避開惡劣天氣并整理氣象資料，做好天氣預(yù)測(cè)，并在梁面安裝風(fēng)力測(cè)速儀，轉(zhuǎn)體前風(fēng)力超過5級(jí)時(shí)暫停轉(zhuǎn)體施工。

（4）設(shè)備測(cè)試

1）橋梁轉(zhuǎn)體施工使用的液壓泵站、千斤頂及電機(jī)等設(shè)備均需采用經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)標(biāo)定和測(cè)試合格并進(jìn)行標(biāo)定，經(jīng)空載聯(lián)試沒有問題后再投入使用。

（2）將主牽引系統(tǒng)安裝就位，主要包括控制臺(tái)、液壓泵站和連續(xù)千斤頂。全面檢查各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)及體系，確保狀態(tài)良好。

（3）各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完成后由專門的測(cè)量人員對(duì)各項(xiàng)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行收集記錄，并對(duì)轉(zhuǎn)體施工進(jìn)行全方面的監(jiān)測(cè)。

（4）平衡稱重作業(yè)

稱重作業(yè)由具有資質(zhì)的第三方科研單位完成，該單位資質(zhì)要提前通過業(yè)主審查通過。橋梁平轉(zhuǎn)法施工需要在轉(zhuǎn)體前對(duì)轉(zhuǎn)體T構(gòu)進(jìn)行平衡稱重試驗(yàn)并根據(jù)稱重結(jié)果計(jì)算轉(zhuǎn)體T構(gòu)的實(shí)際重心位置。如果實(shí)際重心與設(shè)計(jì)重心之間的偏差過大，就需要通過沙袋進(jìn)行配重來對(duì)T構(gòu)實(shí)際重心進(jìn)行調(diào)整。在實(shí)際施工中通過稱重和配重使實(shí)際重心偏離理論重心5-15厘米，配重后使轉(zhuǎn)體橋前進(jìn)端有一微小翹起。稱重后，第三方出具稱重結(jié)果及配重的重量與位置，根據(jù)稱重試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行梁體配重。梁體配重采用材料為沙袋、成捆、成盤的鋼筋等。

2.3試轉(zhuǎn)

清理完鋼絞線牽引索各根鋼絞線表面的銹跡、油污后，將鋼絞線用千斤頂?shù)膴A緊裝置夾緊。操作控制臺(tái)對(duì)鋼絞線進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力由10KN逐漸降至5KN后用牽引千斤頂對(duì)該束鋼絞線整體預(yù)緊。

試轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)做好以下重要數(shù)據(jù)的測(cè)試工作。

（1）檢驗(yàn)每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的角度及懸臂端所轉(zhuǎn)動(dòng)的水平弧線距離是否滿足轉(zhuǎn)體時(shí)間要求。

（2）控制采取點(diǎn)動(dòng)方式操作，測(cè)量組應(yīng)測(cè)量每點(diǎn)動(dòng)一次懸臂端所轉(zhuǎn)動(dòng)水平弧線距離的數(shù)據(jù)，以供轉(zhuǎn)體初步到位后，進(jìn)行精確定位提供操作依據(jù)。

（3）慣性位移值：停止?fàn)恳罅后w慣性移動(dòng)數(shù)據(jù)。

（4）啟動(dòng)時(shí)油壓：實(shí)際啟動(dòng)拉力后，相應(yīng)高壓電源泵壓力值。

（5）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)油壓：實(shí)際持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相應(yīng)高壓電源泵壓力值。

試轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)是否平衡穩(wěn)定，有無故障，關(guān)鍵受力部位是否產(chǎn)生裂紋。如有異常情況，則應(yīng)停止試轉(zhuǎn)，查明原因并采取相應(yīng)措施整改后方可繼續(xù)試轉(zhuǎn)。試轉(zhuǎn)各項(xiàng)參數(shù)是轉(zhuǎn)體控制的依據(jù)。根據(jù)各項(xiàng)參數(shù)得出的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，與理論值比較，如有偏差進(jìn)行調(diào)整。

試轉(zhuǎn)完成后，在每個(gè)撐腳與滑道鋼板之間采用鐵楔楔緊、固定。

控制千斤頂進(jìn)行試轉(zhuǎn)，若不能轉(zhuǎn)動(dòng)則啟用輔助頂推千斤頂進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。若啟用輔助頂推千斤頂后還不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則應(yīng)停止試轉(zhuǎn)分析原因并進(jìn)行改進(jìn)。

試轉(zhuǎn)結(jié)束后根據(jù)得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，修正轉(zhuǎn)體施工實(shí)施方案，經(jīng)批準(zhǔn)后可進(jìn)行正式轉(zhuǎn)體。

2.4正式轉(zhuǎn)體

（1）轉(zhuǎn)體實(shí)施

1）正式開始轉(zhuǎn)體施工，先將助推千斤頂加載到預(yù)定噸位后啟動(dòng)主千斤頂，保持主千斤頂正常運(yùn)行。

2）轉(zhuǎn)體施工過程中，需要控制兩個(gè)千斤頂一直保持大小相等、方向相反，這樣做不會(huì)產(chǎn)生傾覆力矩，大大降低了傾覆的可能性。

3）轉(zhuǎn)體施工過程中各崗位人員各司其職，操作人員需要注意觀察各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況。如有異常必須立即暫停轉(zhuǎn)體施工，待問題解決后才能重新進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工。

4）提前設(shè)置轉(zhuǎn)體限位裝置并在轉(zhuǎn)盤上做好標(biāo)示。安排現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員專門負(fù)責(zé)對(duì)轉(zhuǎn)盤的標(biāo)示進(jìn)行觀測(cè)，確保不發(fā)生超轉(zhuǎn)。

5）現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員進(jìn)行中線及高程的控制，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)接近設(shè)計(jì)位置時(shí)停止自動(dòng)牽引操作，采用手動(dòng)控制以防止結(jié)構(gòu)超轉(zhuǎn)。

6）每次手動(dòng)控制后測(cè)量人員均需對(duì)軸線走行現(xiàn)狀進(jìn)行測(cè)量，直至轉(zhuǎn)體橋結(jié)構(gòu)精確就位。預(yù)埋限位型鋼加橡膠緩沖墊，如若發(fā)生超轉(zhuǎn)情況，則利用反力架將轉(zhuǎn)體橋反向頂推就位。

（2）轉(zhuǎn)體監(jiān)測(cè)

轉(zhuǎn)體監(jiān)測(cè)需要監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)體橋關(guān)鍵部位的應(yīng)力應(yīng)變以保障轉(zhuǎn)體施工的安全。同時(shí)還可以通過橋梁的受力狀態(tài)優(yōu)化施工工藝。

轉(zhuǎn)體監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目包括以下幾個(gè)方面：

1）拆除上下轉(zhuǎn)盤臨時(shí)固結(jié)前后箱梁兩端高程變化情況;

2）清理撐腳石英砂轉(zhuǎn)體體系轉(zhuǎn)換前后箱梁兩端高程變化情況;

3）轉(zhuǎn)體試轉(zhuǎn)過程中箱梁兩端高程變化情況;

4）轉(zhuǎn)體正式轉(zhuǎn)體過程中箱梁兩端高程變化情況;。

（3）就位后固結(jié)

轉(zhuǎn)體精確就位后，利用千斤頂進(jìn)行梁體姿態(tài)調(diào)整，調(diào)至設(shè)計(jì)位置后，立即進(jìn)行上下轉(zhuǎn)盤封固施工完成轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)固結(jié)。鑿毛、清洗底盤上表面，對(duì)預(yù)留的鋼筋接頭進(jìn)行焊接處理，經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)合格后直立模板澆注封固混凝土，使轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤連成一體。同時(shí)在與上轉(zhuǎn)盤接口處預(yù)埋壓漿管，待封固混凝土凝固后用灌漿法填補(bǔ)因混凝土收縮留下的空隙，保證上、下盤間混凝土密實(shí)。

3. 施工安全管理措施

（1）對(duì)所有參加頂進(jìn)施工的人員進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)交底，明確崗位職責(zé)，使所有人清楚自己的任務(wù)。

（2）施工中應(yīng)重視施工監(jiān)測(cè)和控制。

（3）橋上各個(gè)鋼構(gòu)件成橋后均進(jìn)行多點(diǎn)的可靠接地。

（4）進(jìn)行跨越鐵路轉(zhuǎn)體作業(yè)時(shí)，必須中斷鐵路運(yùn)營(yíng)的應(yīng)按規(guī)定辦理。

（5）橋梁跨越鐵路及公路孔徑范圍施工時(shí)，應(yīng)做好相關(guān)的施工防護(hù)，并采取有效措施防止施工中物件墜落。

4. 施工質(zhì)量控制措施

（1）鋼球鉸的制作及安裝精度要求極高，其制造精度控制如下：

（2）技術(shù)措施

1）正式實(shí)施轉(zhuǎn)體前，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行空載調(diào)試。調(diào)試的主要內(nèi)容包括系統(tǒng)油路、電路的連接等，確保設(shè)備各項(xiàng)功能性能完好、可靠。

2）轉(zhuǎn)體牽引力索選用低松弛高強(qiáng)度鋼絞線。

3）輔助千斤頂?shù)姆醋饔米显O(shè)有防止過度轉(zhuǎn)動(dòng)的限位裝置。

5. 結(jié)語

橋梁轉(zhuǎn)體施工廣泛適用于跨河跨公鐵立交等情況，尤其適用于跨越深谷等不具備支架現(xiàn)澆條件的特殊橋位，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，是一種有效的橋梁施工方案。隨著社會(huì)發(fā)展，橋梁施工安全性、便捷性、實(shí)用性的要求越來越高，橋梁轉(zhuǎn)體施工作為一種較新的橋梁施工工藝，技術(shù)不斷突破日益成熟，帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范，JTG/T3650-2020。