T型剛構橋轉體施工的研究與應用

王秋環 胡光虎

（1、十堰市雙環公路建設有限公司，湖北 十堰 442000 2、湖北省十堰市城區公路管理局，湖北 十堰 442000）

1 工程概況

橋梁轉體施工是指將橋梁結構在非設計軸線位置制作(澆筑或拼接)成型后,通過轉體就位的一種施工方法。某地區跨京滬高速公路大橋總長926.8m，在京滬高速公路里程樁K121+500處與京滬高速公路順時針斜交102°跨越。本橋橋跨設置為東、西引橋共25跨30m先簡支后連續組合箱梁，中間主橋為170m長的T型剛構變截面連續箱梁（47.5+75+47.5m），單幅橋面總寬22m（不分左右幅），主跨75m一跨跨越京滬高速公路（預期雙向8車道）。在京滬高速公路現有交通十分繁忙的狀況下，主橋采用在高速公路外的兩側主墩分別實施懸臂轉體、在高速公路中央分隔帶上空合龍的方案。該轉體橋僅僅是在轉體和中跨合龍時，需要進行很短暫的交通限速管制，基本上不影響現有高速路交通，體現了轉體橋具有在某些特殊條件下實施空中跨越的獨特優勢。

2 與普通掛籃施工T型剛構橋的結構設計比較

轉體橋與普通掛籃施工的T型剛構橋相比，二者的樁基礎和上部變截面連續箱梁自身結構受力和施工過程的受力特點基本相同，略有不同點在于：大部分轉體橋可以從地面搭設現澆支架施工懸臂箱梁，而可以不受掛籃施工時其每節段設計長度限制和在懸臂施工期間懸臂兩頭總體不平衡重量的嚴格限制，因此，在懸臂施工階段轉體施工比掛籃施工更安全、更快速。

T型剛構橋的轉體施工與普通掛籃施工的結構設計主要不同點在承臺和墩柱下部結構。

本轉體橋主墩設計為雙排實體紡錘形，雙排實體墩之間用空中系梁連接，形成平面尺寸較大的組合主墩，墩頂設4個鋼盆式支座，以利于抵抗轉體時懸臂梁與墩頂之間產生的較大水平剪力和對墩柱的豎向扭矩。

為滿足轉體施工需要，本橋承臺分為上下兩層形成上下轉盤，上下承臺之間豎向間隙0.2m，下承臺包含一個直徑3.0m的磨心和一根中心固定軸銷，上承臺包含一個與磨心相磨合的磨蓋。下承臺面上設有直徑5.2m的四氟板圓形滑道，上承臺對稱設兩長條圓弧形支腿支在下承臺的四氟板滑道上，并在上承臺砼沿支腿方向設有水平預應力。

對轉體及其平衡穩定性的設計處理

在上下承臺之間設置球鉸，將磨心與磨蓋之間磨合順滑，加潤滑劑，測定其間的摩擦系數，確定轉動動力力偶。對上承臺施加足夠的水平對稱力偶，使整個橋體轉動。

隨著上部懸臂梁荷載的不斷增加引起結構的細微變形，磨心與磨蓋之間的密貼程度隨之不斷變化，所以磨心與磨蓋之間開始并不是標準的半圓密貼關系。另外，磨心與磨蓋之間的受壓是逐步增加的，磨心與磨蓋的砼強度必須按最不利的局部受壓強度設計。

在下承臺設滑道，在上承臺設支腿支在滑道上。本轉體橋的支腿與滑道之間是密貼設計的，不留空隙，雖然增加了轉動摩擦阻力，但是，對轉體時懸臂梁的平衡穩定和懸臂高程控制是很有利的。

3 轉體橋施工技術特點和應該注意的細節

3.1 總體施工順序：樁基礎→下承臺及轉體滑道→磨心澆注→磨蓋澆注→旋轉磨合→上承臺澆注及上下承臺之間的臨時穩固→主墩柱及兩邊輔墩→支架現澆0#塊及0#塊與墩柱之間的臨時固結→對稱支架現澆或掛籃懸澆1#~7#塊，同期支架現澆完成兩個輔墩邊跨段9#塊→轉體施工→上下承臺澆注固定并拆除0#塊與墩柱之間的臨時固結→施工兩個邊跨合龍段→中跨合龍→結束

3.2 下承臺（下轉盤）施工

承臺基坑開挖及鋼筋砼施工均為普通施工，主要不同點及必需注意的施工細節：

四氟板滑道的水平度、平整度至關重要，四氟板貼面也不能空鼓。沿轉體旋轉方向只能出現向下的負公差。

磨心砼采取的是用母線器現澆方法，安裝旋轉球面刮尺，人工抹面。成型后按照設計圖畫分層同心圓，分別測量標高，高出的部位用砂輪機打磨，各點的高差不超過0.5mm。由于自然河砂中有的大顆粒成份很堅硬，不利于以后的磨合工序，所以必須將河砂過篩清洗，剔除大顆粒砂。

在磨心的頂中心設置嚴格垂直的覬100轉動軸心鋼棒是十分必要的。

在下承臺側壁對稱預埋兩付用于固定轉體用連續千斤頂支架的鋼板；在下承臺平面預留轉體時輔助千斤頂反座力砼墩的插筋。

3.3 磨蓋澆注及磨心與磨蓋的磨合施工

注意磨心和磨蓋不是同心圓，磨蓋的半徑比磨心的略大，使磨蓋的邊緣約10cm的裙邊與磨心不密貼，此裙邊用幾層油毛氈約5mm厚隔離。

澆注磨蓋時，磨蓋與磨心之間涂抹一層厚的黃油隔離即可，不要用油毛氈隔離，以后磨合剔除時很麻煩。

磨心與磨蓋的磨合是一個細致的工藝，周邊砌水塘將磨心部分泡起來，用卷揚機拖鋼絲繩反復旋轉磨合、再把磨蓋提起來清洗，這樣反復多次操作完成。

磨合好之后，在磨心表面均勻涂抹3-5mm厚潤滑脂，將各處密封，確保磨合面不進水、不進雜物。

3.4 上承臺（上轉盤）施工

注意上承臺平面尺寸的布置角度，必須與上部懸臂箱梁相對應保持一致，但可以根據實際地形稍微調整轉體的角度。

上承臺與下承臺之間有20cm的空隙，在磨蓋之外的部分用黃沙、油毛氈鋪墊作為底模。

由于本橋的上承臺支腿與下滑道之間密貼不留空隙，所以在轉動時必須另外考慮支腿（不銹鋼板）與滑道（四氟板）之間的摩阻力。對滑道面層刷一層黃油和油毛氈防止上承臺支腿砼澆筑時漏漿與滑道粘接。

3.5 懸臂箱梁節段施工

本橋的懸臂箱梁沿高速公路兩側外順道布置，轉體角度78°。每墩共分0#~7#對稱節段，全部節段均為地面搭建鋼管支架現澆。

轉體橋與普通連續剛構相比較，要更加嚴格控制各節段箱梁的砼實際用量，確保懸臂兩頭的重量和力矩對稱、重心居中，這是關系到轉體是否可行的關鍵要素。

對于懸臂較長的箱梁，由于日照溫差引起的溫度應力原因，懸臂頂面標高存在下撓和向上恢復交替產生的現象，掛籃施工可以不考慮這一因素，而支架現澆就必然面臨新老砼界面的相對變形問題，這就要求支架和底模有足夠的剛度并密貼頂緊，以抵抗溫度應力額外產生的向下壓力，使新老砼界面不產生相對變形而產生拉應力。

4 對T構橋轉體施工的技術工作體會

從實際操作下來看，轉體橋是對高速公路交通干擾最小的橋梁跨越方案，整個施工過程除了交警幾次必要的例行執勤外，對高速路正常通行幾乎沒有任何影響，高速公路主管單位對此非常滿意。因此，在跨越交通很繁忙并有嚴格凈空限制的高速公路、鐵路、高速鐵路和某些特殊地段的市政道路，轉體橋方案對現有交通的干擾相對較小，對橋下交通安全幾乎沒有影響，在這方面比其它橋型具有很大的優勢。

本轉體橋的轉體動力系統采用2組對稱的連續千斤頂和2組對稱的輔助千斤頂，目前看是非常科學合理的施工方案，轉體過程非常平穩、連續不間斷，速度很快，降低了工程風險。

由于可以在地面搭支架現澆，沒受到掛籃施工的局限，懸臂箱梁的節段設計完全可以把現在每節段5m長，改設計為10~15m一段，這樣可以縮短總的施工工期。

本橋設計的上下承臺之間在轉體到位之后，僅僅灌注素砼，上下承臺之間沒有鋼筋連接。從地震等特殊結構受力角度看，如果能把上下承臺用預埋的精軋螺紋鋼（施加預應力）連接起來似乎更合理一些。

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