橋梁平轉體系構成及安裝關鍵技術

陳春華

(中鐵十二局集團 第三工程有限公司，太原 030024)

1 工程概述

橋梁轉體施工是指將橋梁主體結構在非設計軸線位置施工成形后，利用合理的轉動體系旋轉就位的一種施工方法。其最大特點是可以將在障礙物上空的全部或部分作業轉化為無干擾區域作業，具有施工需要的設備少、操作簡便等優點。根據橋梁結構的轉動方向，可分為豎向、水平轉體 (簡稱豎轉和平轉)以及平轉與豎轉相結合三種方法。

新建鐵路滹沱河特大橋跨京廣線主橋為(80+128+80)m連續梁，設計采用水平轉體施工工藝，即先平行京廣線方向完成連續箱梁2個T構現澆施工，再分別平轉18°和25°到設計橋位后合龍。單個轉體質量達12 000 t。

2 平轉系統構成

橋梁的水平轉體系統主要由下轉盤、球鉸、上轉盤和驅動系統組成。其中，下轉盤包括下球鉸、環形滑道和中心定位軸;上轉盤包括上球鉸、撐腳和軸套;驅動系統包括牽引系統和助推系統兩部分。橋梁平轉系統構成布置見圖1。

圖1 橋梁平轉系統構成

3 球鉸結構

球鉸是轉動體系核心部件，由鋼骨架、上盤、下盤、定位軸、軸套以及兩球面間聚四氟乙烯滑塊組成，詳細結構見圖2。球鉸球面板采用鋼板冷壓成型。兩球面板間設有壓縮強度高、摩擦系數低、蠕變小的聚四氟乙烯復合的夾層滑塊。

圖2 球鉸結構

4 平轉體系的安裝施工

4.1 下球鉸的安裝

澆筑下承臺第一次混凝土時預埋鋼板和定位角鋼。待混凝土達到一定強度后，先用吊車將下球鉸骨架吊入放穩，再利用預埋角鋼和調節螺栓人工粗調，見圖3。

圖3 下球鉸安裝定位

下球鉸精調采用4臺5 t油壓千斤頂調整高程，用精度達0.01 mm的數字水準儀控制測量。調整工藝采取“邊測邊調，先松后緊，對角抄平，步步緊跟，重復循環，直到合格”的原則和方法。

4.2 滑道的安裝

滑道安裝分為滑道鋼骨架安裝和滑道鋼板安裝，安裝方法與下球鉸的安裝類似。滑道的安裝見圖4。

圖4 滑道安裝定位

4.3 下轉盤混凝土施工

為了加快施工進度，確保下球鉸及滑道下混凝土密實，對混凝土澆筑進行優化和革新，采取了“自內向外，分層澆筑，一次成型”混凝土施工工藝。

4.4 定位軸和聚四氟乙烯滑塊安裝

下球鉸混凝土澆筑完成后，先將轉動中心軸φ270 mm的鋼棒放入下轉盤預埋套管中，再進行下球鉸聚四氟乙烯滑動片和上球鉸安裝。每個球鉸布置847塊直徑6 cm的聚四氟乙烯滑動片，其設計抗壓強度為200 MPa。定位軸安裝見圖5。

圖5 定位銷軸安裝

4.5 安裝上球鉸及試轉

先將上球鉸的兩段銷軸套管接牢固，然后吊起上球鉸，在凸球面上涂抹一層聚四氟乙烯粉，再將上球鉸對準中心銷軸輕落至下球鉸上，用倒鏈微調上球鉸位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙一致。

采用人工力桿的原理對上盤進行試轉，一方面靠上盤的自重將其與滑塊頂面充分密貼，另一方面可以粗略測試上下盤之間的動摩擦系數大小，為正式轉體施工提供參考數據。

4.6 撐腳的安裝

上轉盤共設有6組撐腳，鋼管內灌注C50微膨脹混凝土。撐腳與下滑道的間隙為20 mm。轉體前在滑道面內鋪裝3 mm厚不銹鋼板。

4.7 上轉盤施工

上轉盤是一個受力復雜的三向預應力結構。長14 m，寬11 m，厚2 m，轉臺直徑 φ10.4 m，高度0.8 m。轉臺是球鉸、撐腳與上轉盤相連接的部分，又是轉體牽引索直接施加的部位。轉臺內預埋牽引索固定端采用P型錨具，每根索埋入轉臺的長度應＞3.0 m。牽引索外露部分應圓順地纏繞在轉臺周圍，互不干擾地擱置于預埋鋼筋上，并做好保護措施。

上轉盤混凝土澆筑無特殊要求，在其達到設計強度后，對整個轉體系統支承體系進行轉換，使上轉盤支承于球鉸上。施加轉動力矩，使轉臺沿球鉸中心軸試轉，檢查球鉸的運轉是否正常，測定其摩擦系數，為轉體施工提供依據。

4.8 施工精度的控制

1)球鉸高程控制:下球鉸周邊高程處于同一水平面內，誤差 ≤0.5 mm，中心套管軸線為一鉛直線。

2)滑道偏差控制:下滑道整體高程誤差≤1.0 mm，相鄰鋼板高差≤0.2 mm。

3)測控設備:S3級水準儀。

5 結語

新建鐵路滹沱河特大橋跨京廣鐵路(80+128+80)m連續梁是目前世界上采用轉體法施工的最大跨度的連續梁。其兩個轉體T構，分別用時25 min和28 min，在一個“天窗”時間內圓滿實現對接，確保了既有線運營的安全。項目實施過程中，通過對轉動體系的施工技術系統研究，提出了球鉸的安裝定位和混凝土的澆筑新工藝，為以后同類橋梁的施工提供了借鑒。

［1］張連燕.橋梁轉體施工［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］桂業昆，邱式中.橋梁施工專項技術手冊［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［3］余常俊，劉建明，張翔，等.連續梁轉體后中跨合龍段支架設計與施工［J］.鐵道建筑，2010(5):16-18.