轉體施工工藝在宿淮上跨京滬鐵路中的應用

郭玉坤 上海鐵路局建設管理處

1 工程概述

宿淮鐵路疏解線跨京滬鐵路特大橋位于宿州市符離集鎮附近，與京滬上下行線相交，線路中心與既有京滬鐵路斜交45°，T構梁底距軌道面8.5m。跨越京滬鐵路為（56m+56m）T形剛構梁，采用平面轉體施工技術，其中2×45m梁體連同矩形實體墩沿鐵路方向在支架上現澆，T構通過連續千斤頂牽引裝置逆時針轉向 45°到設計位置后進行永久固結，轉體重量約為2789.57t，其余兩邊墩處搭支架原位現澆11.6m邊跨現澆合龍段（T構橋梁與京滬鐵路的位置關系見圖1）。

圖1 T構梁與京滬鐵路相交平面布置

2 轉體工藝流程（見圖2）

圖2 宿淮上跨京滬鐵路T構梁轉體工藝流程

3 轉動系統構造及設備安裝

3.1 轉動系統構造

轉動系統是本橋實施轉體施工的關鍵部位，由轉體下盤、轉體球鉸、上轉盤、轉動牽引系統組成（轉體系統構造見圖3）。

轉體下盤，為固定結構，設置轉動系統的下球鉸、保險撐腳、環形滑道及轉體拽拉千斤頂牽引反力座等；轉體上盤，為轉動結構。上下承臺間為轉體的轉動系統，是轉體的技術核心，由球鉸和轉臺組成，球鉸由上下球鉸、球鉸間四氟乙烯板、固定上下球鉸的鋼銷、下球鉸鋼骨架組成；轉臺是球鉸、撐腳與上下轉盤相連接的部分，轉臺內預埋轉體牽引索。

圖3 轉動系統構造

3.2 轉動設備安裝

3.2.1 球鉸安裝工藝

(1)球鉸制作

球鉸是轉體結構的核心部分，球鉸加工質量的控制是轉動系統成敗的關鍵，球鉸制作精度應符合表1要求。

(2)下球鉸骨架安裝

下球鉸安裝精度要求高，須在轉體下盤施工過程中預埋其定位骨架，通過調整螺栓栓桿的高低來精確調整下球鉸平面的標高。

表1 球鉸加工精度

(3)下球鉸安裝

下球鉸骨架固定牢固后進行下球鉸安裝，吊裝下球鉸使其放在骨架上，對其進行對中和調平（下球鉸安裝見圖4）。

下球鉸安裝完成后進行下球鉸盤下凝土澆筑，注意避免澆筑過程碰撞球鉸骨架。由于下球鉸水平轉盤面積比較大，盤下結構復雜，下轉盤混凝土的密實性是轉盤安裝成敗的關鍵，為此，在下轉盤上提前預留混凝土振搗孔，隔一定距離設置排氣孔和壓漿孔，從下轉盤鍋底向上依次進行混凝土澆筑并振搗密實。

圖4 下球鉸安裝圖

(4)聚四氟乙烯滑動片安裝

聚四氟乙烯滑動片在工廠內進行制作，在工廠內安裝調試好后編好號碼，現場對號入座，安裝前需注意清理球鉸表面及鑲嵌孔內雜物。

(5)轉體上球鉸安裝

對上球鉸底面及下球鉸面進行除銹清理，安放限位銷軸至下球鉸鋼套中，務必保證限位銷軸中心與下球鉸中心重合，在凸球面上均勻涂抹一層黃油四氟乙烯粉。將上球鉸吊起，上球鉸對準中心銷軸輕落至下球鉸上，用拉鏈葫蘆微調上球鉸位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙一致。上球鉸安裝結束后，進行球鉸試轉，使球鉸內四氟粉黃油均勻布于球鉸上下盤之間，同時使上下球鉸同心，保證下球鉸均勻受力。

3.2.2 牽引助推系統安裝

牽引系統主要由動力系統、牽引反力座和預埋牽引鋼束組成，設置在下轉盤上。本橋32#墩承臺對稱設置兩個牽引反力座，助推系統和微調系統設置八組共用的反力座，以平衡轉體啟動時較大的啟動力矩和進行轉體結構的軸線微調。

3.2.3 撐腳及滑道安裝

撐腳需由具有資質的廠家加工制作，一般由直徑600 mm鋼管及鋼板焊接而成，鋼管壁厚24 mm，在上轉盤轉臺周圍等分圓周布置六對。鋼板滑道為支撐撐腳的結構，鋼板寬度110 cm，厚度24 mm。由于箱梁T構的前后左右重量相對于鋼軸很難保證平衡，箱梁轉體的穩定就由撐腳及環形滑道來控制，環道的平整度將直接影響頂推力和梁體標高的變化。

4 轉體準備與實施轉體

4.1 轉體準備

轉體準備包括滑道清理、支架落架、臨時錨固、箱梁不平衡力測試及配重、設備測試、線路封鎖要點、氣候條件收集、設置輔助頂推裝置和防超裝置、試轉等方面，正式轉體前應按施工方案進行全方位檢查和調試。

4.2 轉體實施

(1)分析采集試轉各項數據，整理出控制轉體的詳細數據。(2)轉體準備全部就緒并滿足轉體要求，各崗位人員到位，啟動動力系統設備，并使其在"自動"狀態下運行。

(3)設備運行過程中，密切觀察和監控動力系統設備的運行情況及橋面轉體情況，實時向指揮長匯報轉體參數，及時掌握轉體情況，使轉體達到理想的設計要求。

(4)轉體結構接近設計位置時，系統"暫停"，先借助慣性運行結束后，動力系統由"手動"狀態下改為點動操作。每點動操作一次，測量人員測報軸線走行現狀數據一次，反復循環，直至結構軸線精確就位。

(5)轉體結構精確就位后，即對結構進行約束固定，進行封盤混凝土澆筑施工，以最短的時間完成轉盤結構固結，使轉盤與下轉盤連成一體。

5 轉體施工中出現特殊情況的處理

(1)轉體施工中出現T構兩端不平衡超出設定范圍。在轉體過程中，如果發現T構不平衡值超過范圍，可根據監控量測結果，經理論推算后，采取現場加沙袋配重法調整T構兩端的重量，使實際重心與理論重心控制在設定范圍內。

(2)不能正常起動。正常情況下兩側千斤頂可以滿足轉體正常起動，若由于其他因素影響而導致不能正常起動，可借助助推系統千斤頂均勻加力，使結構轉動。但當牽引系統和助推系統千斤頂均加載時，轉動體仍然不轉動，此時應檢查撐角與環道接觸處是否有雜物將其卡住，環道在此處是否形成上坡，此時可利用ZLD千斤頂前、后頂同時起動、手動增加牽引力使轉動體轉動。

(3)中途停下后的再次起動。由于特殊情況不得不在中途停止，然后再次重新起動時，為預防助推系統難以找到反力位置，必要時，可將鋼軌插入環道兩側沿徑向預留坑洞，用槽鋼作反力橫梁進行二次起動。

(4)牽引系統設備發生故障。現場備用一套設備，在轉體過程中，由于特殊情況發生故障，維修人員要立即對設備進行維修，若短時間內不能修復，要立即通知指揮長實施設備更換。

(5)機械設備故障。由液壓、機械、控制方面的專家及經驗豐富的技術人員組成設備組，現場配備足夠的設備備件，在轉體過程中，緊急情況下隨時啟動應急程序。

(6)結構應力應變異常。如監測到結構應力、應變發生異常，立即檢查異常部位的構件是否存在材質、制作及安裝質量、設計缺陷，同時確認監測結構是否可靠，找出原因后，采取相應的補救措施。

(7)突然停電。為防止動力線路出現故障造成突然停電，應在轉體橋附近備用一臺120 kW的柴油發電機，為轉體橋施工提供充足的電力保障。

6 結束語

轉體結構作為T構梁主要承重結構和旋轉結構，確保轉體結構質量是轉體施工成敗的關鍵，本文結合新建宿淮鐵路上跨京滬鐵路T構轉體施工，系統梳理了轉體施工工藝流程、轉體結構原理和設備安裝工藝，對施工過程中的易發問題和控制措施進行了闡述，為同類橋梁轉體施工的安全質量控制提供借鑒。