連續梁轉體結構施工工藝

薛建

連續梁轉體結構施工工藝

薛建

摘 要：轉體球鉸安裝是轉體梁施工的基礎工作，也是轉體梁的核心。結合蘭州—中川機場線跨鐵路連續梁轉體工程，分別介紹下承臺、上承臺施工工藝流程及施工方法，并嚴格按照計算要求和設計規范執行，以期為同類橋梁轉體施工提供借鑒。

關鍵詞：連續梁；轉體結構；施工技術；球鉸安裝

1 工程概況

本工程位于蘭州—中川機場線H K21+497．9—HK21+561．91段周家莊立交特大橋處，上承臺采用（40+64+40）m單線預應力混凝土連續梁，下承臺結構圓端形橋墩、鉆孔樁基礎。該線與既有蘭武線夾角30°，連續梁采用墩底轉體施工。轉體結構由鋼球鉸及其撐腳、上轉盤、下轉盤、轉體牽引系統、助推系統、軸線微調系統、頂梁系統和臨時輔助平衡系統（撐腳底加塞的楔形鋼板）組成。

2 施工環境

連續梁主墩為12#、13#墩，12#墩中心距既有蘭新線上行線線路中心15．6m，13#墩中心距下行線線路中心12．9m。該連續梁64m主跨跨越既有蘭新線，12#、13#墩分別位于蘭新線兩側，與既有蘭新線位置關系見圖1—圖2。

3 下承臺施工方法

3.1 下承臺施工工藝流程

施工工藝流程為：測量放線→安裝鋼筋及模板→安裝預埋鋼筋→第一次混凝土澆筑→第二次測量放線→安裝支架及下球鉸→安裝滑道→澆筑第二次混凝土。

圖1 連續梁轉體之前與既有蘭新線相對關系示意圖

圖2 連續梁轉體之后與既有蘭新線相對關系示意圖

3.2 施工方法

3.2.1 測量放線

（1）測量放樣的準則。為保證轉體結構的中心位置及轉體角度的準確性，轉體結構施工的所有測量放樣均采取以下措施：測量放樣過程中所使用的坐標，必須是經過3人以上復核計算所得；放樣過程中，必須經由2～3人換手測量；下球鉸安裝完成后，在澆筑混凝土之前，邀請三方檢測單位進行復核球鉸中心位置以及標高的準確度。

（2）第一次測量放線。待承臺墊層施工完成后，根據設計要求施工放樣，準確定位承臺四角位置；準確定位出承臺中心點，然后從承臺中心點支立一根鋼筋，并涂紅色標記。

3.2.2 鋼筋安裝

（1）根據設計要求安裝承臺底面及側立面鋼筋（見圖3）。

（2）分別預埋牽引反力支座鋼筋、助推反力支座鋼筋、上下轉盤臨時固結的精軋螺紋鋼，根據設計要求上述預埋鋼筋各埋入承臺頂面1．2m、1．1m、1．5m。助推反力支座鋼筋安裝時，以承臺中心豎立的鋼筋為圓心，分別以1．65m、3．15m為半徑安裝鋼筋；牽引反力支座鋼筋按設計位置結合現場實際情況進行安裝，要求有足夠的張拉牽引位置。上下轉盤臨時固結鋼筋安裝時，以承臺中心為圓心，以2．9m為半徑布置。

3.2.3 混凝土澆筑

（1）第一次混凝土澆筑。頂面標高的確定：

下球鉸安裝完成后的頂面標高要求高于承臺頂面2cm，結合球鉸結構尺寸計算第一次澆筑混凝土高度（見圖4）；

球鉸各結構尺寸如下：

A=定位支架+球鉸+調平螺栓=0．95m；B=下承臺高度=2．50m；

C=球鉸高出承臺頂面尺寸=0．02m；D=定位支架調平支墊高度=0．02m；

根據以上尺寸計算得出第一次澆筑混凝高度為：

L=B-（A-C）-D=2．50-（0．95-0．02）-0．02=1．55m。

圖3 下承臺鋼筋安裝

圖4 下球鉸安裝示意圖

（2）混凝土澆筑。根據以上計算所得混凝土面標高，澆筑混凝土，澆筑過程中振搗棒不要直接與預埋鋼筋接觸，防止預埋鋼筋因固定不穩而移位。

3.2.4 第二次測量放樣

（1）待首次澆筑的混凝土凝固后，根據設計要求進行施工放樣，準確定位承臺的中心位置。

（2）承臺中心位置必須由不同測量人員換手測量，復核2～3次，以確保數據的準確性。

3.2.5 安裝下球鉸及滑道

（1）安裝定位支架。定位架安裝一般采用定位鋼筋、定位型鋼和調平墊板相結合的方式。

（2）安裝下球鉸。在球鉸中心安裝軸承的位置（承臺中心）打入木樁，周圍用木楔固定，并將下球鉸的圓心在木樁上標記出來；由技術人員放樣承臺中心點，利用固定調整架及調整螺栓將下球鉸懸吊，使用千斤頂調整中心位置，依靠固定調整螺桿上下轉動調整標高，最后確保球鉸頂面高差在1mm以內；精確定位及調整完成后，對下轉盤球鉸的中心、標高、平整度進行復查；中心位置使用全站儀檢查，標高采用精度為0．03mm的水準儀及鋼尺多點復測，經檢查合格后將調整螺栓與橫梁之間擰緊固定，并定位架與下球鉸之間、定位架與周圍鋼筋之間焊接加強固定。

（3）滑道安裝（見圖5）。滑道由8節段構成，施工時需先安裝滑道定位架，具體施工同下球鉸。定位架安裝完成后，再進行滑道安裝。滑道現場采取分節段拼裝，利用調整螺栓調整并固定。為保持轉體結構的平穩，轉體時需保證撐腳可在滑道內滑動。另外，滑道頂面需低于下球鉸頂面2cm，且整個滑道面在同一水平面上相對高差不大于1mm。最后，用斷焊的方式將各節段滑道焊接牢固，焊接過程中嚴禁一次焊滿，避免滑道整體發生應力變形。

圖5 滑道安裝示意見圖

3.2.6 第二次混凝土澆筑

下球鉸及滑道安裝完成后，安裝相應的鋼筋和預埋件，進行下轉盤混凝土的二次澆筑。為防止后期施工過程中水或雜物進入上下球鉸之間的空隙，施工時下轉盤混凝土頂面比下球鉸頂面低2cm。澆筑關鍵在于確保混凝土的密實度及澆筑過程中下轉盤球鉸應不受擾動、混凝土的收縮會對轉盤產生影響。一般采取以下措施：

（1）利用下轉盤球鉸上設置混凝土澆筑及排氣孔分塊單獨澆筑各肋板區，混凝土的澆筑順序由中心向四周進行。

（2）嚴格控制混凝土澆筑，直至球鉸以及轉盤的排氣孔冒漿且混凝土溢出為止，且要加強混凝土的養護。

（3）在混凝土澆筑前搭設工作平臺。施工人員在工作平臺上作業，避免操作過程對其產生擾動。

4 上承臺施工方法

4.1 上承臺施工工藝流程

施工工藝流程為：反力支座施工→安裝滑道面板及上球鉸→安裝撐腳及砂桶→測量放線→安裝模板及鋼筋→安裝牽引鋼絞線→澆筑混凝土。

4.2 施工方法

4.2.1 反力支座施工

助推反力支座是在以承臺中心為圓心，分別以1．65m、3．15m為半徑的圓周上對稱8等分布置。在下承臺施工完成后，綁扎反力支座鋼筋，立木模澆筑牽引反力支座和助推反力支座混凝土（見圖6）。

圖6 反力支座施工示意圖

4.2.2 安裝滑道面板和上球鉸及撐腳砂桶

（1）滑道面板安裝。滑道面板采用不銹鋼板，厚度為3mm。先將不銹鋼板在滑道上分節段拼接，然后使用不銹鋼焊條將各節段不銹鋼板焊接牢固，并固定在滑道上。

（2）上球鉸安裝（見圖7）。首先，清理下球鉸球面，使用打磨機將下球鉸表面的混凝土浮漿及其他污漬進行清理，保證下球鉸表面光潔無污；其次，采用1mm規格的篩子將四氟乙烯粉進行過篩，并用電子秤進行稱重分成份。現場采用的黃油和四氟乙烯粉的配比為120∶1，加入四氟乙烯粉是為了加大黃油的潤滑能力；然后，在下球鉸中心銷軸套管中放入拌有聚四氟乙烯粉的黃油，將中心銷軸放到套管中，調整好垂直度與周邊間隙，并使用撬棍轉動銷軸，直至下球鉸的銷軸套管內的黃油溢出，將中心銷軸全部使用黃油涂抹，黃油涂抹厚度不小于1cm；最后，在下球鉸凹球面上按照編號由內到外安裝聚四氟乙烯滑動片，各滑動片應位于同一球面，其誤差不大于1mm。

檢查合格后，在球面上滑動片間涂抹黃油聚四氟乙烯粉，使黃油聚四氟乙烯粉均勻充滿滑動片之間的空間，并略高于滑動片頂面；將上球鉸吊裝到位，使用打磨機將球面打磨光潔，套進中心銷軸內。用倒鏈微調上球鉸位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙垂直，上下球鉸外圈的間隙使用剩余黃油涂抹，確保雜質不進入到摩擦面內（見圖8）。

（3）安裝撐腳及砂桶。根據球鉸中心為圓心，根據設計要求在滑道上布置撐腳及砂桶，確保轉體施工時撐腳始終在滑道上運動；在撐腳及砂桶下方支墊鋼楔，鋼楔支墊高度根據滑道平整度進行調整，支墊高度不得小于2cm。

圖7 上球鉸安裝

4.2.3 測量放線

根據轉體施工的角度，按以上制定的測量準則定位上承臺四角模板線。

4.2.4 安裝鋼筋及模板

為便于成型和后期拆除，模板采用竹膠板，支架采用腳手架，立桿間距、布距為60cm。鋼筋嚴格按設計圖紙進行綁扎（見圖9）。

圖8 上下球鉸外圈的間隙使用黃油涂抹

圖9 上承臺安裝鋼筋及模板

4.2.5 安裝牽引鋼絞線

上承臺底層鋼筋安裝完成后，安裝定位兩束采用7-φj1524鋼絞線的牽引索，為保證轉體時，牽引索之間互不干擾的工作，牽引索鋼絞線7束正旋和7束反旋。牽引索在混凝土內的預埋端采用M15-7H型錨具錨固，并利用固定在底層鋼筋上的定位鋼板確定鋼絞線的平面位置和高度，同一對牽引索的錨固端在同一直線上并對稱與轉臺的圓心，每根索的預埋高度和牽引力方向應一致（見圖10）。施工時，按照設計位置預埋牽引索及支撐鋼筋，牽引索外漏上承臺部分圓順纏繞在轉盤周圍，互不干擾地擱置于預埋筋上，并做好防護措施，防止施工過程中鋼絞線損壞或生銹。

4.2.6 混凝土澆筑

鋼絞線安裝完成后，安裝上承臺其他鋼筋及預埋件。上承臺為一次澆筑成型，杜絕轉體過程中由于施工縫產生的影響。由于上承臺轉盤部位鋼筋較為密集，所以混凝土的坍落度應加以控制，保證混凝土的流動性，避免因混凝土不密實而造成的空洞（見圖11）。

5 結束語

轉體球鉸安裝是一項要求嚴格、精度高的施工技術。以蘭州—中川機場線周家莊立交特大橋處轉體球鉸安裝技術為例，嚴格按照施工技術規范操作，確保施工技術的順利實施，節省了工期，同時也為最終橋梁轉體提供保障。在交通工程快速發展的今天，轉體球鉸安裝施工技術將會在更多跨線橋施工中應用。

圖10 安裝牽引鋼絞線示意圖

圖11 混凝土澆筑

6 參考文獻

[1]張聯燕，譚邦明，陳俊卿，等．橋梁轉體施工[M]．北京：人民交通出版社，2011．

[2]王振東．大跨度連續梁水平轉體施工關鍵技術研究[J]．鐵道建筑，2013(8)：32-35．

[3]客麗麗．轉體球鉸安裝施工技術在工程中的應用[J]．天津建設科技，2010(4)：60-62．

[4]尚高科．大西客運專線上院跨朔黃鐵路連續梁轉體施工技術[J]．國防交通工程與技術，2013(5)：84-86．

[5]趙志文．沈陽四環路跨秦沈客專剛構橋水平轉體施工關鍵技術[J]．鐵道建筑，2014(2)：17-19．

[6]袁娜，周志亮．大跨小曲線半徑轉體橋轉體系統設計要點[J]．都市快軌交通，2014(2)：108-112．

薛建：中鐵二十一局集團中川鐵路工程項目經理部，工程師，甘肅 蘭州，730000

責任編輯 楊環

中圖分類號：U44

文獻標識碼：B

文章編號：1672-061X（2015）05-0047-05