橋梁轉體結構安裝及精度控制探討

夏雙仁

摘要：當前橋梁轉體技術在橋梁施工中應用廣泛，為保證工程質量和安全性，施工過程中需對轉體結構安裝及精度進行嚴格控制。本研究將對康祁公路永定河大橋概況進行分析，并在此基礎上探討轉體結構構成，最終分析轉體結構安裝精度控制要點。

關鍵詞：橋梁 轉體結構 安裝 精度控制

近年來我國開展了廣泛的基礎交通建設，并且橋梁技術獲得了深入的發展，橋梁轉體技術因具有安全風險小、對既有營運線路影響小等優勢，被廣泛應用于實際工程施工。當前主要采用墩底平衡轉體方法進行橋梁轉體，也就是設置平轉結構于上下承臺之間或承臺、墩底之間，包括撐腳、轉鉸、滑道等，平行既有線澆筑梁體，墩梁固結后共同繞承臺轉動。本研究將以蒙自繞城高速蘆槎沖特大橋上跨玉蒙鐵路轉體橋為例，對轉體橋施工時轉體結構安裝方法及精度控制進行介紹，為今后同類型工程建設施工提供理論依據。

1、工程概況

蘆槎沖特大橋作為蒙自繞城高速公路的一部分，與既有泛亞鐵路玉蒙段在蒙自北區間交叉，其主橋在K135+070處上跨通過既有鐵路，公鐵交角為78度，上跨段橋梁曲線半徑1123.654m。轉體T構梁轉體長度為68m，轉體就位后兩側各澆筑5.92m的后澆段，整體全長79.84m;轉體結構寬24.5m。經過計算，轉體梁的整體重約為7800噸，在施工中球鉸的選擇為可承重達9000t的ZTQ2-1-90000型球鉸。工程采用先平行既有玉蒙鐵路搭設滿堂支架，現澆施工形成T構后，平面轉體到設計位置的施工方法。

本工程應用的球面轉動體系為平轉法施工，轉體球鉸包括中心轉軸、上轉盤、下轉盤。上轉盤支承上部轉動結構，下轉盤與下部群樁基礎相聯，下轉盤包括寬1.1m的環形可調式滑道、下球鉸、2組千引反力座構成的轉動系統，并通過定位銷軸（ D-270mm）使其上下球鉸中心重合。通過上轉盤相對于下轉盤轉動，達橋梁轉體目的。

整個轉體以轉動球鉸為核心，實際中需保證較高的安全和制作精度，需要精心安裝、精心制作。安裝上下球鉸時需確保球面的橢圓度和光潔，務必使球鉸安裝頂口水平，先將黃油聚四氟乙烯粉放入套管，在放入中心銷軸，并對周邊間隙、垂直度進行調整。之后將聚四氟乙烯滑動片按序號在下球鉸同一球面上進行安裝，安裝順序由內到外，其誤差不大于0.3mm。檢查合格后，在球面上滑動片之間均勻涂滿略高于滑動片頂面的黃油聚四氟乙烯粉。吊裝上球鉸套進中心銷軸內。上球鉸位置用倒鏈微調，確保與下球鉸外圈間隙垂直。最后用膠帶將上下球鉸吻合面外周捆綁。上轉盤施工中共設置撐腳8組，撐腳之間安設16個的砂箱（φ500x15 mm）。

2、轉體結構安裝精度控制

轉體法施工的關鍵結構就是轉體結構，整體施工成效與其安裝精度關系密切，施工中需對以下幾點進行控制：（1）定位安裝鋼球鉸骨架：整個球鉸以骨架為基礎部分，球鉸的安裝精確很大程度上取決于其自身的安裝定位精度。（2）球鉸：轉體結構為球鉸為核心，實際安裝中需要對中心轉軸的垂直度和上球鉸邊緣各點高差進行嚴格控制。如果安裝上球鉸時出現過大安裝精度偏差，轉體段梁體最后轉體精度將會受到嚴重影響。（3）滑道：在轉體過程中撐腳以滑到為支撐部位，實際中為使轉體時滑道上的撐腳可順利滑動，需嚴格控制滑到的平整度。一旦出現滑到平整度不佳，則轉體過程中可能出現爬模情況，這會造成牽引力增加和轉體難度增大。撐腳和滑到間的間隙：實際中如果兩者直接接觸或間隙過小，那么可能會無法調整轉體段高程偏差。

2.1鋼球鉸定位骨架安裝

2.1.1預埋件設置和混凝土分段澆筑

為保證鋼球鉸骨架的精確安裝，下轉盤混凝土分兩次澆筑施工。第一次2.7m，在綁扎各種預埋鋼筋和預埋件后澆筑;第二次0.8m.在下球鉸和滑道安裝安裝固定后，綁扎其余鋼筋后澆筑。這樣在球鉸安裝時底座會相對平整，精確定位骨架后焊接固定[1]。為給骨架調整留出一定空間，底座標高設計標高降低Smm。

2.1.2測量控制點的布置及定位調整方法

用紅漆在承臺上標出球鉸中心點，吊起球鉸骨架至預埋鋼板上，初步定位后在骨架頂部4個角的點上拉十字線，掛線錘后對中精確定位。在骨架的4個角點上設置高程及平整度調整測量控制點，調平采用4個底座下抄墊薄鋼板方法，將相對高程高差控制在2mm以內?？刂茰y量過程中要采取有效措施對骨架中心位置和相對高差進行控制。

2.1.3焊接固定

實際焊接中會產生不均勻收縮，這會進一步造成球鉸骨架安裝精度，精確調整骨架后，2名焊工對底座進行對稱焊接。焊接時先內側焊縫后外側焊縫，保證一致焊接方向。完成焊接后復測骨架的中心位置及相對高差，在進入下一工序前安裝精度必須達到要求[2]。

2.2球鉸安裝

嚴格檢查運至現場的球鉸，主要是球鉸結構及表面橢圓度，保證其符合設計要求。首先進行初步定位，確定中心十字線，將錨固螺栓位置放出。隨后將影響球鉸安裝的鋼筋全部清除。采用加強鋼筋綁扎球鉸下部后調整球鉸精確度，具體通過球鉸和骨架連接的調節螺栓進行。調節螺栓孔全部為腰子孔，以便調整平面位置。

精確調整和定位球鉸時，采用汽車吊使下球鉸懸空，然后對中心位置進行調整。滿足要求后在進行高程偏差調整，確保骨架定位準確，使其平面位置縱橫向誤差不大于1mm。精確定位及調整完成后，對下轉盤精度進行檢查，用全站儀檢查中心位置，采用鋼銦尺或水準儀對標高進行復查，并通過千斤頂進行實時調整，全部檢查合格后，采用擰緊調整螺栓進行球鉸的豎向固定，采用骨架上設置限位板的方法進行橫向固定。澆筑承臺混凝土前需再次復測球鉸中心和高程，以保證安裝位置正確。

2.3滑道安裝

滑道施工前由廠進行家加工，可有效減小撐腳底面與滑道的摩擦，滑道板頂面采取鍍鉻后刨光，確保其粗糙度不低于6.3級。施工時，滑道定位架先安裝，完成后采取分節段拼裝的方式進行滑道安裝，并利用調整螺栓對滑道進行調整固定。完成滑道骨架平面定位后，對滑到頂面鋼板的平整度和相對標高進行調整，具體當中通過調節設置在鋼板上的螺母完成，調整過程中應先松后緊，每組由相鄰內外圈4個螺母組成。4個螺母調整幅度不應過大，控制在3mm，先內后外，預防出現鋼板變形。完成l節滑道調整后，順時針調整下一段滑到，邊調邊測。調整完所有結段數據后匯總數據，先內圈后外圈在此進行循環復核調整，控制鋼板頂面標高在Imm以內，平整度應低于0.5mm/m。精確就位滑到后，焊接并固定底座和承臺鋼筋，并在有效保護滑道骨架的情況下澆筑混凝土。為保持轉體結構平穩，轉體時必須保證撐腳可在滑道內滑動，要求且整個滑道面在相對高差不大于0.3mm的同一水平面上，滑道頂面高出下轉盤混凝土頂面lcm。

2.4撐腳與滑道間的間隙控制

上盤撐腳是轉體時可在滑道內滑動，起支撐轉體結構平穩的保險腿。而整個滑道面必須保持在一個相對高差不大于0.3mm水平面上。施工中撐腳與滑道之間的空隙設為12mm，空隙間采用石英砂填塞，并用木框將石英砂定型，以保證精度。根據撐腳與滑道間的空隙，轉體前將聚四氟乙烯板鋪裝在滑道面內撐腳底，并將黃油聚四氟乙烯粉涂于接觸面。之后采用鋼板將撐腳臨時固定，在此對間隙的寬度進行檢查[3]。

結語

近年來實際橋梁工程建設中開始廣泛應用橋梁轉體施工工藝，具體始終中需嚴格控制轉體設備安裝質量，這樣橋梁工程最終質量和安全才能夠得到保障。蒙自繞城高速蘆槎沖特大橋上跨玉蒙鐵路轉體橋采用高度較大的轉體T構，球鉸、滑道、撐腳安裝精度會影響轉體過程中T構重心，施工中技術人員對相應影響因素進行認真分析，并通過有效措施保證了轉體結構安裝及精度控制，最終保證施工順利完成。本研究對蘆槎沖特大橋概況進行了分析，并探討了強化橋梁轉體結構安裝及精度控制的措施，但仍存在一定局限，希望行業人員強化研究，不斷提升橋梁轉體結構安裝水平。

參考文獻

[1]魏贊洋，張文學，劉慶義.鐵路橋梁轉體結構風險因素及防控策略[J].科技資訊，2014，12（13）：55，57.

[2]Taej un Cho.Jeong - Bae Lee，Seong -Soo Kim et aI.Probabilistic Risk Assessment for the Construction Phases of a PSC Box Girder Railway Bridge System with Six Sigma Methodology[J] .KSCE j ournal of civil engineering.201 1.15（1）：11 9-130.

[3]Ehab A.Ahmed，Francois Settecasi，Brahim Benmokrane et aI.Construction andTesting of GFRP Steel Hybrid-Reinforeed Concrete Bridge-Deck Slabs of Sainte-Catherine Overpass Bridges[J].Journalof Bridge Engineering.2014.19（6）： 4014011.1-4014011.11.