連續梁橋轉體施工中轉體結構的設置和安裝

華 冰

（中鐵十九局集團第五程有限公司 遼寧大連 116000）

工程應用技術

連續梁橋轉體施工中轉體結構的設置和安裝

華 冰

（中鐵十九局集團第五程有限公司 遼寧大連 116000）

介紹新建石家莊至濟南鐵路客運專線站前工程 SJZ-3標段跨石德鐵路特大橋中，一聯（48+80+48）m連續箱梁采用轉體法施工跨越石德鐵路時轉體結構的設置和安裝關鍵技術。

橋梁施工 連續梁轉體法施工 轉體結構

新建鐵路、公路會遇到跨越既有鐵路的問題，為了減少跨越橋梁施工對既有鐵路運營的干擾，一般采用連續梁轉體施工的方法進行跨越。

1 工程概括

新建石家莊至濟南鐵路客運專線站前工程SJZ-3標段跨石德鐵路特大橋在239#墩～242#墩之間設計了一聯（48+80+48）M 連續箱梁，用轉體施工的方法跨越石德鐵路。連續梁段的起訖里程為改DK100+485.80～改 DK100+663.30，連續梁在里程為改 DK100+566.40處與既有石德鐵路（里程為K102+964.5）斜交，交角為29°56′。連續梁橋跨越的石德鐵路為電氣化鐵路，上、下行線并行，線間距4.6M，兩線在斜交范圍內均處于直線段上。連續梁橋轉體主墩為 240#、241#，每個主墩上需要轉體的 T構長度為78M，轉體角度為29°56′，轉體重量為54200KN，連續箱梁（除0#塊和邊跨現澆段外）采用懸臂澆筑法施工。跨石德鐵路特大橋轉體連續梁與石德鐵路的平面關系見圖1。

圖1 跨石德鐵路特大橋轉體連續梁與石德鐵路平面關系圖

2 連續梁轉體施工工藝流程［1］131-133

連續梁轉體施工工藝流程：對石德鐵路進行安全防護→主墩、邊墩鉆孔樁基施工→主墩下層承臺施工→安裝轉體結構并加以臨時固結→施工主墩上層承臺、墩身及0#塊→分段懸臂澆筑轉動T構的箱梁→解除轉體結構臨時固結→試轉動→正式轉動→精確調位→封固轉體系統→（適時進行邊墩承臺、墩身、邊跨現澆段施工）→邊跨合攏→中跨合攏→橋面系及附屬結構施工。

連續梁轉體施工中的普通工序均按常規方法施工，本文不再贅述。由于連續梁轉體施工的關鍵技術較多，要在一篇文章中寫出來篇幅會太大，本文僅就連續梁轉體施工中的轉體結構設置和安裝問題加以介紹。

3 轉體結構設置與施工

轉體施工的轉體結構由下轉盤、球鉸、上轉盤、轉體牽引系統、限位控制體系等組成。其布置見圖2。

3.1 轉體結構下轉盤的設置與施工

下轉盤是支承轉體結構全部重量的主體，包括下球鉸、環形滑道、轉體拽拉系統的反力座等，設置在主墩的下層承臺上，下轉盤尺寸為14.6 m×14.6 m×3.5 m。

（1）球鉸的制造、運輸、驗收、安裝[1]131-133、[2]244-247、[3]46-51

1）球鉸的制造

球鉸由上、下球鉸鋼殼、四氟乙烯滑片、鋼銷軸、下球鉸的定位鋼架、上球鉸的勁性骨架等組成。上、下球鉸的球面半徑分別為5.99m、6.00m，口沿直徑分別為φ 4.2m、φ 3.0m，鋼殼厚度均為40mm。下球鉸的球面上銑有鑲嵌四氟乙烯滑片的槽和8個混凝土振搗孔。

圖2 轉體結構布置圖

球鉸的制造和安裝精度要求極高，必須由高資質的機械廠加工。本橋的球鉸是由中船重工七二五廠制造的。

上、下球鉸的加工精度要求：

球面的曲率半徑誤差≯2 mm；

上、下口邊緣各點高差≯1 mm；

水平截面橢圓度≯1.5 mm；

下球鉸鑲嵌的四氟乙烯滑片頂面高差≯0.2 mm；

上下球鉸鍋形心軸與轉動軸重合誤差≯0.2 mm；

焊接在上下球鉸的鋼管中心軸與轉動軸的重合率誤差≯1 mm，鋼管的傾斜度≯0.3%；

2）球鉸必須用剛性支架固定后才能運輸，確保運輸過程中球鉸不發生微小的變形。

3）球鉸驗收時首先查驗其出廠合格證和質量檢驗證書，進行外觀檢查。，并按照球鉸加工精度要求逐項進行檢查。

（2）下轉盤中滑道的設置與施工[2]244-247、[1]46-51

上轉盤的撐腳和下轉盤的滑道組成了轉體結構轉動過程中的安全保險裝置。

滑道鑲嵌在下承臺頂面的環形滑道槽內。澆筑下承臺前要預埋滑道的定位角鋼，滑道定位角鋼的頂面相對高差≯2 mm，滑道頂面的高低用微調螺栓精調。

（3）下轉盤混凝土澆筑及球鉸安裝[2]244-247、[1]46-51

下轉盤的混凝土分兩次澆筑。第一次澆筑到高出下球鉸定位支架底部15cm處，先將其固定。待安裝好下球鉸、滑道以后再澆筑第二次混凝土。

下轉盤混凝土第一次澆筑完成以后，將下球鉸安裝在已固定好的定位架上，用微調螺栓調整下球鉸的中心和球面位置，使球鉸的中心銷軸套管豎直，下球鉸的口沿要在同一水平面上。調整到位后將螺栓緊固、焊死，將中心套管蓋好，防止澆筑混凝土時進漿。

第二次澆筑C50微膨脹混凝土。澆筑前先將下球鉸的8個振搗孔旋出，由下球鉸外側分層下料，從底層振搗孔開始用插入式振動器進行振搗，直至出氣孔有混凝土冒出，旋好這個振搗孔，再繼續向上分層澆筑。第二次混凝土澆筑完成以后，要將下球鉸凹面內和中心銷軸套管中的混凝土殘漿和雜物清理干凈。要做好混凝土的養護工作。

待混凝土固化以后再次對下球鉸進行清理。清理時施工人員要穿上軟質鞋套，用吸塵器將下球鉸凹面內的雜物清理干凈。然后將攪拌均勻的、配合比為120:1（重量比）的黃油和四氟粉填入中心套管內，再將中心銷軸輕輕插入。中心銷軸必須豎直，四周間隙一致。

按圖紙規定的編號由中心向外緣逐個安裝聚四氟乙烯滑片，隨后在下球鉸面上涂抹黃油四氟粉。黃油四氟粉必需涂滿滑片和滑片之間的空隙，并要略高于滑片。整個安裝過程要保持球面的清潔。

將上球鉸吊起，先清除凸面上的銹跡和污漬，再涂抹黃油四氟粉，然后對準中心銷軸的位置將其輕輕地落放在下球鉸上。

上球鉸落下之后，輕輕轉動上球鉸，使上、下球鉸之間填滿黃油四氟粉，用手動葫蘆微調上球鉸的位置，使二者之間的水平縫隙寬度一致。將上、下球鉸外沿的空隙用黃油涂滿，用寬膠帶將其纏繞密封。

球鉸安裝完畢以后綁扎牽引反力座和助推反力支座鋼筋，立模，澆筑混凝土。

3.2 轉體結構上轉盤的設置與施工[2]244-247、[4]143-5147

上轉盤是錨固上球鉸、撐腳、預埋轉體牽引索的構件，與上承臺和墩身相連接，是施加轉體牽引力的部位。上轉盤上部高2.0 m，呈八邊形（設置三向預應力鋼筋），下部轉臺直徑φ7.6m，高1.70m。

（1）上球鉸安裝好以后，經過精確調整，焊接上球鉸外殼與勁性型鋼骨架相連接的鋼筋，將上球鉸的位置進行固定。

（2）撐腳的設置與安裝

撐腳在下轉盤混凝土澆筑完成以后安裝。6組撐腳按設計位置先焊接在勁性型鋼骨架上，要保證撐腳的安裝精度。為了確保撐腳走板與滑道的間隙相等，安裝前先在二者之間均勻鋪墊厚20 mm石英砂,待轉體前用高壓水槍沖洗干凈，在施工過程中及轉體前要定期檢查滑道與撐腳之間的間隙高度。轉體前在撐腳走板的底面安裝聚四氟板，并在聚四氟板與滑道之間涂黃油四氟粉。

（3）預埋轉體牽引索。

上承臺底層鋼筋綁扎完畢后，按設計位置安裝轉體牽引索，牽引索為2×2束20-7φ5鋼絞線。牽引索的錨固端用OVM15-20P型錨，并利用固定在上承臺底層鋼筋骨架上的定位鋼板保證鋼絞線的平面位置和高度，同一對牽引索的錨固端要在同一直線上，相對2束牽引索的錨固端要對稱于轉臺中心，預埋高度和牽引方向應一致，每根牽引索埋入轉盤內的長度要＞3.0m，每根索的出口點也應對稱于轉盤中心。施工時先預埋牽引索的支撐鋼筋，在牽引索的出口處預埋φ145鋼管，使鋼絞線能夠順暢地傳力，牽引索外露部分要圓順地纏繞在轉盤周圍，互不干擾地擱置在預埋鋼筋上。要做好牽引索的防護工作，防止施工過程中鋼絞線生銹或被損壞。轉體牽引索布置如圖3所示。

圖3 轉體牽引索布置圖

（4）上轉盤混凝土澆筑

上轉盤混凝土分兩次澆筑。在安裝好上球鉸、鋼撐腳、綁扎上球鉸鋼筋網片、轉臺鋼筋后，第一次澆筑上轉盤下部1.7m高的C40混凝土；在安裝好上轉盤其余鋼筋、墩身預埋筋后，第二次澆筑上部2 m高C40混凝土。澆筑時由周邊向中心分層澆筑，層高30 cm～40 cm。混凝土澆筑過程中要避免振動棒觸碰定位鋼筋和定位架。

（5）上轉盤預應力施工

上轉盤為三向預應力結構。縱向設10 束12-7φ5鋼絞線，橫向設15束12-7φ5鋼絞線，豎向預應力鋼筋為φ32冷拉IV級精扎螺紋鋼筋，軋絲錨。縱、橫向鋼絞線由一端張拉，張拉端和錨固端交錯布置，張拉端用OVM15-12錨，固定端用OVM15-12P錨，縱、橫向筋張拉控制應力均為1 302 MPa，管道用內徑φ90金屬波紋管。豎向預應力鋼筋用無粘結套管體系，在上轉盤頂面單向張拉，張拉控制應力為 590 MPa，錨固端埋在上轉盤底部混凝土中，錨板距底模8 cm。必須在至少1 m高的橋墩混凝土強度和彈性模量都達到100 %時才能進行預應力筋張拉。

預應力筋張拉順序：先張拉50 %縱、橫向鋼絞線，然后注漿封錨→待其管道漿體強度達到設計強度后，張拉另一半縱、橫向鋼絞線，注漿封錨→待其管道漿體強度達到設計強度后，張拉豎向預應力筋，最后封錨。管道漿液用40MPa水泥漿。封端用C50干硬性補償收縮混凝土。

（6）上轉盤撐腳砂箱安裝

為保證上轉盤施工過程中撐腳和滑道不被過分擠壓，轉體前用砂箱作為上轉盤的臨時支撐。在 6組撐腳之間各設 3×φ500×15 mm的鋼管砂箱，砂箱內裝填洗凈、烘干的石英砂，砂箱使用前要加300KN的壓力對填裝的石英砂進行壓實。

（7）限位控制體系

限位控制體系包括轉體限位裝置（對轉體結構轉動到位時進行限位）和微調裝置（當轉體結構轉動到位出現偏差時進行調整）。

轉動體水平就位時的控制可選擇微調就位和限位檢測精確就位兩種控制方法。微調就位是在轉動體轉到初就位位置時將自動運行轉為手動操作，并在兩個轉體止轉擋塊處設置限位裝置，當到達限位裝置后使轉動體就位。限位檢測精確就位的控制方法是在兩個轉動體的成橋就位處設置限位檢測裝置，當限位檢測裝置被開啟，主控系統發出控制信號，能使轉動體精確就位。

（8）上、下轉盤臨時固結

轉體上部的墩、梁施工過程中，為保證不發生上、下轉盤之間的相對位移或轉動，在上、下轉盤之間安裝I32做為限位梁，限位梁與撐腳之間設置鋼支撐，并用鋼楔子打緊，轉體施工前再打掉鋼楔子。

4 結語

連續梁轉體施工中轉體結構的設置和安裝是一道最重要的關鍵技術，安裝的精度直接影響轉體施工的成敗。施工過程中我們堅持高標準，嚴要求，完成了轉體結構的安裝任務，為連續梁轉體施工的順利進行創造了條件。成功的經驗可為同類工程參考。

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[2]苑寶印.盤海營客專盤錦特大橋跨溝海鐵路.128 m 連續梁轉體施工技術[J].石家莊鐵道大學學報(自然科學版),2013第26期增刊.244-247

[3]余?？?劉建明,張翔等.客運專線上跨繁忙干線鐵路連續梁水平轉體施工關鍵技術[J].鐵路標準設計,2009(12).46-51

[4]董琴亮.跨既有鐵路線大跨連續梁轉體施工與控制技術.[J].中外公路,2014(8).143-147

Setting up and Installing of Swivel Structure for Swivel Construction of Continuous Beam Bridge

HUA Bing
(No.5 Engineering Corporation Limited of China Railway19th Bureau Group Co. Ltd Dalian Liaoning 116000 China)

This paper introduces main technologies used for setting up and installing of the swivel structure for a (48+80+48) m continuous box beam which is adopted the swivel construction to span Shijiazhuang-Dezhou railway. And the bridge spanning Shijiazhuang-Dezhou railway is located in the newly-built Shijiazhuang-Jinan railway passenger line of the SJZ-3 Bidding Section of the station project.

bridge construction swivel construction of continuous beam swivel structure

中國分類號：U445A

1673-1816(2016)02-0001-05

2015-11-17

華冰（1978-），男，工程師，研究方向高鐵工程施工管理。