T型剛構橋轉體施工技術與施工過程控制

劉永亮

摘要：剛構橋是一種單元構件少、能承受不同荷載的橋梁，因為其運輸便捷，裝配簡單，已成為現代常用的橋梁類型。轉體施工法是裝配剛構橋的重要方法，其借助動力設備將完成主體澆筑的橋梁轉體到橋位軸線位置，最后合攏成橋。這一方法施工時間短，但控制要求的精度高。本文即結合成都第二繞城高速路段上的一座T型剛構橋修建工程，重點研究了轉體施工技術與施工過程控制的關鍵點和難點。

關鍵詞：T型剛構橋 轉體施工 施工控制

引言：

T型剛構橋因墩上兩側伸出受力的懸臂，形如T字而得名，是剛構橋的一種。T型剛構橋跨中用剪力鉸或簡支梁組合而成，這一結構使得其自身結構輕巧、跨度大，方便裝配，故被廣泛應用。T型剛構橋的組裝方法有很多種，如滿堂支架法和懸臂施工法。相比之下，操作簡便、施工時間短的轉體施工法更受青睞，但這一方法的高精度要求又常常給施工過程帶來不少的麻煩。

一、轉體施工法介紹和國內外發展現狀

轉體施工法是構建T型剛構橋的常用方法，這一方法通過轉體技術將澆筑好的橋體轉動到設計的位置，化整為零，靈活多變的適應了復雜的施工環境，為工程建設大大節省了時間和成本。

轉體施工法是在非設計路線的位置完成澆筑主體或部分工作，然后通過動力設備旋轉到指定位置。根據轉向的不同，轉體施工法可采用平轉、豎轉、平豎轉結合三種技術手段。平轉技術應用最廣，主要步驟包括：首先是在橋墩的設計位置上施工圍護樁，開挖基坑;之后在樁基礎上進行轉體結構施工，包括澆筑承臺，安裝球鉸、滑道和轉盤，并預埋施工牽引索;接著對墩柱施工;再對轉體主梁施工，在主梁四周搭設支架作為操作平臺，完成現澆箱梁;最后完成轉體，即拆除支架，完成不平衡稱重實驗并進行配重，之后利用連續張拉千斤頂轉體，微調就位，封固球鉸轉動體系，現澆合攏段。

轉體施工法最早出現在上個世紀四十年代，法國首創豎向轉體技術完成了110米主跨肋拱橋的建設，但這一方法并沒有突出的優點，因此并不被工程界看好，直到三十年后平轉技術的出現才真正將轉體施工法發揚光大。奧地利在修建一座雙塔斜拉橋時第一次采用了平轉技術，二十年后的比利時將該技術運用在本愛因橋上，此時轉體的重量已接近達到兩萬噸，完成了轉體施工法在重量上的大跨越。

二、橋梁工程基本情況

成都第二繞城高速公路西段有一座T型剛構橋。該橋上跨成灌鐵路，斜交角度59°，與成灌鐵路交叉樁號為K179+145.973=DYK22+975.921，總橋長達到276米，總重量達3萬余噸。在運行頻繁的成灌鐵路上方完成這樣一段大橋的施工，難度可想而知。最后根據鐵道部運輸司的指導意見，施工單位決定采用轉體施工方案進行大橋的搭建。終于僅用不到1小時的時間就完成了兩段單長138m、單重16000t的T構轉體就位，在中國工程建造史上書寫了濃墨重彩的一筆。

施工時，將龐大的橋體分為兩個T構，在搭建好鐵路兩側的主墩后，在平行于鐵路線路的位置上分別現澆完成2×69 m的主梁，張拉完成后拆除支架進行轉體施工。轉體施工具體分為四個步驟：布置動力系統并調試;箱梁平衡稱重配重;箱梁轉體;轉體就位澆住合攏段。

三、轉體系統在制作和安裝過程中的控制因素

由球鉸、滑道和平衡撐腳組成的轉體系統是轉體施工技術成功施行的關鍵部位。轉體系統的性能反應了核心部位的承重能力和轉動能力等，直接關系到轉體的正常施工。因此無論在設計階段，還是施工階段，都嚴格按照標準，并對其進行特殊的保護和控制。

球鉸是整個轉體系統中受力最集中的部位。該工程橋體跨度大、橋體質量重，很容易發生整體傾覆，因此球鉸應嚴格按照計算的參數進行設計選型，保證其受力的要求，再經過專業廠家制作，最后運至施工現場進行焊接安裝。

安裝過程中，應當重點注意保持球鉸面不發生形變。球鉸面的光潔度和橢圓度與其受力有著密切的關系，只有這兩個要素滿足設計要求，才能保證球鉸的受力在承受范圍內。施工過程中，混凝土漿等雜物很容易混入球鉸摩擦處，嚴重影響球鉸的形狀及受力特征，因此其使用前獨立統一放置，使用時會進行潔凈度檢查。安裝完成后，利用外部坐標系對球鉸中心坐標進行測量：球鉸的轉動中心誤差極限為：順橋向±1mm，橫橋向±1.5mm;球鉸頂口的平面保證水平，任意兩點的誤差≤1mm。

四、施工現場控制和分析

橋梁的搭建是一個多階段的復雜過程，在每個施工階段中不可避免的會出現誤差，這些誤差隨著施工階段的深入會逐步累積，最終極有可能造成較大的誤差，使橋體位移和應力與設計的理想數據相差甚遠。因此，在大橋的施工階段采取了一些有效的控制與分析措施，及時準確的識別、修正誤差，確保橋體的準確施工。現場借助現代信息技術，對橋體的關鍵數據進行實時監控，并在第一時間內由技術人員做出分析判斷。監控的內容主要包括線性監控、應力監控和安全穩定性監控。

各部件在施工中因為復雜多樣的原因總會產生形變，一般體現在立面標高和平面位置的偏差。比如球鉸的形變會影響其受力特征，這一關鍵部位的準確性得不到保證，轉體施工就很能進行下去。因此線性監控能確保每一環節的形變偏差在可接受范圍內，最終達到成橋階段的線性要求。

應力控制不當會造成橋體傾向、斷裂等很多問題，對應力進行監控和試驗，是施工過程中的重要環節。監控應力主要包括了：預應力、自重下應力、溫度應力等，具體側重需要根據施工的現場環境確定。正式轉體前進行試驗確保各根鋼絞線受力均勻，以 10 ～5 kN的力逐根將鋼絞線用單束張拉千斤頂進行對稱預緊，重復數次校核。

穩定監控和安全監控共同確保了橋梁結構的安全性。前者主要是通過穩定計算的方法，考慮施工現場的荷載和支撐作用。安全監控則體現在施工中的安全措施，執行這些措施，能有力的保證線性和應力監控。

總而言之，施工過程的控制與分析主要包括兩個內容：一是現場實測，二是理論分析。實測數據能直觀的反應施工情況和出現的問題，理論分析則能為現場的操作提供指導和幫助，兩者結合形成正反饋，才能保證施工的順利進行。

五、結論和展望

本文介紹了T型剛構橋轉體施工技術與發展現狀，以成都第二繞城高速公路西段的一座T型剛構橋為實例討論了轉體系統在制作和安裝過程中的可控因素，以及現場施工中的控制和分析內容。希望借此為類似橋梁施工和控制提供參考。當然，因為個人知識和經驗的局限性，所述內容并不完善，在今后的的工作中，應當時刻鞭策自己在專業領域不斷學習，不斷提升。

參考文獻：

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