連續梁轉體施工技術在市政橋梁工程中的應用

黎再國，史蘭蘭

（1.遠東宏信有限公司，上海 200120）

1 工程概況

市政橋梁建設領域，轉體施工是決定整體質量的關鍵環節，作為一種無支架施工技術，以澆注或拼接的方式將各類構件組裝成型，在此基礎上轉體就位。此方法的特點在于工藝便捷、適應能力強，且施工中可減少對區域交通的不良影響，綜合效益較好［1］。

某市政橋梁工程中選用了預應力混凝土連續箱梁結構，本橋跨度（40+56+40）m。本項目中轉體施工是重要環節，根據現場施工條件選用全液壓頂推系統，具備自動化運行的特點。

2 轉體設備的組成與布置

機械化施工是現代工程建設領域的重要形式，本項目選用全液壓頂推系統，具有優良的同步特性，運行中牽引力均衡，轉體全程可維持在穩定的狀態，避免了傳統方式下沖擊顫動的問題。配套柱塞泵頭，其具備高精度調節流量的能力，無級調速區間為2～10m/h。

2.1 牽引動力系統

本項目選用4套ZLDl00型連續頂推千斤頂、2臺YTB液壓泵站和2臺LSDKC-8主控臺，彼此間借助高壓油管實現高效連接，并適配2套轉體動力系統。整機構成中，單套千斤頂在正常狀態下所能提供的牽引力可達1000kN，彼此采取串聯的運行方式。

反力墩是頂推千斤頂的主要安裝平臺，采取水平、對稱的安裝原則，調整千斤頂中心線，要求其必須與轉盤外圓形成相切的位置關系，2臺千斤頂要具有對稱性，與轉盤距離保持一致。千斤頂要實現穩定連接，可通過高強螺栓置于反力架上，該架體又通過焊接技術實現與反力墩的連接。主控臺的設置較為關鍵，要求其視野開闊，施工人員于該處可全方位、無死角地觀察現場情況。

2.2 牽引索

各轉體均配套有預埋盤，其上部又增設了2組牽引索，各組配置方式一致，以7φ5mm鋼絞線為原材料構成，共計12根，所具備的強度達1860MPa。為確保牽引索的整體質量，對其采取全面的清理措施，避免鋼絞線附著銹跡與油污，依次穿入ZLD100型千斤頂。首先對鋼絞線預緊，經此環節后使其預緊力維持在5kN，再借助千斤頂預緊，要求各鋼絞線持力狀態相均衡。牽引所一端埋入轉盤混凝土中，從而形成牽引索固定端。

3 轉體結構參數的計算

3.1 牽引力、安全系數

轉體總重共計41189kN，根據F=W×μ可以求得摩擦力F值，假定μ=0.1，對應計算結果為4118.9kN。從設備運行狀況來看，轉動時μ=0.06，F=2471.34kN。可基于T=2/3× （R×W×μ）/D求得轉體拽拉力，R為球鉸平面半徑，取值為1.5m；所設置的轉臺D為8m，并有μ靜=0.1，μ動=0.06。

基于上述數據分析最大牽引力T值，可以得知T=2514.9kN，轉動對于牽引力的要求為T=308.9kN，鋼絞線安全系數為5.85，由此說明千斤頂安全系數良好，符合預期要求。

轉體力矩也是重點考慮對象，以千斤頂校驗數據為基本依據，綜合考慮壓力表讀數，由此確定千斤頂單次頂推力，再結合力臂相關數據可求得轉體力矩，進一步確定千斤頂力矩和，詳細內容見表1。

表1 實測轉體力矩統計表

3.2 轉體時間

遵循兩主墩同步轉體的原則，各自速度均設為1.15°/min，共計旋轉量40°17′，實現轉體所需時間為35.2min。對于施工中千斤頂的牽引速度，該值可通過“泵頭流量/（3×縮缸面積+2×伸缸面積）”的方式求得，泵頭流量的可選范圍較廣，可達到0～36L/min，因此能夠以實際要求為準合理調節轉體速度，使其滿足時間要求。

4 市政橋梁工程中轉體施工技術的應用

4.1 施工準備

1）設備試運行。施工需要得到轉體動力設備支持，包含千斤頂、液壓泵站等，通過空載試運行的方式掌握設備實際情況，如信號的傳輸穩定性、通訊聯絡機制是否可靠等。

2）安裝牽引索。依據要求預埋鋼絞線，順牽引方向使其繞上轉盤，從而準確穿過千斤頂，借助夾緊裝置提高其穩定性。

3）稱重平衡加載。此環節借助千斤頂而實現，稱重并觀測變化情況，以所得觀測數值為依據靈活調整，結束稱重后再調整轉體結構姿態，以免出現不平衡力矩，對梁體采取加載配重措施，可選用砂袋完成。

4）測控點布設。轉體時要全方位掌握橋的狀態，如平衡性、軸線位置等，對此可通過布設測控點的方式而實現［2］。以線路中心線為依據，經測量后確定梁面中心線，將其在梁端與墩頂中心處做好標記，將此部分作為軸線控制點。此外，在布設高程控制點時需將其置于梁端翼緣板兩側，數量分別為2個，以實現對橋梁狀態的檢測。

4.2 試轉

預緊鋼絞線是最基礎的環節，此項工作借助千斤頂而實現，要求鋼絞線受力具有均勻性。預緊作業時選擇8根鋼絞線使其平行，隨后將其纏繞至轉盤上。試轉時加強監測，掌握每分鐘的轉速情況以及點動水平弧距，從而達到轉體初步到位的效果，在此基礎上完成精準定位操作。試轉環節要求轉體結構維持平穩的狀態，觀察各部分是否存在故障，檢驗受力部件的完整程度，不可發生裂紋。若不滿足上述要求需停止試轉，查明原因并加以解決。

4.3 正式轉體

各項準備工作無誤且現場自然條件良好后，各專業人員到位，發出轉體命令。

1）啟動。全程遵循的是同步張拉牽引千斤頂的方式，并做到分級加載，從千斤頂的配置情況來看，進油腔采取并聯的方式，因此油壓保持一致，分級加載過程中需合理調節各泵站溢流閥限壓，使其相同。以加載額定壓力為依據，采取的是分級加載的方式，首先為該值的30% （300kN）、50% （500kN），觀察此時的主梁狀態，若未發生轉動后續每級增加5%，最終使得主梁被頂動。加載至70% （700kN）時，若主梁依然維持原狀態而未被頂動，此時需及時停止頂推作業，全方位檢查頂推、糾偏等相關設備，總結其成因后采取解決措施。

2）平轉。以鐵路部門的規劃為依據，選擇合適的轉體作業時間，采取兩幅橋同步轉體的方式，全程速度穩定在0.02rad/min，并滿足轉動角度40°17′的要求，耗時約35.2min。安排人員加強現場檢測，掌握墩身軸線以及梁端高程情況。轉體時采取控制措施，在確保轉體刻度合理性的同時最大程度減小梁面軸線偏差，以免出現超轉或欠轉現象。轉臺上標識刻度用于觀察，檢驗與合龍處的位置情況，但接近94cm時需及時將情況告知控制臺，后續每推進10cm均報告一次；當距離縮小至20cm時每1cm報告一次；最后，距離為5cm時則采取每1mm報告一次的方式。

3）定位。轉體就位后，合理調整好轉體位置以免出現傾斜現象，針對保險支腿和環道鋼板采取加強措施，可行方式為向其中置入鋼楔塊，確保在外力作用下梁體依然維持穩定的狀態。

4.4 同步轉體控制措施

兩橋采取的是同時啟動的方式，安排專員指揮現場工作，人員間可通過對講機實時聯系；液壓設備對于轉體作業的影響較大，合理調整其油壓；速度傳感器可幫助施工人員掌握作業情況，宜將其置于箱梁上；轉盤上標記刻度并編號，以便給轉體作業提供分析依據，確保同步性［3］。

4.5 封固上下轉盤

梁體轉體到達設計位置后再分別對上、下轉盤采取封固措施，該處的預留鋼筋通過焊接的方式連接，于外側支立模板并完成澆筑作業，此處需預埋壓漿管，在其作用下可有效處理混凝土空隙（主要由混凝土收縮而產生），從而提高轉盤混凝土密實性。

5 結語

橋梁工程中連續梁轉體施工是重要環節，要求轉體系統應具有穩定、高效的特點，各轉體結構位置精度需與預期相符，結構受力穩定。本文對轉體施工展開了理論研究，值得工程人員在此方面深入并落實至實踐中，全面提高連續梁轉體施工技術水平。