球鉸體系安裝技術在T形剛構橋平轉工程中的應用

姚士龍

（中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

目前國內特大橋轉體施工經常涉及到轉體球鉸體系的應用。在T 形剛構沿著梁軸線豎平面內轉體過程中，因為梁體質量分布存在誤差，預應力張拉程度存在誤差，轉體體系制作和安裝過程都存在誤差，使得轉體T 形剛構產生不平衡力矩，最終導致懸臂梁端下撓度也出現了一定的差異[1]。因此，轉體球鉸體系的制作必須精細，并具備足夠的承載能力，才能保證轉體T形剛構可以平衡地轉動，也只有這樣，才能保證轉動T 形剛構的質量處于平衡狀態。分析T 形剛構橋平轉施工中球鉸體系的安裝流程與施工技術要點，為相似工程提供參考。

1 工程概況

本文涉及工程的結構形式為：預應力混凝土裝配式箱梁和預應力混凝土連續箱梁上跨鐵路。應用轉體法開展鐵路T 構施工，橋梁中軸線與鐵路下行線交叉角為77.1°，轉體墩樁基到鐵路下行線中心線之間的距離為16.916 m。

2 球鉸轉體結構

完成T 形剛構主梁的施工內容后，主梁的全部重量會通過臨時砂箱傳遞到臨時滑道，然后需要對轉體T 形剛構進行稱重和配重，通過牽引索及千斤頂等設備，促使轉體T 形剛構轉動到位。球鉸體系主要由三部分構成：轉盤、下承臺、轉軸[2]。其中，上轉盤主要由撐腳、上球鉸、牽引索構成。下承臺由牽引及輔助支座、滑道、砂箱、下球鉸及定位支架、滑道等構成，本文涉及到的鋼球鉸總重42 t，為了降低球鉸轉動之間的摩擦因數，需要在上、下球鉸之間固定安裝高強耐壓的耐磨板，耐磨板主要是由改性超高分子量聚四氟乙烯制作而成，與其他材料相比，這種材料具有更高的抗拉伸強度，斷裂拉伸應變能力可達250%，另外，其拉伸彈性模量以及球壓痕硬度也較其他材料高很多，其物理機械性能如表1 所示。

3 球鉸體系安裝流程

球鉸體系的制造精度和安裝精度直接決定了橋梁轉體施工的安全性，只有良好的安裝精度，才能保證橋梁轉體平穩進行[3]。在安裝橋梁平轉施工球鉸體系的過程中，必須嚴格控制轉軸中心誤差≤1 mm。安裝球鉸體系所需設備：千斤頂、汽車吊、支撐頂桿、倒鏈、全站儀、自動安平水準儀、扳手等。球鉸體系安裝主要步驟見圖1。

表1 耐磨板物理機械性能

圖1 球鉸體系主要安裝步驟

4 轉體施工球鉸體系安裝工藝

4.1 放點定位監測

精準地進行放點定位，放點應該按照正方形4 個頂點進行，確定平轉球鉸的安裝位置，一般來說，4 個頂點相交的點就是球鉸安裝點，控制中心和設計要求之間的誤差≤1 mm，完成定位后，做好標記。

4.2 安裝下球鉸支架

應用吊車等設備將下球鉸和調平支架放入基坑，借助千斤頂調整支架標高，直到調平支架與理論中心偏差＜1 mm，另外還需要控制支架角鋼頂面的標高與設計值的誤差不能出超過5 mm。調平工作完成后，應用焊接的方式將支架和預埋支架牢固的焊接在一起。

4.3 下球鉸定位與滑道安裝

首先，通過調整螺栓做好下球鉸支架的定位工作，然后調整支架中心位置，為了更合理地調整下球鉸標高，需要應用多個螺母。充分利用全站儀等設備，復測下轉盤球鉸的中心、標高以及平整度，嚴格控制下球鉸中心和設計中心之間的偏差≤1 mm，控制下球鉸安裝基準面的水平誤差≤0.5 mm。擰緊螺母，復檢，避免螺栓未擰緊影響下球鉸標高。先將滑道安裝在滑道調平支架上，并且對滑道進行調平，應用水準儀等設備，控制滑道表面水平≤1 mm，控制相鄰滑道之間的距離為10～20 mm。

4.4 合理布置下承臺鋼筋、混凝土澆注

嚴格按施工圖紙布置下承臺鋼筋，控制好相鄰鋼筋的距離，為混凝土的澆筑做好準備。為了提高混凝土澆筑的密實度，施工方需要將壓漿管預埋到下球鉸下方，在混凝土澆筑過程中，盡可能避免滑道以及下球鉸受到擾動。在下球鉸下混凝土的振搗過程中，應該按照由內到外的順序進行，混凝土的振搗密實度達到一定標準后，就可以將搗振孔蓋按標記對號入座并且將其安裝在下球鉸上。為了避免混凝土凝固后影響清理工作，需要及時將下球鉸表面的混凝土清理干凈。

4.5 安裝上球鉸、耐磨板、轉軸

清理上、下球鉸球面，擦拭干凈后進行拋光處理。在下球鉸轉軸套管內壁均勻涂抹適量的黃油四氟粉，將轉軸放到下球鉸轉軸套管中。下球鉸球面上，耐磨板的安裝一般是按照由內到外的順序進行，耐磨板安裝前要提前進行編碼，做好標號，在下球鉸球面上涂抹氯丁膠，利用螺釘進行固定。耐磨板的安裝，應盡量選擇無雨、氣溫相對較低的天氣進行，防止過高的環境溫度對耐磨板的安裝質量造成影響。耐磨板安裝完成后，需要及時對其表面進行清理。吊裝上球鉸，將其轉軸套管套在轉軸上。在吊裝施工過程中，為了防止球鉸和其他物件發生碰撞，必須控制吊裝過程緩慢平穩。調整上球鉸，保證兩球球面同心，提高吊裝過程的穩定性。球鉸體系的安裝定位工作完成后，為了避免雜物進入摩擦面內部，需要用寬膠帶紙密封上、下球鉸邊緣。

4.6 焊接不銹鋼板、安裝撐腳、砂筒

焊接前，需要對滑道表面進行清理，為了保證焊接完成后鋼板表面的平整度，焊接時不銹鋼板面上必須有壓重的存在。另外，為了保證不銹鋼板的高程差≤2 mm，焊接操作完成后，及時將不銹鋼板的對接焊縫打磨平整。嚴格按設計圖紙將砂筒和撐腳設置在滑道上，保證撐腳與砂筒必須沿著滑道均勻、對稱布置。撐腳與砂筒定位完成后，用電焊的方式對撐腳和砂筒進行固定。

4.7 上轉盤搭模、鋼筋綁扎及牽引索和錨具安裝

上轉盤模板運轉的基礎是支撐頂桿，設置過程中要按設計圖紙保證轉盤與下承臺之間的間距合理，并且按設計圖紙綁扎上轉盤鋼筋。然后安裝錨具，牽引設施，為了避免銹蝕現象的發生，必須注意防潮、防淋。

4.8 上轉盤混凝土澆筑、鋼絞線纏繞

首先澆筑上轉盤框架，為了提高轉盤的平整度，同時也是為了給鋼絞線的纏繞提供方便，需要對其進行鑿毛處理，然后將鋼絞線纏繞在上轉盤上。對鋼絞線進行防銹處理，覆蓋防雨布，按時復查，一旦發現鋼絞線銹蝕，及時采取有效的措施進行處理，如銹蝕情況較為嚴重，則不能使用，避免對后續施工造成影響。

4.9 其他

實際施工中需要注意以下內容：提高球鉸安裝精度；調平所有的輔助支撐系統，并且在基坑內部完成定位后，再將混凝土鋼筋布設到基坑內；安裝下球鉸前，必須將所有的螺釘、耐磨板等拆除；混凝土澆筑前，要在下球鉸上安裝耐磨板、振搗孔蓋板螺釘，避免澆筑過程中混凝土堵塞，澆筑完成后，及時清理下球鉸球面；耐磨板的安裝盡量避免高溫條件下進行，防止氯丁膠凝固；一般情況下，安裝耐磨板前不需要涂氯丁膠，完成初步定位后可再涂一層薄氯丁膠，防止后續安裝施工出現反復。

5 結束語

綜上所述，施工中為了保證轉體T 形剛構可以平衡地轉動，必須保證轉體體系的制造精度和安裝精度，另外還需要保證轉體體系具有足夠的承載能力，只有這樣，才能保證轉動T 形剛構處于平衡狀態，實現大噸位橋梁項目的安全施工。