機場北高速公路獨家節特大橋轉體施工技術研究

王永平 郭四海

(北京市建設工程質量第三檢測所有限責任公司重慶分公司 重慶 401120)

一、前言

從二十世紀四十年代開始，橋梁轉體施工進入了快速發展階段，大量應用在橫跨山川、河流、鐵路和公路的橋梁上，并逐漸成為一種節約經濟、減少施時間且能在施工時最大限度的開放交通的橋梁施工工法[1]。該施工工藝靈感來源于開啟橋開啟方式，通過轉動來完成橋梁梁體的架設，將轉動這種方式進行改進應用到橋梁的施工上，就出現了橋梁轉體施工。施工方法就是通過轉動體系與施工設備在河岸或既有線旁進行澆筑，之后再將梁體通過外力轉動到適當位置，從而完成橋梁建設。因為目前的橋梁大多要跨越山川、河流、鐵路和公路，所以，橋梁的轉體施工法成為了橋梁施工的首選，轉體施工逐漸應用到了國內外的各種橋型中[2]。

二、工程概況

機場北高速公路獨家節特大橋上跨滬昆鐵路工程同時上跨滬昆鐵路及新320國道，分線設置，左右幅設計橋梁寬度為20.25m，凈間距0.5m。公路線路平面位于直線上，橋面橫坡為單向2%，縱斷面位于2.69%上坡。橋跨布置為2×30m預應力砼簡支小箱梁+(2×75)mT構轉體+1×30m預應力砼簡支小箱梁，雙線分修，雙轉施工，于鐵路與公路間設置兩轉體主墩。左幅設計范圍為16號墩(K8+038.5)～21號墩(K8+278.5)，長240m，右幅設計范圍為15號墩(K8+008.5)～20號墩(K8+248.5)，長240m。本立交橋于鐵路里程K2581+047.10處上跨滬昆鐵路，交叉處公路里程為K8+114，與鐵路交角為87.3°。本工程施工區域為金馬村站至小哨站區間。滬昆鐵路為國家Ⅰ級雙線電氣化鐵路，公鐵交叉段鐵路為路基(路堤)工程，平面位于曲線上。交叉段鐵路軌面高程為2024.6～2024.8m，公路橋左線下方有一鐵路接觸網桿，編號025，桿頂高程2032.788m。T構梁轉體前施工段總長左右線均為141m，單線轉體重量約12000t，左線19#主墩高10m，右線18#主墩高14m。轉體時將左、右線T構同時逆時針方向左線轉體90°，右線轉體93.1°至成橋位置。轉體過程中左線需從鐵路023#、026#、025#接觸網桿頂通過，右線需從鐵路026#、025#接觸網桿頂通過。左線19#主墩離既有線較遠，右線18#主墩轉體前梁體邊嵩明端距鐵路線路中心距離為16.84m，墩身處梁體邊距鐵路線路中心距離為15.69m，昆明端梁體邊距鐵路線路中心距離為16.90m。轉體后左線小里程端梁端離鐵路中心線距離最近為10.46m，右線小里程端離鐵路中心線距離為39.3m，轉體后左線梁底距軌面最小距離為14.29m，距接觸網桿頂6.31m;右線梁底距軌面最小距離為13.27m,距接觸網桿頂5.29m，詳細橋梁與鐵路凈距見圖1。

圖1 T構梁轉體前平面布置圖

三、施工工藝

(一)轉盤施工

轉體能否順利進行受轉盤施工精度的影響，加工精度和安裝精度與轉盤施工精度密切相關。因此需要委托專業廠商進行轉盤的加工，同時要嚴格按照計劃組織安裝。由于水平轉盤面積大、盤下結構復雜，轉盤成功安裝的關鍵在于混凝土密實性是否滿足要求。

(二)滑道施工

與鋼軸相比，難以保持T形框架的重量平衡，因此需要滑道來保持箱梁轉體的穩定性。梁體標高和頂推力的變化直接受滑道平整度的影響。滑道的具體施工過程如下：下轉體支座板的底面混凝土澆筑完成后，首先清潔下轉體支座板的頂面并干燥球面，所有雜物均不得出現在轉體支座板表面和安裝滑動片的孔中。相應的滑動片應安裝在有編號的鑲嵌孔內，并且滑動片的頂面應位于同一球面上，并且誤差小于1mm。黃油聚四氟乙烯粉涂在滑動片間，以使其填充玻片之間的間隙，并略高于滑動片頂部，涂抹完后，應快速清潔和安裝轉體支座板。

(三)轉體牽引體系

橋梁轉體牽引體系由牽引動力系統、牽引索、錨固等構件組成。轉體動力系統應具有兩個功能：自動控制和手動控制，當主梁的末端即將到達設計位置前1.0m時，應采用點動操作。將限位裝置保持在適當的位置以防止超轉。

(四)轉體實施

1.轉體前施工準備

牽引動力系統安裝。調試轉體系統設備，包括高壓油錄的檢測與校正與整個旋轉系統的檢測；清理施工現場，支撐腳的環形滑道的上表面應保持清潔，以確保在T型框架的旋轉范圍內沒有其他障礙物；安裝牽引動力系統，由于轉體啟動時轉體支座板靜摩擦力大于滑動摩擦力，為防止T構突然轉動，在下轉盤安裝4臺400噸千斤頂；轉體初始參數采集，做好數據采集的準備工作，記錄高壓油泵及控制系統的各項參數信息；在進行轉體前，需對上下轉盤的臨時約束進行拆除，在拆除時需實施監控。

2.試轉

在上述各項準備工作完成后，正式轉動之前，需進行稱重及結構轉體試運轉，為正式實施轉體提供主要技術參數和可靠保證。試轉過程中，檢查轉體結構是否平衡穩定，關鍵受力部位是否產生裂紋。如有異常情況，則應立即停止運行，查明原因并采取相應措施整改后方可繼續試轉。

3.正式轉體

試轉結束，分析采集的各項數據，編制詳細的轉體方案，即可進行正式轉體。轉體結構旋轉前需要根據各個施工部位環節，對現場工作人員進行周密部署。先讓輔助千斤頂達到預定噸位，再啟動動力系統設備，并使其在“自動”狀態下運行。每座轉體使用的兩對稱千斤頂的作用力始終保持大小相等、方向相反，以保證上轉盤僅承受與摩擦力。在轉體旋轉過程中撐腳與滑道間間距因受力或荷載不平衡而發生變化時，在偏心對應處墊入四氟板以糾正偏心問題，轉體到位后約束固定。

四、結語

本文依托于機場北高速公路獨家節特大橋轉體工程，由于其轉體T構懸臂較長，且結構自身存在一定的橫坡與縱坡，因此采用了轉體施工技術，橋梁轉體施工是一項綜合性與技術性都較強的施工技術，施工應該從橋梁工程的客觀實際需求出發，遵循轉體施工技術的基本應用規律，嚴格掌握各項關鍵施工技術要點，本文為類似橋梁轉體施工提供參考。