雙幅轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)動精調(diào)施工工藝的探討

摘要 以萍鄉(xiāng)市中環(huán)北路涉鐵工程上跨既有滬昆鐵路為例，對雙幅轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)動精調(diào)施工工藝進(jìn)行分析。為了保證在轉(zhuǎn)體施工中，可以提升工程質(zhì)量，減少安全隱患。在施工中可采取試轉(zhuǎn)、正式轉(zhuǎn)體、點(diǎn)動精調(diào)三步驟以及分步轉(zhuǎn)動精調(diào)來進(jìn)行有效地控制，同時加強(qiáng)監(jiān)控量測，以保障轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動的精確性，更好地把控轉(zhuǎn)體施工質(zhì)量。以期為后續(xù)研究者提供工程借鑒。

關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)體試轉(zhuǎn);正式轉(zhuǎn)動;點(diǎn)動精調(diào);監(jiān)控量測

中圖分類號 U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0102-03

收稿日期：2022-05-07

作者簡介：武海軍（1989—），男，本科，工學(xué)學(xué)士，工程師，研究方向：公路橋梁工程。

0 引言

隨著我國轉(zhuǎn)體橋技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，在各特定環(huán)境下得到了廣泛的普及與應(yīng)用。轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動成功與否，關(guān)鍵在于加強(qiáng)轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動過程管控以及對轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)軸線、高程偏位的精確調(diào)控。

通常來講，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)動過程中難免會產(chǎn)生細(xì)微振動，導(dǎo)致轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)不平衡狀態(tài)改變，使得轉(zhuǎn)動精度控制難，反反復(fù)復(fù)，調(diào)整費(fèi)時費(fèi)力。因此該文將從如何在轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動不平衡狀態(tài)變化下快速高效地完成精準(zhǔn)定位進(jìn)行探討，為后續(xù)此類轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動的研究提供參考。

1 轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)動精調(diào)定位

1.1 工程背景

萍鄉(xiāng)市中環(huán)北路涉鐵工程上跨既有滬昆鐵路，上部構(gòu)造為2×70 m預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)體T構(gòu)梁式橋，萍鄉(xiāng)市中環(huán)北路涉鐵工程與滬昆鐵路位置關(guān)系為斜交，為降低對既有線影響采用轉(zhuǎn)體法施工，轉(zhuǎn)體重量1萬t，轉(zhuǎn)體角度47°。在橋梁轉(zhuǎn)體墩位處平行于滬昆鐵路線路方向采用支架法進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁施工，然后平面順時針轉(zhuǎn)體至設(shè)計位置進(jìn)行就位。

1.2 轉(zhuǎn)動階段劃分

在模擬轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動過程中發(fā)現(xiàn)，即使梁體經(jīng)過不平衡稱重已處于平衡狀態(tài)，但轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)一旦受風(fēng)荷載、溫度荷載及牽引力偶不均勻變化等影響，將直接導(dǎo)致上球鉸無約束、不規(guī)則運(yùn)動，使得橋梁軸線、高程時刻變化，并不能按預(yù)期設(shè)定加以控制。

為解決轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動過程的平衡狀態(tài)不可控性，更高效地順利完成轉(zhuǎn)體。萍鄉(xiāng)項目通過咨詢專家意見及方案比選，將轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動劃分為試轉(zhuǎn)、正式轉(zhuǎn)體、點(diǎn)動精調(diào)三步驟進(jìn)行，以此來保障在鐵路封鎖限時內(nèi)順利完成轉(zhuǎn)體，同時確保轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)線性及高程偏差滿足設(shè)計及規(guī)范要求[1]。

1.3 試轉(zhuǎn)

萍鄉(xiāng)項目轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)是由多型號多機(jī)組設(shè)計組合而成，其中包括：自動連續(xù)型牽引千斤頂、液壓泵站及智能轉(zhuǎn)體（頂推）主控臺、高壓油管及絕緣電纜。轉(zhuǎn)體工程的試轉(zhuǎn)主要作用為測試轉(zhuǎn)體的泵站電源穩(wěn)定性、液壓系統(tǒng)性能和牽引系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及獲取啟動、正常轉(zhuǎn)動、停轉(zhuǎn)后重新啟動以及各級點(diǎn)動狀態(tài)的牽引力、轉(zhuǎn)動速度等施工管控數(shù)據(jù)。

1.3.1 轉(zhuǎn)動前期準(zhǔn)備

轉(zhuǎn)體現(xiàn)場需配備足量工作人員及機(jī)械設(shè)備，各小組間加強(qiáng)協(xié)同配合，并做好統(tǒng)一部署安排。試轉(zhuǎn)前制做好轉(zhuǎn)盤刻度表貼在上轉(zhuǎn)盤（詳見圖1），起始時指針對準(zhǔn)0刻度。同時，自動連續(xù)型牽引千斤頂逐根預(yù)緊鋼鉸線，對稱進(jìn)行預(yù)拉工作，重復(fù)數(shù)次，確保每根牽引鋼束受力均勻。同時提前在下承臺埋設(shè)I32a工字鋼，工字鋼的埋設(shè)要充分考慮旋轉(zhuǎn)的方向和角度，并且需要測量精確定位，以便在轉(zhuǎn)體就位時立即與限位裝置焊接固定，鎖定轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)[2]。

1.3.2 主要數(shù)據(jù)采集

試轉(zhuǎn)時，項目技術(shù)管理人員做好以下相關(guān)轉(zhuǎn)體的數(shù)據(jù)測試工作：

（1）轉(zhuǎn)體工程試轉(zhuǎn)過程中靜止和正常轉(zhuǎn)動時的最大牽引力。

（2）轉(zhuǎn)體工程每分鐘轉(zhuǎn)速，即測量每分鐘轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動角度以及梁端轉(zhuǎn)動的弦長距，以供后續(xù)正式轉(zhuǎn)體時選定適宜轉(zhuǎn)速。

（3）控制測點(diǎn)操作，測量每十秒、五秒、三秒、一秒的點(diǎn)動一次梁端所轉(zhuǎn)動的弦長距，供后期轉(zhuǎn)體點(diǎn)動精調(diào)時使用。

試轉(zhuǎn)結(jié)束后利用楔形塊、工字鋼對撐腳進(jìn)行臨時固定，確保橋梁靜止不再轉(zhuǎn)動（詳見圖2）。同時分析試轉(zhuǎn)時采集的各項轉(zhuǎn)體數(shù)據(jù)，對正式轉(zhuǎn)體的實(shí)施方案進(jìn)行修正，萍鄉(xiāng)市中環(huán)北路涉鐵工程現(xiàn)場取得的靜態(tài)最大牽引力為16 kN，正常轉(zhuǎn)動牽引力為14 kN;轉(zhuǎn)體角速度為1.12°/min，小于規(guī)范1.125°/min，滿足設(shè)計及規(guī)范要求;轉(zhuǎn)體線速度1.294 m/min，小于規(guī)范1.5 m/min，滿足設(shè)計及規(guī)范要求;再根據(jù)試轉(zhuǎn)反算實(shí)際的靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)。

1.4 正式轉(zhuǎn)體

正式轉(zhuǎn)體時，解除撐腳臨時固定，嚴(yán)格按照試轉(zhuǎn)修正后的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)動過程中時刻注意觀察周圍情況，若出現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止轉(zhuǎn)動，不得硬性施工，待查明原因及采取解決措施后方可繼續(xù)轉(zhuǎn)動[3]。

轉(zhuǎn)動過程管控：萍鄉(xiāng)市中環(huán)北路涉鐵工程左右幅轉(zhuǎn)體在上、下盤的滑道之間各設(shè)置有8對保險撐腳，撐腳底板面距離滑道頂面預(yù)留2 cm縫隙，并提前塞入四氟乙烯滑板，轉(zhuǎn)動中定時挪動，緊跟撐腳正下方，避免撐腳意外落地后產(chǎn)生較大摩擦力，影響轉(zhuǎn)體。

轉(zhuǎn)動中，測量監(jiān)控相互協(xié)調(diào)配合，轉(zhuǎn)體主控臺始終保持單個轉(zhuǎn)體使用的兩對稱牽引力的大小相等、方向相反，避免不平衡力偶產(chǎn)生來確保雙幅轉(zhuǎn)體的線性平行、平穩(wěn)[4]。且過程中采用全站儀觀測梁體中線，梁端每轉(zhuǎn)過1 m，監(jiān)控組讀取轉(zhuǎn)盤標(biāo)識刻度，測量組測量橋面轉(zhuǎn)動刻度（詳見圖3），實(shí)時向總指揮匯報校核，且當(dāng)轉(zhuǎn)體平轉(zhuǎn)接近點(diǎn)動區(qū)時逐漸降低轉(zhuǎn)動速度，直至停止自動牽引操作。

1.5 點(diǎn)動精調(diào)

萍鄉(xiāng)市中環(huán)北路涉鐵工程轉(zhuǎn)體動力系統(tǒng)具有自動控制及手動控制雙功能，轉(zhuǎn)體時當(dāng)主梁端部到達(dá)設(shè)計指定的位置時停止連續(xù)轉(zhuǎn)動，采用點(diǎn)動操作，測量人員密切對轉(zhuǎn)體進(jìn)行監(jiān)測，對上部轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行水平校正并獲取點(diǎn)動操作時對應(yīng)轉(zhuǎn)體梁端的弧長數(shù)據(jù)，及時設(shè)置轉(zhuǎn)體限位裝置以防轉(zhuǎn)體超轉(zhuǎn)。

1.5.1 轉(zhuǎn)體軸線精調(diào)

萍鄉(xiāng)市中環(huán)北路涉鐵工程軸線偏差采用點(diǎn)動控制來調(diào)整，根據(jù)試轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)測試結(jié)果，采用十秒點(diǎn)動、五秒點(diǎn)動、三秒點(diǎn)動、一秒點(diǎn)動組合來控制，實(shí)時觀測每次轉(zhuǎn)體工程點(diǎn)動千斤頂?shù)男谐蹋瑩Q算梁端行程。梁端中線及邊線按20 m每斷面布置觀測釘，懸臂端及梁中心處按10 m每斷面加密布置觀測釘（詳見圖4）。

操控臺每點(diǎn)動一次，測量人員實(shí)時上報軸線移動數(shù)據(jù)，如此循環(huán)，直至軸線允許偏差不大于22 mm

（L/6 000 mm，L=132 m）范圍內(nèi)。最終測量人員沿著中線觀測點(diǎn)逐個進(jìn)行復(fù)測，并校核兩側(cè)邊腹板軸線位置，確保軸線精準(zhǔn)就位。軸線精調(diào)到位后，采用楔形塊對撐腳進(jìn)行抄墊臨時固定，并沿順時針、逆時針間隔使用限位工字鋼與預(yù)埋限位裝置焊接限位固定（詳見圖5），防止轉(zhuǎn)體軸線再次轉(zhuǎn)動。

1.5.2 轉(zhuǎn)體高程精調(diào)

若轉(zhuǎn)體軸線就位后發(fā)現(xiàn)有細(xì)微橫向傾斜或高程偏差，項目應(yīng)通過測量采集數(shù)據(jù)并詳細(xì)計算，通過在滑道之間適宜部位使用千斤頂進(jìn)行頂拱精調(diào)[5]。千斤頂布置完成后，撤掉撐腳底楔形塊解除豎向臨時鎖定，然后根據(jù)實(shí)際情況使用千斤頂分級同步加壓，選擇分級不易超過5 MPa，加壓應(yīng)緩慢連續(xù)，且每次加壓完成后，測量組應(yīng)及時觀測橋面各觀測釘高程變化，多次反復(fù)調(diào)整后，再全面校核中心軸線及高程各觀測點(diǎn)，確保頂面高程滿足允許偏差±15 mm，合攏前兩懸臂端滿足相對允許偏差39.2 mm（L/100，L=3 920 mm），且不大于15 mm，再用楔形塊進(jìn)行抄墊鎖定，并立即用電焊將楔形塊同滑道不銹鋼板及撐腳底部焊死，焊接鎖定形成第一道保險。同時，在相對撐腳各邊大20 cm處支模板，模板高度取10 cm，然后再往模板盒子里面灌注環(huán)氧樹脂砂漿，凝結(jié)固定形成第二道保險。最后抓緊后澆帶封盤混凝土施工，上下結(jié)構(gòu)固結(jié)形成整體完成轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)永久鎖定，轉(zhuǎn)體完成。

1.5.3 精調(diào)控制要點(diǎn)

（1）轉(zhuǎn)體工程由于轉(zhuǎn)動慣性或測量誤差，導(dǎo)致復(fù)測時發(fā)現(xiàn)過轉(zhuǎn)或欠轉(zhuǎn)的情況，可通過采用千斤頂組成的力偶助推系統(tǒng)，順向或反向?qū)ΨQ頂推轉(zhuǎn)體工程的撐腳，將轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動精準(zhǔn)調(diào)整至設(shè)計位置[6]。

（2）轉(zhuǎn)體頂升過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照分級加載的方式進(jìn)行操作，可根據(jù)理論計算的起頂力的20%開始施加荷載，按照10%的荷載級差加載直至T構(gòu)發(fā)生變動為止，每一級頂升力達(dá)到要求后觀察人員應(yīng)及時跟蹤測讀高程值并做好相關(guān)記錄。

1.6 轉(zhuǎn)體精調(diào)結(jié)果

轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)經(jīng)過試轉(zhuǎn)、正式轉(zhuǎn)體到達(dá)點(diǎn)動區(qū)，再由點(diǎn)動精調(diào)控制軸線至就位，萍鄉(xiāng)市中環(huán)北路涉鐵工程轉(zhuǎn)體現(xiàn)場實(shí)測軸線最大偏差6 mm，高程最大偏差280 mm，此時高程不滿足設(shè)計規(guī)范要求。緊接著鎖定轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平面位置，同時安裝千斤頂進(jìn)行高程調(diào)整至平衡，實(shí)測軸線最大偏差16 mm，高程最大偏差4 mm，此時軸線不滿足設(shè)計規(guī)范要求。然后再次對軸線進(jìn)行精調(diào)至就位，最后實(shí)測軸線最大偏差4 mm，高程最大偏差9 mm，此時均滿足設(shè)計規(guī)范要求，并在封鎖時間內(nèi)完成轉(zhuǎn)體。整個過程遵循控制變量法原則，鎖定軸線調(diào)整高程，高程調(diào)完復(fù)核軸線，反復(fù)校核直至控制兩者最大偏差在設(shè)計規(guī)范值內(nèi)，最終完成轉(zhuǎn)體定位。

2 結(jié)語

該文針對轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)動精調(diào)施工提出了討論研究，其轉(zhuǎn)體定位施工的成功也證實(shí)了該文提出的轉(zhuǎn)動精調(diào)施工工藝可以進(jìn)行高效、快速且準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)體定位，節(jié)省工程時間及成本，保障工程質(zhì)量及安全，也得到良好的效果，可為后續(xù)此類轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)動精調(diào)提供經(jīng)驗(yàn)及工程借鑒。基于此，下一步研究方向如何一次性精確調(diào)整轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)軸線及高程至就位，更快、更精準(zhǔn)更安全地完成轉(zhuǎn)體定位。

參考文獻(xiàn)

[1]劉磊. 跨既有鐵路線連續(xù)箱梁橋轉(zhuǎn)體施工技術(shù)研究[D]. 濟(jì)南：山東大學(xué)， 2017.

[2]侯廣偉. 寶雞市上塬路立交橋轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵技術(shù)問題研究[D]. 西安：西安理工大學(xué)， 2017.

[3]王峰. 轉(zhuǎn)體連續(xù)梁上跨高速鐵路施工安全防護(hù)綜合技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用[J]. 鐵道建筑技術(shù)， 2014（6）： 10-13.

[4]曹文， 王正儀， 王興猛. 輕型橋梁轉(zhuǎn)體施工專項試驗(yàn)研究[J]. 鐵道建筑， 2011（12）： 13-15.

[5]張航. 連續(xù)梁橋墩頂水平轉(zhuǎn)體施工監(jiān)控技術(shù)研究[D]. 湘潭：湖南科技大學(xué)， 2016.

[6]鄭柏強(qiáng). 呼張客專墩頂轉(zhuǎn)體連續(xù)梁施工技術(shù)研究[J]. 甘肅科技， 2016（3）： 92-95.