雙幅轉體橋轉動精調施工工藝的探討

摘要 以萍鄉市中環北路涉鐵工程上跨既有滬昆鐵路為例，對雙幅轉體橋轉動精調施工工藝進行分析。為了保證在轉體施工中，可以提升工程質量，減少安全隱患。在施工中可采取試轉、正式轉體、點動精調三步驟以及分步轉動精調來進行有效地控制，同時加強監控量測，以保障轉體結構轉動的精確性，更好地把控轉體施工質量。以期為后續研究者提供工程借鑒。

關鍵詞 轉體試轉;正式轉動;點動精調;監控量測

中圖分類號 U445.4 文獻標識碼 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，工學學士，工程師，研究方向：公路橋梁工程。

0 引言

隨著我國轉體橋技術的不斷發展成熟，在各特定環境下得到了廣泛的普及與應用。轉體轉動成功與否，關鍵在于加強轉體轉動過程管控以及對轉體結構軸線、高程偏位的精確調控。

通常來講，轉體結構在轉動過程中難免會產生細微振動，導致轉體結構不平衡狀態改變，使得轉動精度控制難，反反復復，調整費時費力。因此該文將從如何在轉體結構轉動不平衡狀態變化下快速高效地完成精準定位進行探討，為后續此類轉體轉動的研究提供參考。

1 轉體橋轉動精調定位

1.1 工程背景

萍鄉市中環北路涉鐵工程上跨既有滬昆鐵路，上部構造為2×70 m預應力混凝土轉體T構梁式橋，萍鄉市中環北路涉鐵工程與滬昆鐵路位置關系為斜交，為降低對既有線影響采用轉體法施工，轉體重量1萬t，轉體角度47°。在橋梁轉體墩位處平行于滬昆鐵路線路方向采用支架法進行現澆箱梁施工，然后平面順時針轉體至設計位置進行就位。

1.2 轉動階段劃分

在模擬轉體轉動過程中發現，即使梁體經過不平衡稱重已處于平衡狀態，但轉體結構一旦受風荷載、溫度荷載及牽引力偶不均勻變化等影響，將直接導致上球鉸無約束、不規則運動，使得橋梁軸線、高程時刻變化，并不能按預期設定加以控制。

為解決轉體結構轉動過程的平衡狀態不可控性，更高效地順利完成轉體。萍鄉項目通過咨詢專家意見及方案比選，將轉體結構轉動劃分為試轉、正式轉體、點動精調三步驟進行，以此來保障在鐵路封鎖限時內順利完成轉體，同時確保轉體結構線性及高程偏差滿足設計及規范要求[1]。

1.3 試轉

萍鄉項目轉體牽引系統是由多型號多機組設計組合而成，其中包括：自動連續型牽引千斤頂、液壓泵站及智能轉體（頂推）主控臺、高壓油管及絕緣電纜。轉體工程的試轉主要作用為測試轉體的泵站電源穩定性、液壓系統性能和牽引系統的工作狀態以及獲取啟動、正常轉動、停轉后重新啟動以及各級點動狀態的牽引力、轉動速度等施工管控數據。

1.3.1 轉動前期準備

轉體現場需配備足量工作人員及機械設備，各小組間加強協同配合，并做好統一部署安排。試轉前制做好轉盤刻度表貼在上轉盤（詳見圖1），起始時指針對準0刻度。同時，自動連續型牽引千斤頂逐根預緊鋼鉸線，對稱進行預拉工作，重復數次，確保每根牽引鋼束受力均勻。同時提前在下承臺埋設I32a工字鋼，工字鋼的埋設要充分考慮旋轉的方向和角度，并且需要測量精確定位，以便在轉體就位時立即與限位裝置焊接固定，鎖定轉體結構[2]。

1.3.2 主要數據采集

試轉時，項目技術管理人員做好以下相關轉體的數據測試工作：

（1）轉體工程試轉過程中靜止和正常轉動時的最大牽引力。

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

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

試轉結束后利用楔形塊、工字鋼對撐腳進行臨時固定，確保橋梁靜止不再轉動（詳見圖2）。同時分析試轉時采集的各項轉體數據，對正式轉體的實施方案進行修正，萍鄉市中環北路涉鐵工程現場取得的靜態最大牽引力為16 kN，正常轉動牽引力為14 kN;轉體角速度為1.12°/min，小于規范1.125°/min，滿足設計及規范要求;轉體線速度1.294 m/min，小于規范1.5 m/min，滿足設計及規范要求;再根據試轉反算實際的靜摩擦系數和動摩擦系數。

1.4 正式轉體

正式轉體時，解除撐腳臨時固定，嚴格按照試轉修正后的各項數據進行控制，轉動過程中時刻注意觀察周圍情況，若出現異常情況應立即停止轉動，不得硬性施工，待查明原因及采取解決措施后方可繼續轉動[3]。

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

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

1.5 點動精調

萍鄉市中環北路涉鐵工程轉體動力系統具有自動控制及手動控制雙功能，轉體時當主梁端部到達設計指定的位置時停止連續轉動，采用點動操作，測量人員密切對轉體進行監測，對上部轉體結構進行水平校正并獲取點動操作時對應轉體梁端的弧長數據，及時設置轉體限位裝置以防轉體超轉。

1.5.1 轉體軸線精調

萍鄉市中環北路涉鐵工程軸線偏差采用點動控制來調整，根據試轉數據測試結果，采用十秒點動、五秒點動、三秒點動、一秒點動組合來控制，實時觀測每次轉體工程點動千斤頂的行程，換算梁端行程。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）。

操控臺每點動一次，測量人員實時上報軸線移動數據，如此循環，直至軸線允許偏差不大于22 mm

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

1.5.2 轉體高程精調

若轉體軸線就位后發現有細微橫向傾斜或高程偏差，項目應通過測量采集數據并詳細計算，通過在滑道之間適宜部位使用千斤頂進行頂拱精調[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，然后根據實際情況使用千斤頂分級同步加壓，選擇分級不易超過5 MPa，加壓應緩慢連續，且每次加壓完成后，測量組應及時觀測橋面各觀測釘高程變化，多次反復調整后，再全面校核中心軸線及高程各觀測點，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氧樹脂砂漿，凝結固定形成第二道保險。最后抓緊后澆帶封盤混凝土施工，上下結構固結形成整體完成轉體結構永久鎖定，轉體完成。

1.5.3 精調控制要點

（1）轉體工程由于轉動慣性或測量誤差，導致復測時發現過轉或欠轉的情況，可通過采用千斤頂組成的力偶助推系統，順向或反向對稱頂推轉體工程的撐腳，將轉體轉動精準調整至設計位置[6]。

（2）轉體頂升過程中，應嚴格按照分級加載的方式進行操作，可根據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構發生變動為止，每一級頂升力達到要求后觀察人員應及時跟蹤測讀高程值并做好相關記錄。

1.6 轉體精調結果

轉體結構經過試轉、正式轉體到達點動區，再由點動精調控制軸線至就位，萍鄉市中環北路涉鐵工程轉體現場實測軸線最大偏差6 mm，高程最大偏差280 mm，此時高程不滿足設計規范要求。緊接著鎖定轉體結構平面位置，同時安裝千斤頂進行高程調整至平衡，實測軸線最大偏差16 mm，高程最大偏差4 mm，此時軸線不滿足設計規范要求。然后再次對軸線進行精調至就位，最后實測軸線最大偏差4 mm，高程最大偏差9 mm，此時均滿足設計規范要求，并在封鎖時間內完成轉體。整個過程遵循控制變量法原則，鎖定軸線調整高程，高程調完復核軸線，反復校核直至控制兩者最大偏差在設計規范值內，最終完成轉體定位。

2 結語

該文針對轉體橋轉動精調施工提出了討論研究，其轉體定位施工的成功也證實了該文提出的轉動精調施工工藝可以進行高效、快速且準確的轉體定位，節省工程時間及成本，保障工程質量及安全，也得到良好的效果，可為后續此類轉體橋轉動精調提供經驗及工程借鑒。基于此，下一步研究方向如何一次性精確調整轉體結構軸線及高程至就位，更快、更精準更安全地完成轉體定位。

參考文獻

[1]劉磊. 跨既有鐵路線連續箱梁橋轉體施工技術研究[D]. 濟南：山東大學， 2017.

[2]侯廣偉. 寶雞市上塬路立交橋轉體施工的關鍵技術問題研究[D]. 西安：西安理工大學， 2017.

[3]王峰. 轉體連續梁上跨高速鐵路施工安全防護綜合技術優化應用[J]. 鐵道建筑技術， 2014（6）： 10-13.

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

[5]張航. 連續梁橋墩頂水平轉體施工監控技術研究[D]. 湘潭：湖南科技大學， 2016.

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