浅谈桥梁中心水平转体施工中转动体系的安装方法

2011-03-01董卫莹

黑龙江交通科技 2011年7期

董卫莹，王鸿

(1.廊坊市交通公路工程有限公司;2.中铁六局北京铁路建设有限公司)

1 前言

随着国家基础建设的快速发展，桥梁无支架施工也发展产生了许多的新工艺新方法，转体施工就是其中的一种。桥梁转体施工适用于跨越既有铁路、高速公路及难以吊装的特殊河道等受施工场地、时间等施工条件限制大的新建工程，具有节省吊装费用，安全、可靠、整体性好等特点。

目前施工中采用较多的为水平转体，转动体系主要有转动支承系统、转动牵引系统和平衡系统。

2 项目概况及工艺原理

该项目桥梁主桥主墩设置在路的两侧，转体处主墩外缘距现况路中心距离分别为13.54 m、13.59 m，非转体处主墩外缘距现况路最外侧路中心距离分别为16.31 m、17.43 m，主梁采用水平转体施工，路的两侧分别作为左、右幅桥梁的转体施工场地。

桥梁转体施工就是在桥台(单孔桥)或桥墩(多孔桥)上分别预制一个转动轴心，以转动轴心为界把桥梁分为上、下两部分，上部整体旋转，下部为固定墩台、基础，这样可根据现场实际情况，上部构造在条件允许的地段预制，旋转角度也可根据地形随意旋转。本项目先在路两侧分别形成108 m长的主梁(主墩两侧分别为55 m和53 m)，然后两幅桥同时转体至设计桥位，最后浇注剩余部分主梁。

3 转动体系的安装

3.1 主要技术标准

(1)球铰制作精度

①球面光洁度不小于▽3;②球面各处的曲率应相等，其曲率半径之差±0.5 mm;③边缘各点的高程差≯1 mm;④椭圆度≯1.5 mm;⑤各镶嵌四氟板块顶面应位于同一球面上，其误差≯0.2 mm;⑥球铰上、下锅形心轴、球铰转动中心轴务必重合。

(2)球铰安装精度

①球铰安装顶口务必水平，其顶面任两点误差≯1 mm;②球铰转动中心务必位于设计位置，其误差:顺桥向±1 mm，横桥向 ±1.5 mm 。

(3)滑道安装精度

滑道顶面相对高差≯2 mm，局部高差不大于≯0.5 mm。

(4)转体技术参数

①转体角度:58.708°;②转体时间:75 min;③转体梁端线速度:0.75 m/min;④转体角速度:0.015 rad/min;⑤转体动力储备系数:3.53;⑥转体牵引索拉力安全系数:8.25;⑦转体就位轴向误差:20 mm。

3.2 转体体系安装方法

(1)转转体大承台施工和滑道安装

转体下盘(转体大承台)为支承转体结构全部重量的基础，转体完成后，与上转盘共同形成桥梁基础。而上部全部转动体系重量产生的摩擦力也集中作用在轴心上。混凝土转动轴心安装在下转盘上，其位置为横桥向的中心和桥墩(台)中心的交汇处。

下盘采用C40混凝土，下转盘上设置转动系统的下球铰、保险撑脚环形滑道及转体拽拉千斤顶反力座等。根据要控制球铰及下滑道的安装精度的要求，转体大承台的浇注分三次完成。

①第一步绑扎承台底和侧面四周钢筋，进行第一层混凝土浇筑，并在混凝土顶面预埋滑道和下球铰骨架安装角钢。

②安装下滑道骨架和下球铰骨架，要求骨架顶面的相对高差不大于5 mm。骨架中心和球铰中心重合，与理论中心偏差不大于1 mm。

③绑扎预留槽两侧钢筋，安装预留槽模板，进行二次混凝土浇筑;二次浇注至承台顶面，控制好预留槽混凝土高度。

④绑扎球铰预留槽和下滑道钢筋，安装滑道钢板，要求滑道钢板顶面局部平整度不大于0.5 mm，相对高差不大于2 mm。

⑤第三次浇筑预留槽混凝土(下滑道钢板下部和下球铰预留槽)，浇筑千斤顶反力座和转体牵引反力座混凝土。

上转盘附着在下转盘上安装，固定成型，检查无误后在支架上绑扎主墩钢筋、立模板、浇注主墩混凝土，完成上转盘施工。

(2)球铰安装

①球铰的组成

球铰分上、下球铰，球铰间四氟乙烯板、固定上下球铰的钢销、下球铰钢骨架。球铰由专业生产厂家加工定制。

②球铰的作用

a在转体过程中支撑转体重量，是整个平衡转体的支撑中心。

b转体的关键部位，是整个平衡转体的转动中心。

c球铰的加工及安装精度直接影响转体效果。

③球铰施工

根据以往成功的转体系统安装经验，球铰施工分以下几步进行。

a安装下球铰

下球铰骨架固定牢固后，吊装下球铰使其放在骨架上，对其进行对中和调平，对中要求下球铰中心，纵横向误差不大于1 mm，施工采用十字线对中法，水平调整先使用普通水平议调平，然后使用精密水准仪调平，使其球铰周围顶面处各点相对误差不大于1 mm。固定死调整螺栓。

b安装上球铰

下球铰上安装四氟乙烯片，四氟乙烯片 φ60 mm×20 mm规格，允许应力100 MPa本工程球铰四氟乙烯片为324块，四氟乙烯片在工厂内进行安装调试后编好号码，现场对入座，安装时把下球铰表面和安装孔内清理干净，安装后要求顶面在同一球面上其误差不大于0.2 mm。

在下球铰上涂黄油和四氟乙烯粉，使其均匀的充满滑动片之间的空隙，并略高于顶面，严禁杂物侵入。

在上球铰球面上也均匀的涂一层黄油和四氟乙烯粉，安装上球铰精确定位，并临时锁定限位并通过直径为260 mm定位销轴使其上下球铰中心重合。

四氟滑动片应力检算

支座反力:57 800 kN。每个球铰布置324块直径为6 cm的聚四氟乙烯片，4块直径为15 cm的聚四氟乙烯片(振捣孔处)，总面积为9 867cm2。该聚四氟乙烯片设计抗压强度为不小于100 MPa。

经捡算:四氟乙烯片的抗压强度满足转体要求。

④撑脚的作用

上盘撑脚即为转体时支撑转体结构平稳的保险腿，转体时保险撑脚可在滑道内滑动，同时也能承受转体过程中的不平衡力，以保持转体结构平稳。

⑤撑脚的安装

每个转动体系有八对撑脚，每个撑脚由两根直径600 mm、高1 660 mm的钢管焊在厚24 mm扇形钢板上，撑脚内填充微膨胀混凝土，撑脚底与不锈钢板间预留20 mm间隙，施工时，在撑脚底和不锈钢板间放置由木条做成的一个方框，方框厚度为20 mm，内填平石英砂，把撑脚水平地布置在石英砂上。每个滑道上布置16个砂箱，砂箱直径为500 mm，每个理论承重300 t，用来支承上转盘和上部结构的重量，同时起到稳定上转盘作用。