桥梁平转体系构成及安装关键技术

陈春华

(中铁十二局集团 第三工程有限公司，太原 030024)

1 工程概述

桥梁转体施工是指将桥梁主体结构在非设计轴线位置施工成形后，利用合理的转动体系旋转就位的一种施工方法。其最大特点是可以将在障碍物上空的全部或部分作业转化为无干扰区域作业，具有施工需要的设备少、操作简便等优点。根据桥梁结构的转动方向，可分为竖向、水平转体 (简称竖转和平转)以及平转与竖转相结合三种方法。

新建铁路滹沱河特大桥跨京广线主桥为(80+128+80)m连续梁，设计采用水平转体施工工艺，即先平行京广线方向完成连续箱梁2个T构现浇施工，再分别平转18°和25°到设计桥位后合龙。单个转体质量达12 000 t。

2 平转系统构成

桥梁的水平转体系统主要由下转盘、球铰、上转盘和驱动系统组成。其中，下转盘包括下球铰、环形滑道和中心定位轴;上转盘包括上球铰、撑脚和轴套;驱动系统包括牵引系统和助推系统两部分。桥梁平转系统构成布置见图1。

图1 桥梁平转系统构成

3 球铰结构

球铰是转动体系核心部件，由钢骨架、上盘、下盘、定位轴、轴套以及两球面间聚四氟乙烯滑块组成，详细结构见图2。球铰球面板采用钢板冷压成型。两球面板间设有压缩强度高、摩擦系数低、蠕变小的聚四氟乙烯复合的夹层滑块。

图2 球铰结构

4 平转体系的安装施工

4.1 下球铰的安装

浇筑下承台第一次混凝土时预埋钢板和定位角钢。待混凝土达到一定强度后，先用吊车将下球铰骨架吊入放稳，再利用预埋角钢和调节螺栓人工粗调，见图3。

图3 下球铰安装定位

下球铰精调采用4台5 t油压千斤顶调整高程，用精度达0.01 mm的数字水准仪控制测量。调整工艺采取“边测边调，先松后紧，对角抄平，步步紧跟，重复循环，直到合格”的原则和方法。

4.2 滑道的安装

滑道安装分为滑道钢骨架安装和滑道钢板安装，安装方法与下球铰的安装类似。滑道的安装见图4。

图4 滑道安装定位

4.3 下转盘混凝土施工

为了加快施工进度，确保下球铰及滑道下混凝土密实，对混凝土浇筑进行优化和革新，采取了“自内向外，分层浇筑，一次成型”混凝土施工工艺。

4.4 定位轴和聚四氟乙烯滑块安装

下球铰混凝土浇筑完成后，先将转动中心轴φ270 mm的钢棒放入下转盘预埋套管中，再进行下球铰聚四氟乙烯滑动片和上球铰安装。每个球铰布置847块直径6 cm的聚四氟乙烯滑动片，其设计抗压强度为200 MPa。定位轴安装见图5。

图5 定位销轴安装

4.5 安装上球铰及试转

先将上球铰的两段销轴套管接牢固，然后吊起上球铰，在凸球面上涂抹一层聚四氟乙烯粉，再将上球铰对准中心销轴轻落至下球铰上，用倒链微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙一致。

采用人工力杆的原理对上盘进行试转，一方面靠上盘的自重将其与滑块顶面充分密贴，另一方面可以粗略测试上下盘之间的动摩擦系数大小，为正式转体施工提供参考数据。

4.6 撑脚的安装

上转盘共设有6组撑脚，钢管内灌注C50微膨胀混凝土。撑脚与下滑道的间隙为20 mm。转体前在滑道面内铺装3 mm厚不锈钢板。

4.7 上转盘施工

上转盘是一个受力复杂的三向预应力结构。长14 m，宽11 m，厚2 m，转台直径 φ10.4 m，高度0.8 m。转台是球铰、撑脚与上转盘相连接的部分，又是转体牵引索直接施加的部位。转台内预埋牵引索固定端采用P型锚具，每根索埋入转台的长度应＞3.0 m。牵引索外露部分应圆顺地缠绕在转台周围，互不干扰地搁置于预埋钢筋上，并做好保护措施。

上转盘混凝土浇筑无特殊要求，在其达到设计强度后，对整个转体系统支承体系进行转换，使上转盘支承于球铰上。施加转动力矩，使转台沿球铰中心轴试转，检查球铰的运转是否正常，测定其摩擦系数，为转体施工提供依据。

4.8 施工精度的控制

1)球铰高程控制:下球铰周边高程处于同一水平面内，误差 ≤0.5 mm，中心套管轴线为一铅直线。

2)滑道偏差控制:下滑道整体高程误差≤1.0 mm，相邻钢板高差≤0.2 mm。

3)测控设备:S3级水准仪。

5 结语

新建铁路滹沱河特大桥跨京广铁路(80+128+80)m连续梁是目前世界上采用转体法施工的最大跨度的连续梁。其两个转体T构，分别用时25 min和28 min，在一个“天窗”时间内圆满实现对接，确保了既有线运营的安全。项目实施过程中，通过对转动体系的施工技术系统研究，提出了球铰的安装定位和混凝土的浇筑新工艺，为以后同类桥梁的施工提供了借鉴。

［1］张连燕.桥梁转体施工［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］桂业昆，邱式中.桥梁施工专项技术手册［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［3］余常俊，刘建明，张翔，等.连续梁转体后中跨合龙段支架设计与施工［J］.铁道建筑，2010(5):16-18.