转体施工工艺在宿淮上跨京沪铁路中的应用

郭玉坤 上海铁路局建设管理处

1 工程概述

宿淮铁路疏解线跨京沪铁路特大桥位于宿州市符离集镇附近，与京沪上下行线相交，线路中心与既有京沪铁路斜交45°，T构梁底距轨道面8.5m。跨越京沪铁路为（56m+56m）T形刚构梁，采用平面转体施工技术，其中2×45m梁体连同矩形实体墩沿铁路方向在支架上现浇，T构通过连续千斤顶牵引装置逆时针转向 45°到设计位置后进行永久固结，转体重量约为2789.57t，其余两边墩处搭支架原位现浇11.6m边跨现浇合龙段（T构桥梁与京沪铁路的位置关系见图1）。

图1 T构梁与京沪铁路相交平面布置

2 转体工艺流程（见图2）

图2 宿淮上跨京沪铁路T构梁转体工艺流程

3 转动系统构造及设备安装

3.1 转动系统构造

转动系统是本桥实施转体施工的关键部位，由转体下盘、转体球铰、上转盘、转动牵引系统组成（转体系统构造见图3）。

转体下盘，为固定结构，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牵引反力座等；转体上盘，为转动结构。上下承台间为转体的转动系统，是转体的技术核心，由球铰和转台组成，球铰由上下球铰、球铰间四氟乙烯板、固定上下球铰的钢销、下球铰钢骨架组成；转台是球铰、撑脚与上下转盘相连接的部分，转台内预埋转体牵引索。

图3 转动系统构造

3.2 转动设备安装

3.2.1 球铰安装工艺

(1)球铰制作

球铰是转体结构的核心部分，球铰加工质量的控制是转动系统成败的关键，球铰制作精度应符合表1要求。

(2)下球铰骨架安装

下球铰安装精度要求高，须在转体下盘施工过程中预埋其定位骨架，通过调整螺栓栓杆的高低来精确调整下球铰平面的标高。

表1 球铰加工精度

(3)下球铰安装

下球铰骨架固定牢固后进行下球铰安装，吊装下球铰使其放在骨架上，对其进行对中和调平（下球铰安装见图4）。

下球铰安装完成后进行下球铰盘下凝土浇筑，注意避免浇筑过程碰撞球铰骨架。由于下球铰水平转盘面积比较大，盘下结构复杂，下转盘混凝土的密实性是转盘安装成败的关键，为此，在下转盘上提前预留混凝土振捣孔，隔一定距离设置排气孔和压浆孔，从下转盘锅底向上依次进行混凝土浇筑并振捣密实。

图4 下球铰安装图

(4)聚四氟乙烯滑动片安装

聚四氟乙烯滑动片在工厂内进行制作，在工厂内安装调试好后编好号码，现场对号入座，安装前需注意清理球铰表面及镶嵌孔内杂物。

(5)转体上球铰安装

对上球铰底面及下球铰面进行除锈清理，安放限位销轴至下球铰钢套中，务必保证限位销轴中心与下球铰中心重合，在凸球面上均匀涂抹一层黄油四氟乙烯粉。将上球铰吊起，上球铰对准中心销轴轻落至下球铰上，用拉链葫芦微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙一致。上球铰安装结束后，进行球铰试转，使球铰内四氟粉黄油均匀布于球铰上下盘之间，同时使上下球铰同心，保证下球铰均匀受力。

3.2.2 牵引助推系统安装

牵引系统主要由动力系统、牵引反力座和预埋牵引钢束组成，设置在下转盘上。本桥32#墩承台对称设置两个牵引反力座，助推系统和微调系统设置八组共用的反力座，以平衡转体启动时较大的启动力矩和进行转体结构的轴线微调。

3.2.3 撑脚及滑道安装

撑脚需由具有资质的厂家加工制作，一般由直径600 mm钢管及钢板焊接而成，钢管壁厚24 mm，在上转盘转台周围等分圆周布置六对。钢板滑道为支撑撑脚的结构，钢板宽度110 cm，厚度24 mm。由于箱梁T构的前后左右重量相对于钢轴很难保证平衡，箱梁转体的稳定就由撑脚及环形滑道来控制，环道的平整度将直接影响顶推力和梁体标高的变化。

4 转体准备与实施转体

4.1 转体准备

转体准备包括滑道清理、支架落架、临时锚固、箱梁不平衡力测试及配重、设备测试、线路封锁要点、气候条件收集、设置辅助顶推装置和防超装置、试转等方面，正式转体前应按施工方案进行全方位检查和调试。

4.2 转体实施

(1)分析采集试转各项数据，整理出控制转体的详细数据。(2)转体准备全部就绪并满足转体要求，各岗位人员到位，启动动力系统设备，并使其在"自动"状态下运行。

(3)设备运行过程中，密切观察和监控动力系统设备的运行情况及桥面转体情况，实时向指挥长汇报转体参数，及时掌握转体情况，使转体达到理想的设计要求。

(4)转体结构接近设计位置时，系统"暂停"，先借助惯性运行结束后，动力系统由"手动"状态下改为点动操作。每点动操作一次，测量人员测报轴线走行现状数据一次，反复循环，直至结构轴线精确就位。

(5)转体结构精确就位后，即对结构进行约束固定，进行封盘混凝土浇筑施工，以最短的时间完成转盘结构固结，使转盘与下转盘连成一体。

5 转体施工中出现特殊情况的处理

(1)转体施工中出现T构两端不平衡超出设定范围。在转体过程中，如果发现T构不平衡值超过范围，可根据监控量测结果，经理论推算后，采取现场加沙袋配重法调整T构两端的重量，使实际重心与理论重心控制在设定范围内。

(2)不能正常起动。正常情况下两侧千斤顶可以满足转体正常起动，若由于其他因素影响而导致不能正常起动，可借助助推系统千斤顶均匀加力，使结构转动。但当牵引系统和助推系统千斤顶均加载时，转动体仍然不转动，此时应检查撑角与环道接触处是否有杂物将其卡住，环道在此处是否形成上坡，此时可利用ZLD千斤顶前、后顶同时起动、手动增加牵引力使转动体转动。

(3)中途停下后的再次起动。由于特殊情况不得不在中途停止，然后再次重新起动时，为预防助推系统难以找到反力位置，必要时，可将钢轨插入环道两侧沿径向预留坑洞，用槽钢作反力横梁进行二次起动。

(4)牵引系统设备发生故障。现场备用一套设备，在转体过程中，由于特殊情况发生故障，维修人员要立即对设备进行维修，若短时间内不能修复，要立即通知指挥长实施设备更换。

(5)机械设备故障。由液压、机械、控制方面的专家及经验丰富的技术人员组成设备组，现场配备足够的设备备件，在转体过程中，紧急情况下随时启动应急程序。

(6)结构应力应变异常。如监测到结构应力、应变发生异常，立即检查异常部位的构件是否存在材质、制作及安装质量、设计缺陷，同时确认监测结构是否可靠，找出原因后，采取相应的补救措施。

(7)突然停电。为防止动力线路出现故障造成突然停电，应在转体桥附近备用一台120 kW的柴油发电机，为转体桥施工提供充足的电力保障。

6 结束语

转体结构作为T构梁主要承重结构和旋转结构，确保转体结构质量是转体施工成败的关键，本文结合新建宿淮铁路上跨京沪铁路T构转体施工，系统梳理了转体施工工艺流程、转体结构原理和设备安装工艺，对施工过程中的易发问题和控制措施进行了阐述，为同类桥梁转体施工的安全质量控制提供借鉴。