浅谈桥梁转体施工在公铁立交工程中的应用

陶伟峰

摘要:桥梁转体施工是指将桥梁结构本身做施工设施,利用滑道及转盘通过转体就位的一种施工方法。本文主要介绍公铁立交工程中转体桥设计的形式和用连续千斤顶实施转体施工的技术要点,并探讨桥梁转体施工在未来的发展。

关键词：转体桥；转体施工技术；探讨

1、引言

为满足经济社会发展和交通运输需求，国家近几年大力发展高速公路和高速铁路。尤其高速铁路的建成运营对公铁立交工程施工安全要求明显提高。

铁路的提速及高速公路的大量建设对公路跨越既有铁路采用架梁或悬浇的原有施工方案造成较大的影响，桥梁转体施工在这种背景下优势逐渐显现。

2、转体桥的优点

1）相对采用公路下穿既有铁路方式和架桥机架梁或悬臂施工方式，转体桥的优点是铁路要点时间短，对既有铁路干扰小，安全性高。

2）采用混凝土轴心转体施工，转体工艺简便易行，转体重量全部由桥墩球面混凝土轴心承受，承载力大，转动安全、平衡、可靠。

3）可将半孔上部结构整体预制，预制时间短，结构稳定性好，整体性强，更能体现结构的力学性能的合理性。

4）施工工艺和所用施工机械简单，转体时仅需两盘绞磨、几组滑轮即可使上部结构在短时间内转体就位，简便易行，易于掌握，便于推广。

3、转体桥施工关键技术

3.1 转体桥的桥面形式及转体球铰的位置。转体桥的桥面形式主要考虑桥的总体质量进行考虑，桥面一般采用单幅桥，如果桥体质量较大，可考虑采用双幅桥。

转体桥的转体球铰的位置设置一般也是考虑桥的总体质量，另外还需考虑桥的墩高。一般情况球铰设在承台上。如果是高桥墩，桥体质量较大，可考虑将球铰设在桥墩中部，以减少预制过程与转体过程就位误差的积累。

3.2主墩转盘施工

3.2.1下转盘施工。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。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。

在承台底和侧面四周钢筋绑扎绑扎完毕，并在混凝土顶面预埋滑道和下球铰骨架安装角钢后进行第一次混凝土浇筑；第二次混凝土浇筑至承台顶面；第三次混凝土浇筑千斤顶反力座和转体牵引反力座。

3.2.2球铰安装

1）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。对中和调平满足要求后，将调整螺栓固定。

2）安装上球铰。（1）在下球铰上安装四氟乙烯片，四氟乙烯片在工厂内进行安装调试后编好号码，现场对号入座。（2）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。并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定位销轴使其上下球铰中心重合。

3.2.3撑脚的安装

每个转体有成对的撑脚,每个撑脚由钢管混凝土圆柱状结构组成。对应上转盘的撑脚，下转盘设有下滑道及千斤顶反力座，千斤顶反力座用于转体的启动、止动、姿态微调等。

3.2.4上转盘安装

上转盘是转体的重要结构，在整个转体过程中形成一个多向、立体的受力状态，上盘布有纵、横、竖三向预应力钢筋。上转盘是球铰、撑脚与上盘相连接的部分，也是转体牵引力直接施加的部位，转体内预埋转体牵引索，牵引索外露部分圆顺地缠绕在转盘周围，互不干扰地搁置于预埋钢筋上。

上转盘施工时预埋竖向预应力筋，预埋钢绞线，每束钢绞线采用并排布置，作为转体牵引束。钢绞线预埋方向和牵引方向一致，然后浇筑混凝土。

3.3转体施工

3.3.1转体施工准备

1)箱梁的平衡称重。在试转体前拆除排架，在排架拆除过程中在箱梁端部向中墩方向留5米作为转体桥称重的工作平台。转体桥称重采用手动千斤顶和位移传感器相结合的方式进行，称重时通过位移传感器和千斤顶对梁端挠度进行应力和应变双控，在位移传感器读数一致的情况下，测得的千斤顶仪表值之差即箱梁两侧悬臂重力差。

2)转体的气候条件要求。转体前一周与气象部门及时沟通，保证转体时风力小于5级。

3)设备测试。（1）转体过程中的液压及电器设备出厂前要进行测试和标定，并在厂内进行试运转。（2）设备安装就位。按设备平面布置图将设备安装就位，连接好主控台、泵站、千斤顶间的信号线，接好泵站与千斤顶间的油路，连接主控台、泵站电源。（3）设备空载试运行。根据千斤顶施力值反算出各泵站油压值，按此油压值调整好泵站的最大允许油压，空载试运行，并检查设备运行是否正常。（4）安装牵引索。将预埋好的钢绞线牵引索顺着牵引方向绕上转盘后穿过千斤顶，并用千斤顶的夹紧装置夹持住，对钢绞线预紧，并使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。（5）拆除上、下转盘间的固定装置及支垫，清理滑道，并涂润滑油以减小摩阻力。（6）防超转机构的准备。在平转就位处应设置限位机构，防止转体到位后继续往前走。（7）辅助顶推措施的准备。根据现场条件，将转体千斤顶对称、水平地安放到合适的反力座上，根据需要在启动、止动、姿态微调时使用。

4）试转。（1）预紧钢绞线。用千斤顶将钢绞线逐根预紧，预紧应采取对称进行的方式，并应重复数次，以保证各根钢绞线受力均匀。（2）打开主控台及泵站电源，启动泵站，用主控台控制两台千斤顶同时施力试转。若不能转动，则施以事先准备好的辅助顶推千斤顶同时出力，以克服超静摩阻力来启动桥梁转动。（3）试转时，记录试转时间和速度，根据实测结果与计算结果比对进行调整转速。

3.3.2正式转体。1）液压控制系统、铁路要点审批、气象条件、结构物等全部就绪并满足转体要求，各岗位人员到位，先让辅助顶达到预定吨位后，启动动力系统设备，并使其在“自动”状态下运行。2）设备运行过程中，时刻注意观察和监控动力系统设备的运行情况及桥面转体情况，防止超转。

3.3.3转体就位

转体就位采用经纬仪中线校正，保证就位位置准确。转体就位后在撑脚下采用抄垫固定，同时在环道方向两侧采用型钢加固，保证就位的桥体不发生偏移。进行封盘混凝土的浇筑，以最短时间完成转盘结构固结。

4、桥梁转体施工在未来的发展

从目前铁路与公路发展来看，今后的铁路和公路建设以高速居多。为尽可能减少对既有铁路的行车影响，新建桥梁跨越既有铁路的方案中将把对既有铁路的影响大小作为一个重要因素进行考虑。通过我单位多年上跨桥的实际操作来看,转体桥是对既有铁路干扰最小的桥梁跨越方案之一,整个施工过程除了转体过程中需要向铁路部门申请要点施工外,对既有铁路正常通行几乎没有任何影响。因此,在这方面转体桥比其它桥型具有很大的优势，在今后的跨越既有铁路的施工方案中可优先考虑。

参考文献：

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[2]张联燕,程懋方.桥梁转体施工.北京:人民交通出版社,2003.1

[3]陈克坚.水柏铁路北盘江大桥转体施工设计关键技术[J].铁道标准设计,2004(9):55～58