进一步探讨铁路连续梁桥转体施工设计的创新与实践

刘辉

【摘 要】在桥梁建筑方面，每一个横空出世的施工工艺都会在桥梁界引发一场浩大的革命。随着我国桥梁建设的地域范围不断扩增，一种全新的桥梁建设思路横空出世，即从桥梁的跨部将桥梁分成两个半跨的构造，并在偏离轴线的位置对半跨进行施工，施工完成后通过扭动两个半跨的方式实现跨中合拢。并且，随着桥梁转体技术的不断提升与发展，人们也逐渐认识到桥梁转体技术的卓越性能，尤其当跨越运输任务较为繁重的国家干线时，常规的桥梁施工方法不但会影响交通运输的流畅性，同时还会带来巨大的安全隐患。

【Abstract】 In the aspect of bridge construction， every construction technology will lead to a huge revolution in the bridge field. With the expansion of the geographical scope of bridge construction in china， there creates a new idea of bridge construction. The span of a bridge is divided into two parts， each part of which is a half span structure， the construction of the half span is done in the position of the deviation from the axis， and after the construction is completed， the midspan is closed by twisting the two half spans. Moreover， with the continuous improvement and development of the bridge turning technology， people have gradually realized the excellent performance of the bridge turning technology. Especially during the construction of the national trunk lines of which the task of crossing transport is rather heavy， the conventional method of bridge construction will not only affect the mobility of transportation， but also bring huge security risks.

【关键词】铁路桥梁；转体施工；设计；创新

【Keywords】railway bridge； swivel construction； design； innovation

【中图分类号】K928 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）08-0139-02

1 引言

随着科学技术的发展和铁路规模的不断扩大，跨铁路桥梁技术的创新，越来越受到人们的重视。而转体施工凭借其速度快、对既有铁路影响较小的优势，在工程建设中，被人们大量运用。为了满足工程建设对于施工技术和施工工期不断增加的需求，跨铁路连续桥梁转体施工的创新也是亟待解决的课题。

2 桥梁转体的创新

桥梁转体施工可分为平转法、竖转法和平竖结合法，其中又以平转法的应用最为广泛。因此，本文重点介绍桥梁转体施工中平转法的创新。转动设备和转动能力是桥梁转体施工的关键，决定了桥梁转体施工的成败，同时施工中结构的稳定性和强度同样不可或缺。桥梁转体施工的转动系统由三部分组成，分别是承重系统、转动系统和平衡系统。因此，桥梁转体施工的创新也应该从这三方面着手。

首先，承重系统是桥梁转体施工中的核心部分，承重系统在20世纪以来经历了四个阶段，第一阶段是钢轴-环道阶段，第二阶段是钢筋混凝土轴-钢滚轮阶段[1]，第三阶段是钢筋混凝土球铰-支撑脚阶段，而第四阶段是钢筋混凝土轴-钢筋混凝土球铰阶段。近些年来，钢结构是桥梁转体施工承重系统的主要方式，钢球铰、钢平板铰和组合铰的出现使得桥梁转体施工工艺日渐简单，转动也更加灵活。钢球铰属于单点支承结构，能够承受全部的转体重量，其有着加工精度高、承载力大、安装简便的一系列优势。钢球铰的上、下球铰是在工厂由钢板精加工而成，到达施工现场后，在钢支架上安装定位。钢平板铰也属于单点支承结构，具有受力明显、易于加工、转动灵活等优点。组合铰是由转轴、上钢板、下钢板、环道和撑脚组合形成，介于单点支承和双点支承之间，具有稳定性高、承载力大的特点。其次，随着我国大型桥梁的发展，转体重量急剧增加，传统的倒链和普通千斤顶已经不能满足工程建设需求。而大吨位连续张拉千斤顶的运用，则创造性地满足了这一工程需求，同时还实现了近距离桥梁双幅同步平转，为桥梁转体施工工程奠定了基础。转动系统一般是由钢绞线、反力座穿心式张拉千斤頂、液压泵站和控制台组成。在进行转体施工时，千斤顶对称布置在下转盘两侧的反力座后方，通过拽拉一端锚固在上转盘中钢绞线的方式，使桥梁得以匀速、平稳的转动。最后，是转动系统中的平衡保险系统，该系统主要由撑脚、环道和保险柱组成，稳定的平衡保险系统对于桥梁转体施工是至关重要的。前期，桥梁转体工程中采用撑脚顶住环道或者保险柱顶住上转盘的办法，不能保证转体转动时对自身平衡的掌控，影响了转体施工工程的开展。而在2003年，中国铁道科学研究院进行的不平衡称重试验研究，实现了对转动体平衡性能的准确预测。研究中得到了转体工程中转动体的不平衡力矩、偏心距、摩擦阻力和静摩擦系数，这几组数据的确定，能够确定转体工程中所需要的动力以及工程是否需要进行配重。endprint

3 桥梁转体施工设计实例

本文对S326浏阳市澄潭江到宁乡县沙田公路工程上跨京广铁路立交桥进行桥梁转体的施工设计，其地理位置位于长沙市湖南省东部偏北的位置。其中桥梁转体的设计包含转体的下转盘、上转盘、球铰以及转动牵引系统。

3.1 转体下盘

下盘是作为支撑转体结构的重要基础设施，完成转体施工之后与上盘一同形成桥梁的基础构造。下转盘在施工过程中采用C50混凝土。在下转盘之上设置保险撑脚环滑道、转动系统的下球铰以及转体拽拉千斤顶反力座等。

3.2 球铰制作与安装

直径为，厚度为40mm的上下两片刚球铰是平转法施工中的转动体系，其中转动球铰是转动体系的核心，也是施工过程中的关键结构，需要具备较高的制作与安装精度[2]。

在工程制作刚球铰的过程当中，需要按照预先设计的位置在球铰面上铣钻四氟板镶嵌孔，然后在钢球铰适当的位置设置混凝土捣振孔，为混凝土的施工提供便利的条件。球铰在安装过程中要确保精准，在完成下球铰的精确定位之后将其锁定，在灌注混凝土之前对球铰中心的套筒进行精确的定位并将其固定，为中心位置转动提供便利。

下球铰完成混凝土的灌注之后，将钢棒放置在下转盘的套筒当中，然后进行上球铰以及下球铰四氯乙烯滑片的安装。在安装四氯乙烯滑片之前，首先需要清洁下球铰的顶面，保证滑片安装的孔内以及球铰顶面清洁，完成球铰清理后将其吹干。安装四氟乙烯滑片需要依照编号顺序进行安装，布置总面积为、数量为934块的聚四氟乙烯片。当四氟乙烯滑片在高压状态下时，计算得到的平均应力是，设计该四氟乙烯滑片的抗压强度是。

完成滑片的安装之后，保证滑动片的顶面位处同一球铰面之上，经误差控制在1mm之内，完成检查之后，将黄油四氟乙烯粉均匀涂抹在滑动片上，并在涂抹完成之后及时安装球铰避免有杂物掉落。确定上球铰的位置之后，用胶带将上下球铰的吻合面进行缠绕和密封，以保证没有泥砂或杂物进入球铰摩擦部分。

3.3 转体上盘撑脚和滑道

上盘撑脚是工程转体中支撑转体结构平稳的保险腿。上盘设有8个撑脚，为双圆柱形。撑脚在场外预制后运进施工现场，在上球铰安全就位后即可安装撑脚。为了保证8个保险腿对称地分布在纵轴线的两侧，结合工程转体时保险腿的受力情况，转台对称的两个保险腿之间的中心线要与上盘纵向中心线相重合。为保持转体结构平稳，在下盘顶面设置了宽、半径为的滑道，转体工作时保险撑脚在滑道内滑动。

3.4 转体上盘

上盘设有纵向预应力钢筋，在转体中处于一种多向、立体的受力形态。而转台位于球铰、撑脚和上盘相连接的部分，直接承受转体牵引力。在保证强度和牵引方向一致的前提下，在转台中埋入转体牵引索。当上盘混凝土强度到达设计要求后，开始转动系统支承体系的转换。将转台的支承点转换到球铰上，同时，使转台围绕球铰中心轴转动。

3.5 转体上盘预应力施工

上盘纵向预应力筋采用15-φs15.2钢绞线，采用单端交错张拉，张拉端采用M15-15锚具，锚固端采用M15-15P锚具，张拉控制应力1395MPa。预应力孔道均用波纹管制孔，波纹管用钢筋定位网定位，张拉后及时封錨压浆。

3.6 转体结构的牵引力计算及设备配置

转体结构的设计主要基于三组数据，分别是转体重量、桥梁施工误差产生的偏心距和风荷载。本桥施工时，转体施工持续很短的时间，根据天气、风速情况，选择合适的时段进行施工，此时段需要5-6天时间。本桥的每个转体选用了两套ZLD200型液压、同步、自动连续牵引系统，通过对缠绕于转台圆周上的钢绞线进行拉拽，使得转动体系转动。

4 结语

我国公路桥梁在日后的建设施工当中，为了降低对既有营运线路的干扰，可以广泛的在跨线桥梁施工中使用转体施工的方式，克服桥梁修建中出现的障碍与问题，提升桥梁的修建质量。同时为了克服桥梁转体自由重量，还需要不断的研发新工艺、新技术、新材料以及新结构，不断提升转体系统的质量与精度。由于刚球铰具有费用昂贵的特征，在施工中需要注重投资效益，并不断加强对桥梁转体施工规范的更新与设计，保证桥梁转体在施工中有据可依。

【参考文献】

【1】倪燕平.铁路连续梁桥转体施工的创新与实践[J].铁道标准设计，2013（07）：64-65+69.

【2】许胜坚.先简支后连续梁桥构造设计及施工质量控制的关键因素[J].交通世界，2017（20）：97-98.endprint