浅析桥梁平转关键工序不同施工工艺

梁育生　李柏霖

摘 要：依托某跨铁桥工程，对桥梁平面转体施工中关键工序可选用的不同施工工艺进行对比和分析，找出不同工艺的优势和不足，提出施工时的注意事项，为今后类似桥梁平面转体施工提供了参考和选择的依据。

关键词：桥梁 转体 平转法 关键工序 施工工艺

中图分类号：U445.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（a）-0043-03

桥梁转体施工是将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接）成形，然后通过转体就位至设计轴线的一种施工方法。它可将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业。根据桥梁结构的转动方向，转体施工可分为竖向转体施工法、水平转体施工法以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应用最多[1]。目前，国内桥梁平转法施工技术虽然成熟，成功实施的案例也很多，但施工过程中，有些关键工序若选用方法不当，会对施工质量、安全、进度及施工成本等造成较大的影响。桥梁一般平面转体结构自下而上由桩基础、下承台、球铰、环形滑道、撑脚、限位挡块、牵引反力座、上转盘（上承台）、墩身及上部结构组成。本文结合某跨铁桥平面转体施工实际操作经验，按转体施工顺序从球铰及滑道安装、上转盘底模支撑、称重试验及配重3个关键施工工序出发，探讨分析不同施工工艺的优缺点。

1 球铰及滑道安装

下承台是球铰及滑道锚固的载体，球铰及滑道又是保证转体结构自平衡和转体过程平稳的核心构件。为了保证球铰及滑道精确安装到位，下承台混凝土一般分2～3次浇筑。通常第一次浇筑至球铰和滑道支架底部，第二、三次浇至球铰及滑道钢板面，将球铰及滑道固定。相对应有以下3种施工工艺。

1.1 施工工艺（一）

（1）下承台混凝土第一次浇筑至球铰和滑道支架底部，预留球铰支架安装槽口。

（2）安装定位支架和滑道钢板、下球铰钢板，将平面位置及高程调整到位。

（3）浇筑下承台第二次混凝土，封固下球铰及滑道。

优点：由第一次下承台混凝土做支撑，定位支架安装及固定容易，位置调整方便；安装好后，在第二次浇筑混凝土过程中受扰动性小，稳固性好；利用定位支架上的调节螺栓，将支架及下球铰、滑道钢板一步安装、调整到位。

缺点：定位支架及下球铰、滑道钢板一步安装并浇筑埋设到位，浇筑完成球铰及滑道不可再微调。

1.2 施工工艺（二）

（1）将定位支架预埋安装固定在下承台钢筋骨架上，浇筑下承台第一次混凝土。

（2）安装滑道钢板及下球铰，利用调节螺栓将滑道钢板及下球铰安装调整到位。

（3）浇筑下承台第二次混凝土，将下球铰及滑道封固。

优点：先预埋支架，再安装下球铰及滑道钢板，利用调节螺栓精确就位，安装精度较容易控制。

缺点：在下承台钢筋骨架上固定安装定位支架难度较大，安装时位置调整较困难，需割除干扰钢筋；支架与钢筋焊接固定，稳固性不好，混凝土浇筑过程中容易受扰动；浇筑完成后，支架位置不可调整，须在预埋安装时将支架位置找准，防止超出调节螺栓调整范围。

1.3 施工工艺（三）

（1）下承台混凝土第一次浇筑至球铰和滑道支架底部，预留球铰支架安装槽口。

（2）安装定位支架和滑道钢板、下球铰钢板，将平面位置及高程粗调到位。

（3）浇筑下承台第二次混凝土，将定位支架下半部分封固。

（4）利用定位支架上的调节螺栓将下球铰及滑道精确就位。

（5）浇筑下承台第三次混凝土，将下球铰及滑道封固。

优点：球铰安装分三步进行，安装精度最高，最易控制。

缺点：下承台需分3次浇筑，比前两种施工工艺工期长；比前两种施工工艺多一道施工缝，混凝土结合面凿毛工程量增大。

综上，若项目转体施工工期较宽裕，施工精度控制要求高，转体重量大，则宜选择第三种施工工艺。

2 上转盘底模支撑施工

上转盘与下承台之间只有球铰直接接触，其余部位均悬空，因此，在浇筑上转盘（上承台时），需要采取措施将上转盘底模支撑起来，同时该措施要持续承受墩身及梁体结构施工荷载，直至转体前解除上下转盘间支撑为止。上转盘底模支撑方式的好坏，直接影响墩身及梁体结构在浇筑过程中、脱落架后上转盘的偏心位移量和整体沉降量，导致球铰受力不均匀、撑脚与滑道之间的间隙减小，从而对梁体称重试验甚至桥梁转体造成难以估量的后果。因此，在选择上转盘底模支撑措施时，需要根据项目特点、施工环境及工期等因素综合考虑。一般情况下，受上下转盘间空间较小限制（上下转盘间距一般为70cm左右），常用到的有以下3种底模支撑措施。

2.1 砖砌底模支撑

在下承台浇筑完成、上球铰安装完成后，将撑脚安装于设计位置，撑脚与滑道的间隙采用钢楔块或其他方式支垫。然后，测量放样出上转盘（上承台）平面位置，砌筑高质量的砖墙，在砖墙顶铺设10cm×10cm的木枋分配梁，分配梁顶铺设竹胶板底模。最后，绑扎钢筋、安装牵引索等预埋件，立侧模浇筑上转盘混凝土以及进行后续梁体施工，转体前再将砖墙凿除，解除支撑。

优点：砖砌施工简单，承压面积大，承压均匀。

缺点：砖墙拆除困难，拆除时易形成砖渣和粉尘，清理较困难；砌筑就拆除清理时间较长。

2.2 砂箱底模支撑

完成撑脚安装后，根据上转盘大小及转体重量，对称设置若干组砂箱于下承台上，在砂箱上铺设型钢（或木枋）分配梁及底模，最后浇筑上转盘混凝土。转体前，将泄砂孔打开，泄压，取出砂箱，解除支撑。

优点：砂箱可提前在后场加工好，缩短工序时间；安装快捷简单。

缺点：砂箱制作过程较复杂，精度要求高；须对砂箱提前进行预壓，且预压压力需相等；须选取均质、洁净、干燥的砂，否则易造成砂箱承载力不均匀。endprint

2.3 型钢底模支撑

采用型钢组合作为底模支撑措施，转体前，将型钢割除，解除支撑。

优点：型钢可提前在后场加工好，现场整体吊装，缩短工序时间；安装较为便捷。

缺点：型钢后场焊接加工过程较复杂；拆除时须采用气割对型钢烧割，割除工程量较大。

3 称重试验及配重

转体施工一般分平衡重转体和非平衡转体两种，其中悬臂“T型”梁体以平衡重转体居多，即墩顶两边悬臂重量理论上相同。对于平衡重转体，因为施工过程中受钢筋绑扎、混凝土浇筑不均匀、预应力张拉控制力不对称等各种客观因素影响，难免会造成转体结构两边悬臂重量有差异，所以，转体前，必须对转体结构进行称重试验，测算出转体结构的不平衡力矩（MG）及球铰摩阻力矩（MZ），再通过对梁体结构进行配重，使转体结构偏心值满足设计及规范要求。而称重试验顶升位置及配重方式需根据实际施工环境、施工条件等综合考虑选择应用。

3.1 称重顶升位置选择

称重试验一般需要沿桥横、纵轴线方向对称布置4个千斤顶（配套压力传感器）及若干位移传感器，利用千斤顶顶升转体结构，根据位移传感器判断球铰转动瞬间，读出千斤顶顶升力。通过桥轴线两个方向2次顶升取得数据，建立二元一次方程求得转动体不平衡力矩（MG）及球绞摩阻力矩（MZ）。顶升位置一般可选择以下两种。

（1）将千斤顶设置在上、下转盘间，如图1称重试验状态一，图中P1、P2分别代表纵桥向两侧千斤顶顶升位置及顶升力大小。

优点：千斤顶及位移传感器全部安装在上下转盘之间，安装及操作方便；可以选择千斤顶在P1位置顶升完后，转移到P2位置进行，减少一半设备，节约成本。

缺点：千斤顶设置在转盘位置，受转盘大小限制，顶升力臂较小，需大吨位千斤顶才能使球铰发生转动。

（2）将千斤顶设置在梁悬臂部分，可选择梁端或中部等位置，如图2称重试验状态二，图中P1、P2分别代表纵桥向两侧千斤顶顶升位置及顶升力大小。

优点：千斤顶设置在梁悬臂部分，可以加大顶升力臂，选择小吨位千斤顶即可使球铰发生转动。

缺点：需要在千斤顶下设置顶升反力座，一般须采用型钢支架；千斤顶从P1转至P2距离较远，转移不方便，一般需在P1、P2两处均设置，增加设备投入。

3.2 配重加载选择

称重试验完成后即可测算出梁体不平衡力矩及偏心距，依据此再进行配重，通过配重使梁体重新达到平衡状态。一般采用在梁两端加载的方式进行配重，加载方法可因地制宜、就地取材，例如：钢筋、砂袋、混凝土预制块，水袋或水箱等均可。若采用钢筋、砂袋、混凝土预制块或水袋等作为配重材料时，需要对材料先进行称取重量后，再利用吊车吊至计算好的位置，加、减载操作需要人工配合吊车完成；若采用水箱作为配重材料，则可在称重实验前，预先在梁两端固定好水箱，通过加水计算体积方式完成精确配重，且该水箱可通过加减水方法重新利用在合龙段施工时梁端预加载，具有操作简单，加、减载方便、精确的优点，但不足是水箱加工材料一般成本投入较大。

4 結语

本文结合桥梁平面转体施工实践，探讨分析了球铰及滑道安装、上转盘底模支撑、称重试验及配重3个关键施工工序多种施工方法各自的优缺点，旨在为日后转体施工提供实用性参考依据。

参考文献

[1] 张健峰，钟启宾.桥梁水平转体法施工的技术成就[J].铁路标准设计，1992（6）：19-41.

[2] 宋满荣，柳炳康，杨玉龙，等.跨大秦铁路大桥转体称重试验及配重研究[J].世界桥梁，2015，43（6）：63-67.

[3] 任庆国，苗兰第，马伟.跨线桥转体施工技术研究[J].江苏建筑职业技术学院学报，2016，16（1）：22-25.

[4] JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].endprint