铁路连续梁桥墩底转体施工技术研究

唐昌敏

摘 要：在当前铁路连续梁桥工程中，在墩底采用转体施工技术已经较为普遍。该项施工技术要求桥梁首先需要悬臂浇筑连续梁T构后，再进行转体合龙，以此有效达到优化工程施工成效的效果。基于此，本文将结合具体工程案例，重点针对铁路连续梁桥墩底转体施工技术进行简要分析研究，以期能够为相关研究人员提供相应理论参考。

关键词：铁路连续梁桥;墩底;转体施工;施工技术

中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）07-0127-02

通过对铁路连续梁桥墩底转体施工技术进行探究，一方面有助于人们对该项施工技术及其应用方式、应用成效等进行全面、正确认知。另一方面也可以为其他同类型的工程施工提供相应的施工方法思路，以此有效保障铁路连续梁桥施工工程具有较高的施工效率与施工质量，促进其在新时期下实现长效发展。因此本研究也具有一定的研究价值与现实意义。

1 工程概況

在对铁路连续梁桥墩底转体施工技术进行分析研究的过程中，本文选择以某同时承担客运与货运工作的铁路连续梁桥施工工程为例。该施工工程上跨高速公路，单线桥宽度为7m，先悬臂浇筑的T构总长为27m。孔跨组成为（40+56+40）m，和公路之间形成了111°的夹角。在施工中选择采用转体施工技术，并在墩底位置处安装转体体系，整个转体约重3500t。使用单箱单室作为连续梁的主梁，主墩梁与跨中梁的高度则分别为4.0m与2.8m。

2 铁路连续梁桥墩底转体施工分析

2.1 转动结构体系施工技术

2.1.1 结构组成

在该工程的转动结构体系中，组成部分分别为上下转盘、球铰以及牵引系统。其中上下转盘分别位于上承台与下承台，高度分别为2.5m和1.7m，分别负责对整个转体结构以及桥墩、主梁提供必要支撑。转盘直径为8.5m，在整个转体中，球铰作为重要构件之一，其主要结构组成包括上下球铰、转轴等，其安装控件高度与球体直径分别为0.8m和10m。牵引系统中千斤顶和牵引束作为其最重要的组成部分，牵引上转盘绕球铰转轴转动。如图1所示，展示的就是工程转动结构体系示意图。

2.1.2 施工工艺

在该工程转动结构体系的实际施工中，首先在桥梁下承台位置处预留出边长为8.3m的正方形空间，便于下转盘作业以及安装球铰。此后需要将预制好的角钢，根据施工要求现场拼装成型钢骨架，以便为球铰、滑道板提供固定支撑。在将可微调的螺母系统规范安装在顶面并预留出用于滑道板与球铰牢固固定的螺栓孔后，即可安装下滑道板与下球铰。要求下球铰以及同型钢骨架焊接联成后的高程偏差均不得超过±1mm，同时下承台混凝土顶面与下层滑道板和下球铰的外缘标高需完全一致[1]。所采用的滑道板是由两块上层使用了不锈钢材质的，厚度均为10mm的钢板拼接而成。在依次安装上球铰与上滑道板等之后，需要将适量黄油四氟粉和黄油均匀涂抹在耐磨板表面与转轴安装孔的表面位置处，对准安装孔后进行转轴安装。其高程偏差值同样不得超过±1mm，最后按照施工要求规范安装撑脚、砂箱和钢绞线即可。在工程中所使用的钢绞线为4-js15.2mm环氧钢绞线，每墩各有长度为25m的两束钢绞线，在使用专业锚具将其一端锚固后直接埋入转盘当中，另外一端则与转体牵引千斤顶相接。如图2所示。

2.2 称重与不平衡配重实验

2.2.1 称重实验

在实际进行桥梁转体之前需要开展称重实验，通过对偏心距、摩擦系数等各项关键参数进行有效测定，从而为后续转体桥梁配重提供切实可靠的参考依据。在称重实验中，首先需要竖向转动球铰，对不平衡力矩进行测定。在竖向转动球铰的过程中，施加在承台的顶力不断增大时，球铰会受力发生相应转动。为此，施工人员首先将四个测试球铰微小转动百分表分别布设在转盘底四周，随后将千斤顶布置在于球铰中心相距3.8m的位置处，在进行适当调整后，对千斤顶逐级加力，当百分表明显存在突变情况时，即可对顶升力进行测算[2]。此时顶升力与克服最大静摩擦力矩荷载最大值相一致。下表展示的就是该工程施工中，通过称重实验所确定的主要参数数据，如表1所示。

在计算摩阻系数与偏心距时分别需要使用如下公式：

摩阻系数=MZ/0.98RN

偏心距=MG/N

其中R与N分别代表着球铰球体半径以及转体重量。在结合称重实验相关参数后，该工程施工中最终选择使用300t千斤顶。另外考虑到梁体落架后撑脚无一同滑板道相接触，因此其属于悬空状态。这也意味着梁体并没有出现绕球铰作刚体转动的情况，球铰摩阻力距与转动体不平衡力矩共同维持梁体的整体平衡。

2.2.2 不平衡配重

由于该工程施工中的转体重量只有3500t，因此为了保障转体施工具有更高的安全性和稳定性，施工人员选择使用不平衡转体配重的方式。即通过避免梁体与球铰出现中心完全重合的情况，在转体转动中令体系倾向一侧，球铰与撑脚共同构成的两点竖向负责为整个转体结构提供所需支撑。通过结合工程实际施工需要，要求配重后的偏心距应当在2.5cm到10cm之间且偏向边跨侧。在实际配重过程中，通过先将水箱设置在主梁边跨侧与梁端相距4m的位置处，随后向水箱注水即可。在完成转体之后如果梁地横向出现不平衡的现象，则需要施工人员及时使用千斤顶进行相应调整。

2.3 转体施工准备与试转体

2.3.1 转体施工准备

通过结合国家相关标准要求以及工程实际情况，在该铁路连续梁桥墩底转体施工中，设计静摩擦系数与动摩擦系数分别为0.1和0.06，设计启动和转体转动需要的牵引力最大值分别为2×500kN以及2×300kN。结合之前称重实验中获得的相关参数数值，可知1#墩与2#墩的静摩擦系数均比设计摩擦系数值小。因此通过进一步计算可知二者在实际启动时需要的牵引力最大值分别为2×99kN以及2×89kN。以此为基础，在转体施工准备阶段，施工人员选择使用两台张拉力与张拉行程分别为1193kN与200mm的千斤顶、智能控制台等机械设备为后续实际转体施工提供良好的设备保障。

2.3.2 试转体

为保障铁路连续梁墩底转体施工得以有效落实，在正式转体之前需要进行试转体。在试转之前施工人员需要确保上转盘刻度标注清晰，并将刻度指针按照要求规范埋设在下转盘上。以便能够对转动距离、转速进行实时控制，随后通过空载试运行的方式对设备性能进行有效检验，在确保设备性能要求均与规定标准要求相符后，需要使用5kN到10kN的力依次预紧每一根钢绞线，并将整机运行至50kN，此时如果无任何异常发生则表明设备可以正常运行。在实际试转过程中，主要对钢绞线拉伸长度值进行严格控制，同时结合具体情况对牵引力进行相应控制，以便能够达到有效控制转速，试转体可以匀速转动的效果。

2.4 正式转体施工技术要点

在铁路连续梁桥墩底转体施工过程中，如果现场风速不超过4级，且转体结构与设备在经过全面、严格的检验之后均与规定标准要求相符后，施工人员需要将滑道上的杂物等一并清除干净，并涂抹适量黄油以使得滑道的摩擦阻力能够降至最低。在启动转体时，需要缓慢增加牵引力。在该工程施工中，1#墩和2#墩千斤顶采用分次加力的方式，加力分别为140kN与115kN、138kN与125kN。在转动转体时，需将四氟板填充在撑脚位置处，转动角速度需控制在1°/min到1.2°/min，每當转动5°后施工人员便需要将转体状态实时报告至控制台[3]。在桥面两端中心轴线水平距离接近200mm时需要点动转体，直至其基本就位。此时施工人员需要参照设计标高，对梁体端部标高等进行优化调整，在确保转体完全就位后需要将其焊接锁死，并依次进行钢筋绑扎与混凝土浇筑操作即可。

3 结语

在开展铁路连续梁桥墩底转体施工时，施工人员需要立足工程实际情况，严格遵循国家相关标准要求，依照具体施工方案规范完成转动结构体系施工、称重实验和不平衡配重等操作。并在实际转体施工之前进行试转体，最后通过规范启动转体并对其进行连续转动、点动，直到其完全就位后将其锁死，即可有效完成全部转体施工。

参考文献

[1] 张天雷.高墩大跨曲线桥梁墩底转体风险分析与控制[J].铁道建筑技术，2018（05）：32-35.

[2] 陈敬松.康祁公路永定河大桥高墩转体设计与计算[J].交通科技，2016（02）：8-10.

[3] 梁栓民.狭窄区域V形转体墩的设计构想与施工[J].铁路技术创新，2015（05）：44-46.