转体施工技术在跨高速公路上的运用

叶剑

摘要：转体施工在梁桥、斜拉桥、刚构等桥型的上部结构施工中应用较广，取得了较好的技术经济效益。本文介绍转体施工的关键结构---磨心、磨盖、环道的施工要点。

关键词：转体;施工工艺;预应力混凝土;桥梁

1概述

淮安市开发区东西片区通道工程，海口路东延工程跨京沪高速公路大桥总长926.8m，与京沪高速公路顺时针斜交102°。主桥采用5+75+47.5m三跨预应力变截面混凝土连续箱梁桥。主桥箱梁采用直腹板型式的单箱三室结构，箱底宽 17.0m，两侧悬臂 2.5m。箱梁横桥向底板保持水平，顶面设 2%横坡，由箱梁两侧腹板变高度形成。箱梁根部梁高2.1m，箱梁高度距墩中心 3.6m处到合拢段处按 1.6次抛物线变化。箱梁在主墩墩顶 0号块梁段设置了两道厚 1.5m的横隔板。箱梁采用双向预应力体系。

主梁连续箱梁采用支架分段现浇法施工。各单“T”箱梁除 0、1号块外分为 6对梁段，箱梁纵向长度分为 6×5.0m。0、1号块总长 12.0m，其中 0号块长 5.5m，1号块为 2×3.25m，中跨和边跨合拢段长度均為 3.0m，边跨现浇段长度为 8.42m。

设计院在设计时主桥设计采用平面转体施工的工艺，对两个单“T”构进行分段现浇，然后转体 78°，再进行中跨、边跨的合拢。

2转体法

桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接）成形后，通过转体就位的一种施工方法。它可以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，它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法（简称竖转法和平转法）以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应用昀多。桥梁转体法施工与传统施工方法相比，具有如下优点：（1）施工所需的机具设备少、工艺简单、操作安全。（2）具有结构合理，受力明确，力学性能好。（3）转体法能较好地克服在高山峡谷、水深流急或经常通航的河道上架设大跨度构造物的困难，尤其是对修建处于交通运输繁忙的城市立交桥和铁路跨线桥，其优势更加明显。（4）施工速度快、造价低、节约投资。

水平转体法的转动支承系统是平转法施工的关键设备，由上转盘和下转盘构成。上转盘支承转动结构，下转盘与基础相联。通过上转盘相对于下转盘转动，达到转体目的。转动支承系统必须兼顾转体、承重及平衡等多种功能。按转动支承时的平衡条件，转动支承可分为磨心支承、撑脚支承和磨心与撑脚共同支承三种类型。无论是何种支承类型，转动桥体的重心在水平转动过程中均无移动即支承面的形心与转动体的重心重合，位于桥梁纵轴线上。本桥设计采用水平转体工艺，支承方式为磨心主要支承、环道控制转动平稳。

3转动体系构造（磨心、磨盖、环道）与施工

3.1磨心、磨盖的施工

磨心是位于下承台上的砼球缺面，为了保证其预埋件定位准确，下承台与磨心分开浇筑。磨心直径为 3m，曲面半径为 10m，球面矢高 11.3cm。磨心施工是转体施工的基础，在下承台浇筑完后安装磨心模板前，将下承台浇筑磨心的部位的浮浆及松散的混凝土凿除，用高标号砂浆调整立模板处的平整度便于安装模板。，按照磨心的半径和相关尺寸，用钢模板圆环作为外模，准确定位在下承台上，根据施工需要在直径为 3200 mm的圆周上均刀分布 30根直径 32 mm，长度 500 mm（预埋入下承台混凝土中 350mm）的钢筋，作为磨心模板定位之用，模板顶面高程沿圆周方向高差不大于 1mm。同时准确定位预埋直径 200mm的轴心钢棒，在安装时圆钢的位置误差不能超过 0.5 mm，垂直度：各方向不大于露出高度的1/1000，钢棒露出下承台磨心球面混凝土顶面 200mm，埋入下承台中 600mm。磨心砼在浇筑前要把下承台表面的接头处砼凿毛并且湿润。在砼浇注到磨心顶面时，刮除掉表面的砂浆，有利于提高磨心承受集中应力的能力。浇筑完后，用事先准确加工好的母线样板在砼终凝前反复刮制，辅以人工找平收面，确保磨心顶球面的形成。在混凝土强度达到 2.5Mpa后，在球面上从圆心到边缘分别划分若干个同心圆（等高线），间距 100mm，在每个同心圆上间隔 200mm画点，然后用精密水准仪或水平尺反复测量每个圆点上的相对高差，同一圆上（等高线）各点高差若大于 0.5mm，人工用砂轮仔细打磨，确保磨心顶面的施工精度达到各点的高差不大于 0.5mm。

磨盖是上承台的一部分，是上承台与磨心接触的部分，同时也是转体过程中上下承台的主要接触面，为了减少磨合过程磨盖的重量，先浇筑的尺寸为 3.5m*3.5m*1.0m。在比磨心每边大 250mm（在直径昀大处）处，底模的结构：侧面由 20号槽钢制成，高度 200mm，侧模围成的面积为3500mm*3500mm。在侧面钢模间填厚度 170mm的中粗砂，用水密实。在砂上面浇筑 30mm厚的 M10水泥砂浆。底模砂浆表面的平整度高差控制在5mm内，在水泥砂浆快要失去塑性时将底模面的混凝土压光。将水泥砂浆养生，达到强度后在底模的砂浆表面涂上脱模剂后再铺两层塑料薄膜，在铺时要将塑料薄膜拉紧保持平整。在制作好的磨心顶面上沿周边 10cm的范围内垫二层油毛毡，目的是使该部位磨盖与磨心顶面保持一定的间隙，以防止转体时发生卡死现象，然后在其球面上涂一层黄油作为隔离层。在磨心的侧面均刀涂上黄油（润滑油），套上贴由 6mm厚钢板制成的内直径3005毫米圆箍，在圆箍的外侧再涂黄油（润滑油）后贴两层塑料薄膜作为上承台转盘先浇部分与磨心侧面接触面的侧模。安装钢筋并在轴心处埋设外径 224mm内径 204mm的空心钢棒（套在磨心钢棒上），预埋上承台的钢筋，立侧模后直接在上面浇筑磨盖。

3.2 磨心、磨盖的磨合

磨心与磨盖磨合的好坏，直接影响转体顺利的进行。待磨盖达到一定的强度后，用手拉葫芦提起磨盖，用洗涤剂将磨心和磨盖的接触面清洗干净，再将磨盖安装在磨心上，此时磨盖的钢棒始终套在磨心的钢棒上，形成整体，保证磨合时转动平稳，不会发生偏移。在磨盖四周利用预埋的钢筋制作成可供钢缆绳缠绕、转动的圆弧面，利用转动设备拉动钢缆绳转动磨盖，使磨盖和磨心顶面吻合、密贴转动灵活。在磨合过程中，通过预埋在磨盖顶面的进水管进水，以便起到减少磨擦力，同时冲掉磨渣。上下转盘平稳磨转，直至接触面达到要求，即上下转盘接触面面积达到 70%以上，才算合格。再将磨心、磨盖的接触面彻底清洗干净，并在磨心球顶面上均刀涂抹 3-5mm厚的普通润滑脂，盖上磨盖，然后浇注上承台。

除了以上施工措施外，本工程为了保证磨心、磨盖接触面处表面的光滑度，根据类似工程的施工经验，还采取了提高磨心、磨盖混凝土的标号（原设计混凝土标号为C50，提高到C60）、浸水水磨法（在下承台上砌筑水池，水面高度高过磨盖底面昀高处即磨合面）与水冲法相结合、混凝土用砂过筛去除掉砂中石英岩类坚硬的小石子等措施。

3.3环道施工

环道主要由钢板、不锈钢板和 F4板组成。转体过程中，不锈钢板与四氟板相对滑动。环道的平面高差直接控制转体顶推力的大小和梁体的标高控制。具体工艺：在下承台的顶面预留 60cm环道槽口，施工前将槽口凿毛清洗干净，用高标号混凝土找平（相对误差控制在±0.5mm），再用环氧树脂混凝土粘贴底层钢板，同时用预埋钢筋固定钢板，钢板的平面高差控制在±0.5cm，接缝相对高差为 0.2mm，转动时前进方向只能为负误差。在钢板上粘贴 F4板，F4板粘贴上后要临时加压，保证粘贴牢固。F4板顶的标高也要反复测量，标高一致，前进方向为负误差。实际施工中，将在前进方向上相邻 F4板接头处加工成契形，有利于降低转动时的阻力。上滑面为 3mm厚的不锈钢板，不锈钢板前进方向前应向上卷成圆弧形，防止刮板，不锈钢板粘贴在上承台里 12mm厚的钢板上。

注意事项：由于在磨心球顶面上均刀涂沫 3-5mm厚的普通润滑脂，施工上部结构后，转体前磨心顶面上的 3-5mm厚的普通润滑脂一般会被上部结构的重量压缩，所以施工环道时，保证不锈钢板和 F4板之间留有3-5mm的空隙，如果二者密贴，待转体时，磨心与磨盖之间的润滑油被压缩，导致在转体过程中，环道承受了主要的 T构重量，这就大大影响了转体的顶推力。

4结束语

经过设计单位、监理单位、施工单位和专家的检查验收，其施工工艺达到了设计要求。

参考文献

[1]姚林森主编《桥梁工程》 北京人民出版社;

[2]张联燕主编《桥梁转体施工》 人民交通出版社。