双幅转体桥转动精调施工工艺的探讨

摘要 以萍乡市中环北路涉铁工程上跨既有沪昆铁路为例，对双幅转体桥转动精调施工工艺进行分析。为了保证在转体施工中，可以提升工程质量，减少安全隐患。在施工中可采取试转、正式转体、点动精调三步骤以及分步转动精调来进行有效地控制，同时加强监控量测，以保障转体结构转动的精确性，更好地把控转体施工质量。以期为后续研究者提供工程借鉴。

关键词 转体试转;正式转动;点动精调;监控量测

中图分类号 U445.4 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）12-0102-03

收稿日期：2022-05-07

作者简介：武海军（1989—），男，本科，工学学士，工程师，研究方向：公路桥梁工程。

0 引言

随着我国转体桥技术的不断发展成熟，在各特定环境下得到了广泛的普及与应用。转体转动成功与否，关键在于加强转体转动过程管控以及对转体结构轴线、高程偏位的精确调控。

通常来讲，转体结构在转动过程中难免会产生细微振动，导致转体结构不平衡状态改变，使得转动精度控制难，反反复复，调整费时费力。因此该文将从如何在转体结构转动不平衡状态变化下快速高效地完成精准定位进行探讨，为后续此类转体转动的研究提供参考。

1 转体桥转动精调定位

1.1 工程背景

萍鄉市中环北路涉铁工程上跨既有沪昆铁路，上部构造为2×70 m预应力混凝土转体T构梁式桥，萍乡市中环北路涉铁工程与沪昆铁路位置关系为斜交，为降低对既有线影响采用转体法施工，转体重量1万t，转体角度47°。在桥梁转体墩位处平行于沪昆铁路线路方向采用支架法进行现浇箱梁施工，然后平面顺时针转体至设计位置进行就位。

1.2 转动阶段划分

在模拟转体转动过程中发现，即使梁体经过不平衡称重已处于平衡状态，但转体结构一旦受风荷载、温度荷载及牵引力偶不均匀变化等影响，将直接导致上球铰无约束、不规则运动，使得桥梁轴线、高程时刻变化，并不能按预期设定加以控制。

为解决转体结构转动过程的平衡状态不可控性，更高效地顺利完成转体。萍乡项目通过咨询专家意见及方案比选，将转体结构转动划分为试转、正式转体、点动精调三步骤进行，以此来保障在铁路封锁限时内顺利完成转体，同时确保转体结构线性及高程偏差满足设计及规范要求[1]。

1.3 试转

萍乡项目转体牵引系统是由多型号多机组设计组合而成，其中包括：自动连续型牵引千斤顶、液压泵站及智能转体（顶推）主控台、高压油管及绝缘电缆。转体工程的试转主要作用为测试转体的泵站电源稳定性、液压系统性能和牵引系统的工作状态以及获取启动、正常转动、停转后重新启动以及各级点动状态的牵引力、转动速度等施工管控数据。

1.3.1 转动前期准备

转体现场需配备足量工作人员及机械设备，各小组间加强协同配合，并做好统一部署安排。试转前制做好转盘刻度表贴在上转盘（详见图1），起始时指针对准0刻度。同时，自动连续型牵引千斤顶逐根预紧钢铰线，对称进行预拉工作，重复数次，确保每根牵引钢束受力均匀。同时提前在下承台埋设I32a工字钢，工字钢的埋设要充分考虑旋转的方向和角度，并且需要测量精确定位，以便在转体就位时立即与限位装置焊接固定，锁定转体结构[2]。

1.3.2 主要数据采集

试转时，项目技术管理人员做好以下相关转体的数据测试工作：

（1）转体工程试转过程中静止和正常转动时的最大牵引力。

（2）转体工程每分钟转速，即测量每分钟转体的转动角度以及梁端转动的弦长距，以供后续正式转体时选定适宜转速。

（3）控制测点操作，测量每十秒、五秒、三秒、一秒的点动一次梁端所转动的弦长距，供后期转体点动精调时使用。

试转结束后利用楔形块、工字钢对撑脚进行临时固定，确保桥梁静止不再转动（详见图2）。同时分析试转时采集的各项转体数据，对正式转体的实施方案进行修正，萍乡市中环北路涉铁工程现场取得的静态最大牵引力为16 kN，正常转动牵引力为14 kN;转体角速度为1.12°/min，小于规范1.125°/min，满足设计及规范要求;转体线速度1.294 m/min，小于规范1.5 m/min，满足设计及规范要求;再根据试转反算实际的静摩擦系数和动摩擦系数。

1.4 正式转体

正式转体时，解除撑脚临时固定，严格按照试转修正后的各项数据进行控制，转动过程中时刻注意观察周围情况，若出现异常情况应立即停止转动，不得硬性施工，待查明原因及采取解决措施后方可继续转动[3]。

转动过程管控：萍乡市中环北路涉铁工程左右幅转体在上、下盘的滑道之间各设置有8对保险撑脚，撑脚底板面距离滑道顶面预留2 cm缝隙，并提前塞入四氟乙烯滑板，转动中定时挪动，紧跟撑脚正下方，避免撑脚意外落地后产生较大摩擦力，影响转体。

转动中，测量监控相互协调配合，转体主控台始终保持单个转体使用的两对称牵引力的大小相等、方向相反，避免不平衡力偶产生来确保双幅转体的线性平行、平稳[4]。且过程中采用全站仪观测梁体中线，梁端每转过1 m，监控组读取转盘标识刻度，测量组测量桥面转动刻度（详见图3），实时向总指挥汇报校核，且当转体平转接近点动区时逐渐降低转动速度，直至停止自动牵引操作。

1.5 点动精调

萍乡市中环北路涉铁工程转体动力系统具有自动控制及手动控制双功能，转体时当主梁端部到达设计指定的位置时停止连续转动，采用点动操作，测量人员密切对转体进行监测，对上部转体结构进行水平校正并获取点动操作时对应转体梁端的弧长数据，及时设置转体限位装置以防转体超转。

1.5.1 转体轴线精调

萍乡市中环北路涉铁工程轴线偏差采用点动控制来调整，根据试转数据测试结果，采用十秒点动、五秒点动、三秒点动、一秒点动组合来控制，实时观测每次转体工程点动千斤顶的行程，换算梁端行程。梁端中线及边线按20 m每断面布置观测钉，悬臂端及梁中心处按10 m每断面加密布置观测钉（详见图4）。

操控台每点动一次，测量人员实时上报轴线移动数据，如此循环，直至轴线允许偏差不大于22 mm

（L/6 000 mm，L=132 m）范围内。最终测量人员沿着中线观测点逐个进行复测，并校核两侧边腹板轴线位置，确保轴线精准就位。轴线精调到位后，采用楔形块对撑脚进行抄垫临时固定，并沿顺时针、逆时针间隔使用限位工字钢与预埋限位装置焊接限位固定（详见图5），防止转体轴线再次转动。

1.5.2 转体高程精调

若转体轴线就位后发现有细微横向倾斜或高程偏差，项目应通过测量采集数据并详细计算，通过在滑道之间适宜部位使用千斤顶进行顶拱精调[5]。千斤顶布置完成后，撤掉撑脚底楔形块解除竖向临时锁定，然后根据实际情况使用千斤顶分级同步加压，选择分级不易超过5 MPa，加压应缓慢连续，且每次加压完成后，测量组应及时观测桥面各观测钉高程变化，多次反复调整后，再全面校核中心轴线及高程各观测点，确保顶面高程满足允许偏差±15 mm，合拢前两悬臂端满足相对允许偏差39.2 mm（L/100，L=3 920 mm），且不大于15 mm，再用楔形块进行抄垫锁定，并立即用电焊将楔形块同滑道不锈钢板及撑脚底部焊死，焊接锁定形成第一道保险。同时，在相对撑脚各边大20 cm处支模板，模板高度取10 cm，然后再往模板盒子里面灌注环氧树脂砂浆，凝结固定形成第二道保险。最后抓紧后浇带封盘混凝土施工，上下结构固结形成整体完成转体结构永久锁定，转体完成。

1.5.3 精调控制要点

（1）转体工程由于转动惯性或测量误差，导致复测时发现过转或欠转的情况，可通过采用千斤顶组成的力偶助推系统，顺向或反向对称顶推轉体工程的撑脚，将转体转动精准调整至设计位置[6]。

（2）转体顶升过程中，应严格按照分级加载的方式进行操作，可根据理论计算的起顶力的20%开始施加荷载，按照10%的荷载级差加载直至T构发生变动为止，每一级顶升力达到要求后观察人员应及时跟踪测读高程值并做好相关记录。

1.6 转体精调结果

转体结构经过试转、正式转体到达点动区，再由点动精调控制轴线至就位，萍乡市中环北路涉铁工程转体现场实测轴线最大偏差6 mm，高程最大偏差280 mm，此时高程不满足设计规范要求。紧接着锁定转体结构平面位置，同时安装千斤顶进行高程调整至平衡，实测轴线最大偏差16 mm，高程最大偏差4 mm，此时轴线不满足设计规范要求。然后再次对轴线进行精调至就位，最后实测轴线最大偏差4 mm，高程最大偏差9 mm，此时均满足设计规范要求，并在封锁时间内完成转体。整个过程遵循控制变量法原则，锁定轴线调整高程，高程调完复核轴线，反复校核直至控制两者最大偏差在设计规范值内，最终完成转体定位。

2 结语

该文针对转体桥转动精调施工提出了讨论研究，其转体定位施工的成功也证实了该文提出的转动精调施工工艺可以进行高效、快速且准确的转体定位，节省工程时间及成本，保障工程质量及安全，也得到良好的效果，可为后续此类转体桥转动精调提供经验及工程借鉴。基于此，下一步研究方向如何一次性精确调整转体结构轴线及高程至就位，更快、更精准更安全地完成转体定位。

参考文献

[1]刘磊. 跨既有铁路线连续箱梁桥转体施工技术研究[D]. 济南：山东大学， 2017.

[2]侯广伟. 宝鸡市上塬路立交桥转体施工的关键技术问题研究[D]. 西安：西安理工大学， 2017.

[3]王峰. 转体连续梁上跨高速铁路施工安全防护综合技术优化应用[J]. 铁道建筑技术， 2014（6）： 10-13.

[4]曹文， 王正仪， 王兴猛. 轻型桥梁转体施工专项试验研究[J]. 铁道建筑， 2011（12）： 13-15.

[5]张航. 连续梁桥墩顶水平转体施工监控技术研究[D]. 湘潭：湖南科技大学， 2016.

[6]郑柏强. 呼张客专墩顶转体连续梁施工技术研究[J]. 甘肃科技， 2016（3）： 92-95.