高速公路桥梁连续梁转体施工技术要点分析

2022-10-18赵鹏洲

运输经理世界 2022年10期

赵鹏洲

（甘肃省公路建设管理集团有限公司，甘肃天水741000）

0 引言

桥梁工程建设数量的不断增多推动了桥梁工程施工技术的发展。在高速公路桥梁施工过程中路段交叉施工的情况比较常见，假如还应用传统的施工技术就无法保证交通线路运行效果且会给车辆运行安全带来不利的影响。这样在高速公路桥梁施工过程中转体施工技术就得到了广泛的应用，可以更好地满足高速公路桥梁工程施工要求，提升高速公路桥梁工程施工质量。

1 高速公路桥梁工程转体施工技术内涵

在进行高速公路桥梁工程施工过程中采用转体施工技术可以减少给施工现场周边环境带来的影响，同时随着此项施工技术的不断发展，在应用后得到了良好的施工效果。采用转体施工技术时主要是将旋转轴中心放置到桥墩中心位置或外侧位置，将转轴固定到桥墩下部位置，完成结构施工后将水平面旋转到桥梁施工位置。桥墩上部结构、桥台结构旋转系统施工后利用旋转系统构建旋转支撑结构、旋转平衡结构等。

旋转支撑结构主要包括上转盘与下转盘。高速公路桥梁施工时通常会采用水平转体施工技术，此种施工技术可以确保桥梁下方车辆正常、安全通行，从而得到良好的社会效益与经济效益。

2 工程概况

此次转体施工段隶属于陇海铁路工程，桥梁孔跨样式为(75+140+75)m连续刚构桥。施工中采用平面转体施工技术从陇海铁路上进行跨越，该桥梁单幅桥宽为12.75m，铁路轨道顶部到高速公路桥梁底部净高度在30m以上，桥梁承台与陇海下行线间距不得小于10m，与陇海上行线间距不得小于3m。

3 高速公路桥梁连续梁转体施工技术应用要点

3.1 连续梁转体结构

3.1.1 连续梁转体上部结构施工

该高速公路主桥利用转体施工技术，完成桥梁外侧防护栏施工后将整体转体，跨越线位置两个T构分别完成转体施工，转体长度为68.5+68.5m。边跨现浇时采用托架现浇施工方式，吊篮施工可以应用到中跨合龙段、边跨合龙位置施工。转体时间控制在0.02rad/min，其中2号墩T梁转体58在50min左右完成，3号墩T构转体46.77在41min左右完成。转体施工需要在铁路封闭段完成且在正式施工前应与铁路相关管理部门进行协调。

3.1.2 连续梁转体系统

连续梁转体系统主要包括转体上下转盘、转体支座、撑脚、滑道、牵引系统。

（1）连续梁转体下转盘，连续梁转体下转盘是支撑整体重量的基础，完成转体后可以与上转盘同时构建成铁路桥梁的基础，下转盘施工过程中采用C40混凝土。将转体支座、保险撑脚环形滑道、转体拽拉千斤顶反力座等设置到下转盘转动系统位置。

（2）连续梁转体支座，在该工程中所采用的转体支座为CZPZ-220MN型转体支座与CZPZ-200MN型转体支座，在进行转体支座安装时应注意以下方面：首先在安装转体支座前应将钢板进行预设，转体支座中心纵向、横向误差控制在1mm以内；其次转体支座顶部位置高差控制在2mm以内。在进行转体角控制时应注意以下方面：转体角速度控制在0.02rad/min以下；主梁端位置水平线速度控制在1.0m/min以下。

（3）连续梁转体上转盘撑脚与滑道，在进行撑脚转体施工时应采用保险腿保证支撑转体结构的稳定性。在了解转体过程中保险腿受力情况后转台对称位置两条保险腿中间位置中线应重合，确保所使用的八个保险腿均可以对称设置到纵轴线两侧。将1.26m宽滑道设置到撑脚下方位置，滑道中心半径控制在9.35m，转体施工时保险撑脚可以在滑道中平稳滑动。将八组撑脚设置到上转盘位置，撑脚制作时采用三钢管混凝土结构，Q235钢管厚度、外径分别为25mm、900mm，将C50微膨胀土浇筑到钢管内。将30mm厚的钢走板设置到钢管下部，再将4mm厚的四氟乙烯板设置到走板下方，将走板精度控制在3级。在进行螺栓与骨架连接时可以采用30mm厚的环形钢板并确保连接的准确度，将2mm厚的不锈钢板焊接到钢板位置，四氟乙烯板与不锈钢板间可以形成滑动面。将撑脚地面与滑道间的间距控制在50mm并对上部结构沉降构造进行综合考虑。

（4）连续梁转体上转盘

转体结构中上转盘是主要结构，在整体转体结构中整体受力情况呈现出立体且多方向。上转盘为八边形，最大界面尺寸为1800×1800cm，高为1800cm；转台直径与高分别是1470cm、100cm。转体支座、撑脚与上转盘是连接转盘的主要部分，同时也是转体牵引力施加的主要部分。预埋转体牵引索时主要以P型锚具为主，一对索锚固位置在相同直径上且与圆心对称，同时应控制各索预埋高度与牵引方向。每根索埋入转盘的长度不得少于450cm，各索出口点与转盘中心对称。在施工过程中，还应控制钢绞线损伤或生锈等问题，提前做好保护工作。上转盘混凝土强度满足施工要求后转换整体转动系统支撑结构。在进行摩擦系数计算时应采用测算公式：

μ=3M/2RG （1）式（1）中：μ为摩擦系数；M为转动力矩（kN·m）；G为转台总重量（kN）。其中，设计静摩擦系数=0.1，动摩擦系数=0.06。当摩擦系数比设计系数大时应找到原因并采取合理的处理措施。

（5）计算连续梁转体结构牵引力并合理选择设备

转体总量W=220000kN；摩擦计算公式：F=W×μ。启动时静摩擦系数=0.1，静摩擦力：F=W×μ=22000kN。转动过程中动摩擦系数=0.06，动摩擦力：F=W×μ=13200kN。计算转体拽拉力时，公式：T=2/3（R·W·μ）/D，其中R为球铰平面半径，2.205m；W为转体总重量，220000kN；D为转台直径，14.7m；静摩擦系数为0.1、动摩擦系数为0.06。

计算结果：

启动时需要最大的牵引力计算：

T=2/3（R·W·μ静）/D=2021kN

转动过程中需要的最大牵引力计算：

T=2/3（R·W·μ动）/D=1213kN

该工程在施工过程中采用同步连续牵引系统、自动连续牵引系统与两台ZLD500型液压牵引系统构建水平旋转力，利用拽拉锚固并在转台周围缠绕1470cm的钢绞线，保证转动体系可以平稳运转。

3.2 连续梁转体施工方法

3.2.1 将滑道与临时锁定设施进行清理

滑道清理主要是将其表面所产生的污物进行清理，保证其整洁性，清理后将黄油四氟粉涂抹到其表面，从而减少转动过程中的摩擦阻力。锁定设施清理应在转体前并将预埋临时锁定设施进行割除。

3.2.2 连续梁转体施工中牵引系统与设备测试

（1）牵引动力系统测试

在该桥梁施工中各转台可以采用两套两台ZLD500型液压牵引系统、同步牵引系统、自动连续牵引系统，利用这些牵引系统构建水平转力偶，将拽拉锚固缠绕到1470cm的转台位置，将0-φs15.2钢绞线围绕在转台周围，保证转台可以稳定运行。将牵引动力系统中转盘两侧设置两套千斤顶，确保具有良好的对称性、水平性、平行性，千斤顶在中心线与上盘外侧相切，中心线高于上转盘预埋钢绞线中心位置线水平。将千斤顶放置到配套的反力座上，在钢筋承台位置预埋反力座，将反作用力控制在300t并保证其准确性。动力设备调试无误后按照施工现场指定位置安装，将专用的液压油灌注到油泵箱内，准确连接电路与油路并再次进行调试，确保动力系统可以稳定运行。

（2）牵引索上转盘

将两束牵引索设置到牵引索上转盘位置并将各根牵引索按照顺序进行排列穿过千斤顶。钢绞线紧固时可以采用千斤顶并保证各牵引索受力相同。完成牵引索安装后应做好保护工作，避免出现锈蚀问题。在上转盘上标注刻度并将刻度指针设置到下转盘，从而控制转动距离。

（3）牵引设备测试

转体施工时所使用的液态装置、电气设备在出厂前应先做好测试；设备安装后应严格按照图纸完成并与主控台、泵站、千斤顶信号线进行准确连接，连接千斤顶与泵站间的油路，检查主控台、泵站电源等设备是否可以稳定运行。

设备空转时应利用千斤顶施加的反力值确定各泵站油压值，据此完成泵站最大油压调整，空转时应做好设备检查。

做好技术交底并准确填写表格，不同观测点人员应做好联络并对信号进行控制。对转体各结构进行检查，保证其使用效率。在进行转体施工时应提前了解天气情况并减少因天气给转体带来的影响，同时做好转体支撑，避免在大风、暴雨等气候环境中进行转体施工，保证转体施工的安全性。调试通信设备，施工现场应有一台内部电话进行各项工作联系，同时还可以应用手机、对讲机等完成现场调度工作，同时转体前应先做好桥面清理工作，避免转体过程中有物体高坠问题，保证施工安全。

4 试转

第一，提前将钢绞线进行紧固，设定千斤顶预紧力后将各钢绞线进行紧固。预紧时应保证是对称的且控制重复次数，确保各钢绞线可以均匀受力。在进行紧固时应确保钢绞线可以均匀缠绕到上转盘位置。

第二，将该站电源、主控台电源合龙，千斤顶控制时充分利用主控台并施加相应的力进行试转。如果无法转动应利用提前准备好的辅助设备推动千斤顶并控制摩擦阻力，保证桥梁可以运转。

第三，试转时应计算两项重要数据。首先每分钟转速，也就是计算主桥角度、悬臂段转动水平选线距离每分钟转速，通过此来对转速进行控制；其次严格控制操作点，负责测量的人员应对各点每次运动悬臂端水平选线转动间距数据进行测量，确保转体可以一步到位并保证操作的准确性。

第四，在进行试转时应先确定平衡性是否满足要求，是否存在故障、是否有裂缝，当有这些问题时应及时停止试转并将问题进行处理，在没有问题后再进行试转。

5 正式转体

5.1 做好封闭点前准备工作

在了解施工地点施工安全管理原则后应充分做好准备工作。第一，在施工前一个月向当地主管部门申报施工方案、施工计划。第二，在得到批准后应在施工前两天十点前完成登记工作，主要内容包括施工项目、审批文件号、施工地点、施工时间、施工范围等。第三，在正式施工前应先与联络员提前一小时联系到岗并做好登记与核实工作，在保证无偏差后共同签字确认，值班人员向调度人员申请调度命令。第四，接收到调度命令后应由负责人员完成桥梁转体施工。第五，在管理人员确认完成转体施工后且不给公路通行带来影响的情况下，施工现场联络人员发布撤点命令并向值班人员申请恢复正常通车。

5.2 转体试运行

要想进一步保证转体结构的稳定性，应确保牵引设备性能满足要求并对支座摩擦系数进行测定，加固钢绞线，在正式转体前应先进行转体试运行，满足要求后才可进行正式转体。

5.3 平转实施

5.3.1 做好转体前的准备工作。第一，确定转体中心位置。使用千斤顶完成转体部位承重并将摩擦系数进行测定。第二，清理环形滑道并检查滑道与撑脚间的间距，在撑脚道板位置涂抹黄油四氟粉。第三，标定平转千斤顶、辅助千斤顶与微调千斤顶位置。第四，合理安装并调试平转千斤顶、锚具、牵引索、泵站等设备，保证钢绞线各钢束的平行度，避免扭结等问题。第五，合理安装千斤顶与反推梁。第六，做好设备调控并标注好各测控标志，确定桥梁轴线位置。第七，严格检查各关键部位，主要包括支座、上转盘等位置。第八，做好技术交底工作。第九，转体在静置24小时后将监测数据进行上传，判断其平衡性。第十，在施工时应确保风力在4级以下且无雨。

5.3.2 梁体平转。施工单位应根据转体施工时间合理完成施工内容。在进行平转施工时相关人员应对塔柱轴线位置进行反复观测并确定梁端高程变化情况。确保匀速转动并平转到基本位置进行减速，在降低转速后与设计位置距离差0.5m时使用点动操作，并由专业人员完成后梁弧长测量。当与设计距离差0.1m时完成轴线测量并根据测量值确定点动位置，避免超转问题。

5.3.3 梁体定位。转体达到指定位置后应调整其倾斜位置，使用型钢将上转盘与下转盘固定住。将千斤顶放置到下承台位置并对梁体标高进行调整，可以使用抄垫，可以在最短的时间内固定上承台与下承台。

5.4 保证转体位置的准确性

通常会采用手动控制方式、自动控制方式对转体动力系统进行控制，转体距离设计位置在5°时应将转动速度放慢并采用点动操作方式，得到最大弧长转体数据。在进行点动操作与精准定位前应先校正上部转体结构。避免转体限位位置出现超转问题，将水平微调设备设置到梁端位置，将千斤顶、配重设置到上转盘位置并进行调整。当就位后测量高程与连续梁轴线，然后再应用钢板将撑脚、滑道进行焊接，并保证焊接质量，确定转体结构的稳定性。