淺談橋梁中心水平轉體施工中轉動體系的安裝方法

董衛(wèi)瑩，王 鴻

(1.廊坊市交通公路工程有限公司;2.中鐵六局北京鐵路建設有限公司)

1 前言

隨著國家基礎建設的快速發(fā)展，橋梁無支架施工也發(fā)展產生了許多的新工藝新方法，轉體施工就是其中的一種。橋梁轉體施工適用于跨越既有鐵路、高速公路及難以吊裝的特殊河道等受施工場地、時間等施工條件限制大的新建工程，具有節(jié)省吊裝費用，安全、可靠、整體性好等特點。

目前施工中采用較多的為水平轉體，轉動體系主要有轉動支承系統、轉動牽引系統和平衡系統。

2 項目概況及工藝原理

該項目橋梁主橋主墩設置在路的兩側，轉體處主墩外緣距現況路中心距離分別為13.54 m、13.59 m，非轉體處主墩外緣距現況路最外側路中心距離分別為16.31 m、17.43 m，主梁采用水平轉體施工，路的兩側分別作為左、右幅橋梁的轉體施工場地。

橋梁轉體施工就是在橋臺(單孔橋)或橋墩(多孔橋)上分別預制一個轉動軸心，以轉動軸心為界把橋梁分為上、下兩部分，上部整體旋轉，下部為固定墩臺、基礎，這樣可根據現場實際情況，上部構造在條件允許的地段預制，旋轉角度也可根據地形隨意旋轉。本項目先在路兩側分別形成108 m長的主梁(主墩兩側分別為55 m和53 m)，然后兩幅橋同時轉體至設計橋位，最后澆注剩余部分主梁。

3 轉動體系的安裝

3.1 主要技術標準

(1)球鉸制作精度

①球面光潔度不小于▽3;②球面各處的曲率應相等，其曲率半徑之差±0.5 mm;③邊緣各點的高程差≯1 mm;④橢圓度≯1.5 mm;⑤各鑲嵌四氟板塊頂面應位于同一球面上，其誤差≯0.2 mm;⑥球鉸上、下鍋形心軸、球鉸轉動中心軸務必重合。

(2)球鉸安裝精度

①球鉸安裝頂口務必水平，其頂面任兩點誤差≯1 mm;②球鉸轉動中心務必位于設計位置，其誤差:順橋向±1 mm，橫橋向 ±1.5 mm 。

(3)滑道安裝精度

滑道頂面相對高差≯2 mm，局部高差不大于≯0.5 mm。

(4)轉體技術參數

①轉體角度:58.708°;②轉體時間:75 min;③轉體梁端線速度:0.75 m/min;④轉體角速度:0.015 rad/min;⑤轉體動力儲備系數:3.53;⑥轉體牽引索拉力安全系數:8.25;⑦轉體就位軸向誤差:20 mm。

3.2 轉體體系安裝方法

(1)轉轉體大承臺施工和滑道安裝

轉體下盤(轉體大承臺)為支承轉體結構全部重量的基礎，轉體完成后，與上轉盤共同形成橋梁基礎。而上部全部轉動體系重量產生的摩擦力也集中作用在軸心上。混凝土轉動軸心安裝在下轉盤上，其位置為橫橋向的中心和橋墩(臺)中心的交匯處。

下盤采用C40混凝土，下轉盤上設置轉動系統的下球鉸、保險撐腳環(huán)形滑道及轉體拽拉千斤頂反力座等。根據要控制球鉸及下滑道的安裝精度的要求，轉體大承臺的澆注分三次完成。

①第一步綁扎承臺底和側面四周鋼筋，進行第一層混凝土澆筑，并在混凝土頂面預埋滑道和下球鉸骨架安裝角鋼。

②安裝下滑道骨架和下球鉸骨架，要求骨架頂面的相對高差不大于5 mm。骨架中心和球鉸中心重合，與理論中心偏差不大于1 mm。

③綁扎預留槽兩側鋼筋，安裝預留槽模板，進行二次混凝土澆筑;二次澆注至承臺頂面，控制好預留槽混凝土高度。

④綁扎球鉸預留槽和下滑道鋼筋，安裝滑道鋼板，要求滑道鋼板頂面局部平整度不大于0.5 mm，相對高差不大于2 mm。

⑤第三次澆筑預留槽混凝土(下滑道鋼板下部和下球鉸預留槽)，澆筑千斤頂反力座和轉體牽引反力座混凝土。

上轉盤附著在下轉盤上安裝，固定成型，檢查無誤后在支架上綁扎主墩鋼筋、立模板、澆注主墩混凝土，完成上轉盤施工。

(2)球鉸安裝

①球鉸的組成

球鉸分上、下球鉸，球鉸間四氟乙烯板、固定上下球鉸的鋼銷、下球鉸鋼骨架。球鉸由專業(yè)生產廠家加工定制。

②球鉸的作用

a在轉體過程中支撐轉體重量，是整個平衡轉體的支撐中心。

b轉體的關鍵部位，是整個平衡轉體的轉動中心。

c球鉸的加工及安裝精度直接影響轉體效果。

③球鉸施工

根據以往成功的轉體系統安裝經驗，球鉸施工分以下幾步進行。

a安裝下球鉸

下球鉸骨架固定牢固后，吊裝下球鉸使其放在骨架上，對其進行對中和調平，對中要求下球鉸中心，縱橫向誤差不大于1 mm，施工采用十字線對中法，水平調整先使用普通水平議調平，然后使用精密水準儀調平，使其球鉸周圍頂面處各點相對誤差不大于1 mm。固定死調整螺栓。

b安裝上球鉸

下球鉸上安裝四氟乙烯片，四氟乙烯片 φ60 mm×20 mm規(guī)格，允許應力100 MPa本工程球鉸四氟乙烯片為324塊，四氟乙烯片在工廠內進行安裝調試后編好號碼，現場對入座，安裝時把下球鉸表面和安裝孔內清理干凈，安裝后要求頂面在同一球面上其誤差不大于0.2 mm。

在下球鉸上涂黃油和四氟乙烯粉，使其均勻的充滿滑動片之間的空隙，并略高于頂面，嚴禁雜物侵入。

在上球鉸球面上也均勻的涂一層黃油和四氟乙烯粉，安裝上球鉸精確定位，并臨時鎖定限位并通過直徑為260 mm定位銷軸使其上下球鉸中心重合。

四氟滑動片應力檢算

支座反力:57 800 kN。每個球鉸布置324塊直徑為6 cm的聚四氟乙烯片，4塊直徑為15 cm的聚四氟乙烯片(振搗孔處)，總面積為9 867cm2。該聚四氟乙烯片設計抗壓強度為不小于100 MPa。

經撿算:四氟乙烯片的抗壓強度滿足轉體要求。

④撐腳的作用

上盤撐腳即為轉體時支撐轉體結構平穩(wěn)的保險腿，轉體時保險撐腳可在滑道內滑動，同時也能承受轉體過程中的不平衡力，以保持轉體結構平穩(wěn)。

⑤撐腳的安裝

每個轉動體系有八對撐腳，每個撐腳由兩根直徑600 mm、高1 660 mm的鋼管焊在厚24 mm扇形鋼板上，撐腳內填充微膨脹混凝土，撐腳底與不銹鋼板間預留20 mm間隙，施工時，在撐腳底和不銹鋼板間放置由木條做成的一個方框，方框厚度為20 mm，內填平石英砂，把撐腳水平地布置在石英砂上。每個滑道上布置16個砂箱，砂箱直徑為500 mm，每個理論承重300 t，用來支承上轉盤和上部結構的重量，同時起到穩(wěn)定上轉盤作用。

4 轉體安裝注意事項

水平轉體施工中，一般情況下可把啟動摩擦系數設在0.06～0.08之間，有時為保證有足夠的啟動力，按0.1配置啟動力。

轉動力可以是推力，也可以是拉力。為保證平轉過程的連續(xù)性，轉動力通常為拉力，轉動重量小時，采用卷揚機，轉體重量大時采用牽引千斤頂，有時還輔以助推千斤頂，用于克服啟動時靜摩阻力與動摩阻力之間的增量。

對于斜拉橋、T構橋以及帶懸臂的中承式拱橋等上部恒載在墩軸線方向基本對稱的結構，一般以橋墩軸心為轉動中心，為使重心降低，通常將轉盤設于墩底。

5 結論

采用的轉動體系，轉動球鉸是整個轉體的核心，制作和安裝要求精度較高，需要精心制作、精心安裝，各個工序及構件環(huán)環(huán)相扣，良好的安裝精度是轉體自由轉動的前提條件。轉動體系的改進和設備的更新，將為橋梁轉體施工提供更為安全可靠、高效的保證。

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［4］ 公路橋涵施工技術規(guī)范.中華人民共和國交通部［M］.北京:人民交通出版社，2000.

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