“T構”轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝施工工藝

汪 亞 克，　汪 昱 君，　張 方 彪

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都　610066)

“T構”轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝施工工藝

汪 亞 克，汪 昱 君，張 方 彪

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都610066)

摘要：轉(zhuǎn)體橋作為跨越峽谷、河流、鐵路、公路等不能做支撐部位的一種橋梁，可以將障礙上空的作業(yè)轉(zhuǎn)化為岸上或近地面的作業(yè)，在鐵路系統(tǒng)已有較多的利用。以G108國道青白江段改擴建工程B段(大件路東繞線)工程轉(zhuǎn)體橋為例，介紹了轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)安裝的施工方法。

關鍵詞：轉(zhuǎn)體系統(tǒng)；球鉸；安裝；施工

1工程概述

G108國道青白江段改擴建工程B段(大件路東繞線)起于青白江大道與川陜復線交叉口，止于青南大道，全長10.455 km，其中K0+556.5～K1+854.5段為主線上跨達成鐵路立交橋段，該橋在北環(huán)線里程K13+313.52位置處斜跨北環(huán)、達成鐵路，道路與鐵路交角73.85°，橋下為電氣化鐵路，通過的火車密度大，孔跨布置為2×45 m“T構”單幅橋，橋梁全長90 m。轉(zhuǎn)體段長度為83 m，轉(zhuǎn)體重量為8 513 t，轉(zhuǎn)體角度為76°。

2轉(zhuǎn)體系統(tǒng)結構組成

該“T構”轉(zhuǎn)體采用的是平轉(zhuǎn)法施工的轉(zhuǎn)動體系，轉(zhuǎn)體主要依靠轉(zhuǎn)體結構實現(xiàn)，轉(zhuǎn)體結構由轉(zhuǎn)體下盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)動牽引系統(tǒng)等組成。牽引體系主要包括牽引鋼絞線、牽引千斤頂及輔助設備。轉(zhuǎn)體過程一般通過千斤頂對拉牽引索形成旋轉(zhuǎn)力偶實現(xiàn)轉(zhuǎn)體(圖1)。

下轉(zhuǎn)盤由環(huán)行滑道、球鉸、牽引體系等組成，

圖1　轉(zhuǎn)體結構構造圖

為支承轉(zhuǎn)體結構全部重量的基礎，轉(zhuǎn)體完成后，與上轉(zhuǎn)盤共同形成基礎。撐腳與滑道之間稍留間隙，千斤頂反力座用于轉(zhuǎn)體的啟動、止動和姿態(tài)微調(diào)等。為保證滑道的平整度、粗糙度，施工時將預埋滑道頂面鋼板的勁性骨架用螺栓連接鋼板與勁性骨架，精確調(diào)平后再灌注鋼板下的混凝土。

上轉(zhuǎn)盤由主墩上承臺、撐腳、球鉸、牽引系統(tǒng)等組成，轉(zhuǎn)動體系的重量由球鉸傳遞給下轉(zhuǎn)盤，滑道僅起穩(wěn)定作用。上轉(zhuǎn)盤附著在下轉(zhuǎn)盤上安裝，固定成型后試平轉(zhuǎn)運行，檢查無誤后在支架上綁扎上轉(zhuǎn)盤鋼筋、立模板、澆注混凝土，完成轉(zhuǎn)動體系的施工。

轉(zhuǎn)動球鉸是整個轉(zhuǎn)體的核心，制作和安裝時要求精度很高，需要精心制作、精心安裝。上下球鉸安裝要保證球面的光潔及橢圓度，球鉸安裝頂口務必水平；上下球鉸間按設計位置鑲嵌聚四氟乙烯片，四氟片間涂抹硅脂等潤滑劑，上下球鉸中心穿直徑為260 mm的45#煅鋼作為定位鋼銷，精確定位。最后，將上下球鉸吻合面外周用膠帶纏繞密實。

3轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝施工工藝流程

轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的施工工藝流程為：安裝下滑道、澆注底盤→設置定位軸→下球鉸施工→安裝球鉸面板、勁性骨架、上球鉸施工→細磨上下球鉸→施工上轉(zhuǎn)盤、調(diào)試轉(zhuǎn)體設備→轉(zhuǎn)體上部結構施工、轉(zhuǎn)體就位→封盤。

4轉(zhuǎn)體系統(tǒng)施工

4.1球鉸的加工制造

球鉸由上下兩塊鋼質(zhì)球面板組成，上面板為凸面，通過圓錐臺與上部的牽轉(zhuǎn)盤連接，上轉(zhuǎn)盤就位于牽轉(zhuǎn)盤上；下面板為凹面，嵌固于下轉(zhuǎn)盤頂面。上下面板均為由30 mm厚的鋼板壓制而成的球面，上球鉸直徑3 700 mm，下球鉸直徑3 000 mm，背部設置肋條，防止其在加工、運輸過程中變形并方便球鉸的定位、加強以及與周圍混凝土的連接。

鋼球鉸是轉(zhuǎn)體施工之轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的核心，是轉(zhuǎn)體施工的關鍵結構，制作及安裝精度要求很高，必須精心制作，精心安裝。其制造精度控制如下：

球鉸和接觸球面的光潔度不小于▽3，表面粗糙度不大于Ra25 μm；

球面各點處的曲率應相等，其曲率半徑之差為±0.9 mm；

球鉸邊緣各點的高程差≯1 mm；

水平截面橢圓度≯1.5 mm；

下球鉸內(nèi)球面各個鑲嵌四氟板頂面應位于同一球面上，其誤差≯1 mm；

球鉸上、下球面形心軸與球鉸轉(zhuǎn)動中心軸務必重合，其誤差≯1 mm；

與上下球鉸相焊接的鋼管中心軸務必與轉(zhuǎn)動軸重合，其誤差≯1 mm，鋼管務必鉛垂，其傾斜度≯1%。

鋼球鉸面在工廠制造加工，在下球鉸面上按設計位置銑鉆四氟板鑲嵌孔，同時在下球面上設置適量的混凝土振搗孔，以方便球鉸面下部的混凝土施工。

4.2球鉸各構件的安裝

轉(zhuǎn)體結構球鉸各構件的安裝順序為：下轉(zhuǎn)盤球鉸及外滑道安裝→中心定位銷軸安裝→下球鉸聚四氟乙烯滑片安裝→上球鉸安裝→上轉(zhuǎn)盤撐腳安裝→上轉(zhuǎn)盤安裝。

4.2.1下轉(zhuǎn)盤球鉸安裝

下轉(zhuǎn)盤球鉸采用Q345qC鋼材制作，直 徑 為

3 000 mm，厚度為30 mm，下設角鋼支撐架，總重量為2.87 t。下轉(zhuǎn)盤球鉸采用在承臺混凝土澆注時預留槽口、轉(zhuǎn)盤球鉸調(diào)整固定后進行二次澆注混凝土的施工方式。

(1)安裝順序。

下轉(zhuǎn)盤安裝按槽口清理→拼裝下轉(zhuǎn)盤球鉸→初步定位→綁扎槽口內(nèi)鋼筋→安裝調(diào)整固定架→精確定位及調(diào)整→固定→澆注混凝土的順序進行。

(2)安裝。

① 槽口清理：首先根據(jù)設計位置采用精確測量放樣對槽口進行檢查，對不滿足設計的地方進行處理；然后對槽口內(nèi)的混凝土面進行鑿毛處理；最后將槽口內(nèi)及鋼筋上的碎渣、水泥漿清除干凈。

② 拼裝下轉(zhuǎn)盤球鉸：下轉(zhuǎn)盤球鉸運到現(xiàn)場后進行檢查，主要對下轉(zhuǎn)盤球鉸的表面橢圓度及結構檢查其是否滿足設計加工要求。下轉(zhuǎn)盤球鉸的現(xiàn)場組裝主要是下轉(zhuǎn)盤球鉸的錨固鋼筋及調(diào)整螺栓的安裝；該部分為螺栓連接，其它構件均在廠內(nèi)進行焊接組裝。

③ 初步定位：確定下轉(zhuǎn)盤球鉸中心十字線，放出錨固螺栓位置。下轉(zhuǎn)盤球鉸初步定位的目的是保證槽口內(nèi)鋼筋與轉(zhuǎn)盤的錨固鋼筋不發(fā)生沖突。

④ 綁扎槽口內(nèi)鋼筋：在準備工作完成后，按照設計及規(guī)范的要求進行鋼筋的綁扎。此項施工時必須注意：當普通鋼筋與下轉(zhuǎn)盤球鉸錨固螺栓發(fā)生沖突時，應適當移動普通鋼筋。

⑤ 精確定位及調(diào)整：利用固定調(diào)整架及調(diào)整螺栓將下轉(zhuǎn)盤球鉸懸吊，調(diào)整中心位置，然后依靠固定調(diào)整螺桿上下轉(zhuǎn)動調(diào)整標高。

⑥ 固定：精確定位及調(diào)整完成后，對下轉(zhuǎn)盤球鉸的中心、標高、平整度進行復查；中心位置采用全站儀檢查，標高采用精度0.01 mm的精密水準儀及鋼銦尺多點復測，經(jīng)檢查合格后對其進行固定；豎向利用調(diào)整螺栓與鋼骨架橫梁之間擰緊固定，橫向利用預埋在承臺上的型鋼進行固定。

4.2.2滑道的安裝

圖2　下轉(zhuǎn)盤球鉸安裝示意圖

在撐腳的下方(即下轉(zhuǎn)盤頂面)設有0.95 m寬的滑道，滑道中心的直徑為6.45 m，采用Q345qC鋼材制作，厚度為24 mm，滑道鋼板采取分節(jié)段拼裝，在盤下利用調(diào)整螺栓調(diào)整固定，分節(jié)段澆注混凝土。轉(zhuǎn)體時應保證撐腳可在滑道內(nèi)滑動，以保持轉(zhuǎn)體結構平穩(wěn)。要求整個滑道面在同一水平面上，滑道骨架頂面角鋼相對標高差≯5 mm，滑道頂面局部平整度≯0.5 mm，其相對高差不大于2 mm。

4.2.3球鉸、聚四氟乙烯滑片的安裝

上轉(zhuǎn)盤球鉸采用Q345qC鋼材制作，直 徑 為

3 700 mm，厚度為30 mm，單件重2.62 t(圖3)。

下球鉸表面布置552塊φ60×20 mm和4塊φ150×20 mm四氟乙烯滑板，其中φ60四氟乙烯滑片呈圓形均布下球鉸表面，共12排，四氟乙烯滑片總面積為16 371 cm2。聚四氟乙烯片處于高壓應力狀態(tài)，平均計算壓應力為48.4 MPa，其設計抗壓強度為100 MPa。上下轉(zhuǎn)盤間安裝有φ260銷軸，長度為1 250 mm，采用45號煅鋼制作。

下球鉸混凝土澆注完成后，將轉(zhuǎn)動中心軸的銷軸放入下轉(zhuǎn)盤預埋套管中，然后進行下球鉸聚四氟乙烯滑片和上球鉸的安裝。四氟滑片應先進行等載預壓，消除變形后方可安裝。

根據(jù)聚四氟乙烯滑片的編號將其安放在相應的鑲嵌孔內(nèi)。聚四氟乙烯滑片安裝前，先將下球鉸頂面清理干凈，球鉸表面及安裝聚四氟乙烯滑片的孔內(nèi)不得有任何雜物且需將球面吹干。聚四氟乙烯滑片安裝完成后，保證其頂面位于同一球面上，誤差≯1 mm。檢查合格后，在球面上各聚四氟乙烯滑片間涂抹硅脂，使硅脂均勻充滿聚四氟乙烯滑片之間的空間并略高于聚四氟乙烯滑片，保證其頂面有一層硅脂。四氟乙烯滑片中心需鉆小孔以便裝入時排出空氣。整個安裝過程應保持球面清潔，嚴禁將雜物帶至球面上。將上球鉸吊起，在其凸球面上涂抹一層硅脂，然后將上球鉸對準銷軸中心輕落至下球鉸上，用倒鏈微調(diào)上球鉸水平位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙一致，去除被擠出的多余硅脂，并用彩條布帶將上下球鉸邊緣的縫隙密封，防止雜物進入球鉸摩擦部分。

球鉸安裝的要點：保持球鉸面不變形，保證球鉸的光潔度，球鉸范圍內(nèi)混凝土的振搗務必密實，防止混凝土漿或其它雜物進入球鉸摩擦面。

圖3　上轉(zhuǎn)盤球鉸安裝示意圖

4.2.4撐腳的安裝

上盤撐腳為轉(zhuǎn)體時支撐結構體平穩(wěn)的保險腿，從轉(zhuǎn)體時保險腿受力情況考慮，上轉(zhuǎn)盤共設有8個撐腳，對稱的兩個保險腿之間的中心線應重合，每個撐腳均為φ600×16 mm的雙圓柱形鋼管，采用Q345qC鋼材，撐腳由鋼管混凝土組成，下設30 mm厚鋼板，埋入上轉(zhuǎn)盤混凝土內(nèi)720 mm，下部外露876 mm，鋼管內(nèi)灌注C45微膨脹混凝土。撐腳在工廠整體制造后運進現(xiàn)場，上球鉸安裝就位時即安裝撐腳，安裝撐腳時確保撐腳與下滑道的間隙符合設計要求的11 mm。轉(zhuǎn)體前，在滑道面內(nèi)鋪裝不銹鋼板，撐腳與滑道鋼板間用鋼楔塞緊(圖4)。

4.2.5上轉(zhuǎn)盤的安裝

圖4　撐腳安裝示意圖

上轉(zhuǎn)盤是轉(zhuǎn)體時的重要結構，在整個轉(zhuǎn)體過程中處于一個多向、立體的受力狀態(tài)，受力復雜，設計采用預應力結構。上盤邊長10 m×8.5 m，高2 m，轉(zhuǎn)臺直徑為7.5 m，高度為0.8 m，轉(zhuǎn)臺是球鉸、撐腳與上盤相連部分，又是轉(zhuǎn)體牽引力直接作用部位。上轉(zhuǎn)盤內(nèi)預埋牽引索固定端、采用P型錨具，同一對牽引索的錨固端應在同一直徑線上并對稱于圓心，每根索的預埋高度和牽引方向一致。每根索埋入混凝土內(nèi)的長度不小于4 m，每根索的出口點也應對稱于轉(zhuǎn)盤中心。牽引索外露部分應圓順地纏繞在上轉(zhuǎn)盤周圍，互不干擾地擱置于預埋鋼筋上并做好保護措施。

待上轉(zhuǎn)盤混凝土達到設計強度后，進行整個轉(zhuǎn)體系統(tǒng)支承體系的轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)動體系支承于球鉸上。施加轉(zhuǎn)動力矩，使轉(zhuǎn)盤沿球鉸中心軸轉(zhuǎn)動。檢查球鉸的運轉(zhuǎn)是否正常，測定其摩擦系數(shù)和平整度，為轉(zhuǎn)體施工提供依據(jù)。

若測出的摩擦系數(shù)較設計要求的出入較大，應立即分析原因并做出相應的處理。

4.2.6轉(zhuǎn)體上盤預應力的施工

順橋向和橫橋向的預應力筋均采用17-φs15.2鋼絞線，單端張拉；豎向預應力筋采用JL32高強度精軋螺紋粗鋼筋，單端張拉。張拉完成后及時壓漿封錨(圖5)。

圖5　上轉(zhuǎn)盤預應力施工示意圖

5橋梁轉(zhuǎn)體及封盤

5.1橋梁轉(zhuǎn)體

在轉(zhuǎn)體上部結構施工完畢并完成控制系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)的調(diào)試后，在鐵路系統(tǒng)給定的天窗時間內(nèi)分別進行試轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)體。

5.2轉(zhuǎn)體后進行的球鉸封盤

梁體轉(zhuǎn)體就位后，在兩端利用已架設好的臨時支墩固定梁體以保證梁體的穩(wěn)定性，立即用微脹混凝土填充上下承臺間的空隙，即進行封盤施工。采用幫條焊焊接預埋基礎和實體塊中的鋼筋，焊縫長度應滿足規(guī)范要求。采用二次封盤，第一次先封上、下轉(zhuǎn)盤間的混凝土，并在上轉(zhuǎn)盤頂部預埋注漿鋼管，待封盤混凝土凝固后用灌漿法填補因混凝土收縮留下的空隙，以保證墩身與上下盤間混凝土的整體性(圖6)。

6結語

圖6　封盤施工示意圖

“T構”轉(zhuǎn)體主要依靠轉(zhuǎn)體結構實現(xiàn)，其轉(zhuǎn)體系統(tǒng)由下轉(zhuǎn)盤、上轉(zhuǎn)盤、球鉸、滑道、牽引系統(tǒng)組成，尤其是球鉸部分，其加工、安裝精度要求均較高，筆者結合工程實例介紹了“T構”轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)安裝施工工藝，可供類似工程施工參考。

收稿日期:2016-04-06

中圖分類號:TV53;TV52

文獻標識碼:B

文章編號:1001-2184(2016)03-0015-04

作者簡介:

汪亞克(1979-)，男，河南南陽人，工程師，從事水利水電、公路與橋梁工程施工技術與管理工作；

汪昱君(1990-)，男，四川夾江人，技術員，從事水利水電工程、公路與橋梁工程施工技術與管理工作；

張方彪(1984-)，男，四川南充人，工程師，從事水利水電、公路與橋梁工程施工技術與管理工作.

(責任編輯：李燕輝)