淺析橋梁平轉關鍵工序不同施工工藝

梁育生　李柏霖

摘 要：依托某跨鐵橋工程，對橋梁平面轉體施工中關鍵工序可選用的不同施工工藝進行對比和分析，找出不同工藝的優勢和不足，提出施工時的注意事項，為今后類似橋梁平面轉體施工提供了參考和選擇的依據。

關鍵詞：橋梁 轉體 平轉法 關鍵工序 施工工藝

中圖分類號：U445.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（a）-0043-03

橋梁轉體施工是將橋梁結構在非設計軸線位置制作（澆注或拼接）成形，然后通過轉體就位至設計軸線的一種施工方法。它可將在障礙上空的作業轉化為岸上或近地面的作業。根據橋梁結構的轉動方向，轉體施工可分為豎向轉體施工法、水平轉體施工法以及平轉與豎轉相結合的方法，其中以平轉法應用最多[1]。目前，國內橋梁平轉法施工技術雖然成熟，成功實施的案例也很多，但施工過程中，有些關鍵工序若選用方法不當，會對施工質量、安全、進度及施工成本等造成較大的影響。橋梁一般平面轉體結構自下而上由樁基礎、下承臺、球鉸、環形滑道、撐腳、限位擋塊、牽引反力座、上轉盤（上承臺）、墩身及上部結構組成。本文結合某跨鐵橋平面轉體施工實際操作經驗，按轉體施工順序從球鉸及滑道安裝、上轉盤底模支撐、稱重試驗及配重3個關鍵施工工序出發，探討分析不同施工工藝的優缺點。

1 球鉸及滑道安裝

下承臺是球鉸及滑道錨固的載體，球鉸及滑道又是保證轉體結構自平衡和轉體過程平穩的核心構件。為了保證球鉸及滑道精確安裝到位，下承臺混凝土一般分2～3次澆筑。通常第一次澆筑至球鉸和滑道支架底部，第二、三次澆至球鉸及滑道鋼板面，將球鉸及滑道固定。相對應有以下3種施工工藝。

1.1 施工工藝（一）

（1）下承臺混凝土第一次澆筑至球鉸和滑道支架底部，預留球鉸支架安裝槽口。

（2）安裝定位支架和滑道鋼板、下球鉸鋼板，將平面位置及高程調整到位。

（3）澆筑下承臺第二次混凝土，封固下球鉸及滑道。

優點：由第一次下承臺混凝土做支撐，定位支架安裝及固定容易，位置調整方便；安裝好后，在第二次澆筑混凝土過程中受擾動性小，穩固性好；利用定位支架上的調節螺栓，將支架及下球鉸、滑道鋼板一步安裝、調整到位。

缺點：定位支架及下球鉸、滑道鋼板一步安裝并澆筑埋設到位，澆筑完成球鉸及滑道不可再微調。

1.2 施工工藝（二）

（1）將定位支架預埋安裝固定在下承臺鋼筋骨架上，澆筑下承臺第一次混凝土。

（2）安裝滑道鋼板及下球鉸，利用調節螺栓將滑道鋼板及下球鉸安裝調整到位。

（3）澆筑下承臺第二次混凝土，將下球鉸及滑道封固。

優點：先預埋支架，再安裝下球鉸及滑道鋼板，利用調節螺栓精確就位，安裝精度較容易控制。

缺點：在下承臺鋼筋骨架上固定安裝定位支架難度較大，安裝時位置調整較困難，需割除干擾鋼筋；支架與鋼筋焊接固定，穩固性不好，混凝土澆筑過程中容易受擾動；澆筑完成后，支架位置不可調整，須在預埋安裝時將支架位置找準，防止超出調節螺栓調整范圍。

1.3 施工工藝（三）

（1）下承臺混凝土第一次澆筑至球鉸和滑道支架底部，預留球鉸支架安裝槽口。

（2）安裝定位支架和滑道鋼板、下球鉸鋼板，將平面位置及高程粗調到位。

（3）澆筑下承臺第二次混凝土，將定位支架下半部分封固。

（4）利用定位支架上的調節螺栓將下球鉸及滑道精確就位。

（5）澆筑下承臺第三次混凝土，將下球鉸及滑道封固。

優點：球鉸安裝分三步進行，安裝精度最高，最易控制。

缺點：下承臺需分3次澆筑，比前兩種施工工藝工期長；比前兩種施工工藝多一道施工縫，混凝土結合面鑿毛工程量增大。

綜上，若項目轉體施工工期較寬裕，施工精度控制要求高，轉體重量大，則宜選擇第三種施工工藝。

2 上轉盤底模支撐施工

上轉盤與下承臺之間只有球鉸直接接觸，其余部位均懸空，因此，在澆筑上轉盤（上承臺時），需要采取措施將上轉盤底模支撐起來，同時該措施要持續承受墩身及梁體結構施工荷載，直至轉體前解除上下轉盤間支撐為止。上轉盤底模支撐方式的好壞，直接影響墩身及梁體結構在澆筑過程中、脫落架后上轉盤的偏心位移量和整體沉降量，導致球鉸受力不均勻、撐腳與滑道之間的間隙減小，從而對梁體稱重試驗甚至橋梁轉體造成難以估量的后果。因此，在選擇上轉盤底模支撐措施時，需要根據項目特點、施工環境及工期等因素綜合考慮。一般情況下，受上下轉盤間空間較小限制（上下轉盤間距一般為70cm左右），常用到的有以下3種底模支撐措施。

2.1 磚砌底模支撐

在下承臺澆筑完成、上球鉸安裝完成后，將撐腳安裝于設計位置，撐腳與滑道的間隙采用鋼楔塊或其他方式支墊。然后，測量放樣出上轉盤（上承臺）平面位置，砌筑高質量的磚墻，在磚墻頂鋪設10cm×10cm的木枋分配梁，分配梁頂鋪設竹膠板底模。最后，綁扎鋼筋、安裝牽引索等預埋件，立側模澆筑上轉盤混凝土以及進行后續梁體施工，轉體前再將磚墻鑿除，解除支撐。

優點：磚砌施工簡單，承壓面積大，承壓均勻。

缺點：磚墻拆除困難，拆除時易形成磚渣和粉塵，清理較困難；砌筑就拆除清理時間較長。

2.2 砂箱底模支撐

完成撐腳安裝后，根據上轉盤大小及轉體重量，對稱設置若干組砂箱于下承臺上，在砂箱上鋪設型鋼（或木枋）分配梁及底模，最后澆筑上轉盤混凝土。轉體前，將泄砂孔打開，泄壓，取出砂箱，解除支撐。

優點：砂箱可提前在后場加工好，縮短工序時間；安裝快捷簡單。

缺點：砂箱制作過程較復雜，精度要求高；須對砂箱提前進行預壓，且預壓壓力需相等；須選取均質、潔凈、干燥的砂，否則易造成砂箱承載力不均勻。endprint

2.3 型鋼底模支撐

采用型鋼組合作為底模支撐措施，轉體前，將型鋼割除，解除支撐。

優點：型鋼可提前在后場加工好，現場整體吊裝，縮短工序時間；安裝較為便捷。

缺點：型鋼后場焊接加工過程較復雜；拆除時須采用氣割對型鋼燒割，割除工程量較大。

3 稱重試驗及配重

轉體施工一般分平衡重轉體和非平衡轉體兩種，其中懸臂“T型”梁體以平衡重轉體居多，即墩頂兩邊懸臂重量理論上相同。對于平衡重轉體，因為施工過程中受鋼筋綁扎、混凝土澆筑不均勻、預應力張拉控制力不對稱等各種客觀因素影響，難免會造成轉體結構兩邊懸臂重量有差異，所以，轉體前，必須對轉體結構進行稱重試驗，測算出轉體結構的不平衡力矩（MG）及球鉸摩阻力矩（MZ），再通過對梁體結構進行配重，使轉體結構偏心值滿足設計及規范要求。而稱重試驗頂升位置及配重方式需根據實際施工環境、施工條件等綜合考慮選擇應用。

3.1 稱重頂升位置選擇

稱重試驗一般需要沿橋橫、縱軸線方向對稱布置4個千斤頂（配套壓力傳感器）及若干位移傳感器，利用千斤頂頂升轉體結構，根據位移傳感器判斷球鉸轉動瞬間，讀出千斤頂頂升力。通過橋軸線兩個方向2次頂升取得數據，建立二元一次方程求得轉動體不平衡力矩（MG）及球絞摩阻力矩（MZ）。頂升位置一般可選擇以下兩種。

（1）將千斤頂設置在上、下轉盤間，如圖1稱重試驗狀態一，圖中P1、P2分別代表縱橋向兩側千斤頂頂升位置及頂升力大小。

優點：千斤頂及位移傳感器全部安裝在上下轉盤之間，安裝及操作方便；可以選擇千斤頂在P1位置頂升完后，轉移到P2位置進行，減少一半設備，節約成本。

缺點：千斤頂設置在轉盤位置，受轉盤大小限制，頂升力臂較小，需大噸位千斤頂才能使球鉸發生轉動。

（2）將千斤頂設置在梁懸臂部分，可選擇梁端或中部等位置，如圖2稱重試驗狀態二，圖中P1、P2分別代表縱橋向兩側千斤頂頂升位置及頂升力大小。

優點：千斤頂設置在梁懸臂部分，可以加大頂升力臂，選擇小噸位千斤頂即可使球鉸發生轉動。

缺點：需要在千斤頂下設置頂升反力座，一般須采用型鋼支架；千斤頂從P1轉至P2距離較遠，轉移不方便，一般需在P1、P2兩處均設置，增加設備投入。

3.2 配重加載選擇

稱重試驗完成后即可測算出梁體不平衡力矩及偏心距，依據此再進行配重，通過配重使梁體重新達到平衡狀態。一般采用在梁兩端加載的方式進行配重，加載方法可因地制宜、就地取材，例如：鋼筋、砂袋、混凝土預制塊，水袋或水箱等均可。若采用鋼筋、砂袋、混凝土預制塊或水袋等作為配重材料時，需要對材料先進行稱取重量后，再利用吊車吊至計算好的位置，加、減載操作需要人工配合吊車完成；若采用水箱作為配重材料，則可在稱重實驗前，預先在梁兩端固定好水箱，通過加水計算體積方式完成精確配重，且該水箱可通過加減水方法重新利用在合龍段施工時梁端預加載，具有操作簡單，加、減載方便、精確的優點，但不足是水箱加工材料一般成本投入較大。

4 結語

本文結合橋梁平面轉體施工實踐，探討分析了球鉸及滑道安裝、上轉盤底模支撐、稱重試驗及配重3個關鍵施工工序多種施工方法各自的優缺點，旨在為日后轉體施工提供實用性參考依據。

參考文獻

[1] 張健峰，鐘啟賓.橋梁水平轉體法施工的技術成就[J].鐵路標準設計，1992（6）：19-41.

[2] 宋滿榮，柳炳康，楊玉龍，等.跨大秦鐵路大橋轉體稱重試驗及配重研究[J].世界橋梁，2015，43（6）：63-67.

[3] 任慶國，苗蘭第，馬偉.跨線橋轉體施工技術研究[J].江蘇建筑職業技術學院學報，2016，16（1）：22-25.

[4] JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].endprint