淺析大型橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

王曉廣 于志軍

摘? 要：橋梁轉(zhuǎn)體施工一般在不能通過(guò)直接架設(shè)模版澆筑混凝土的情況下使用。先將橋梁在易于施工的區(qū)域預(yù)制在可旋轉(zhuǎn)支座上，再利用一些機(jī)具設(shè)備將該橋體轉(zhuǎn)到主橋位軸線位置合攏。不同情況和形狀的橋體，其施工方法各有特點(diǎn)。本文針對(duì)轉(zhuǎn)體重量大、轉(zhuǎn)動(dòng)角度大、梁體較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)體橋施工進(jìn)行了闡述，以期對(duì)類似橋梁施工提供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁;大型;轉(zhuǎn)體

中圖分類號(hào)：U445.4? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2020）08-0000-00

本工程為高速公路橋梁，有一段上跨主橋需架設(shè)于既有京九鐵路上面，并與京九鐵路相交叉，交點(diǎn)處京九鐵路下行線里程K136+782.281，交叉角度為74°。京九鐵路為國(guó)鐵Ⅰ級(jí)鐵路，該區(qū)段每天往返經(jīng)過(guò)的火車超過(guò)120列次，經(jīng)過(guò)與鐵路主管部門協(xié)商，最終確定可獲得50分鐘無(wú)列車通行以完成該段橋梁施工。經(jīng)項(xiàng)目研究，該段橋體要先澆筑完成并驗(yàn)收合格，再將橋體順時(shí)針轉(zhuǎn)體74°，與主橋精準(zhǔn)對(duì)接，完成跨鐵路橋梁段施工。

1轉(zhuǎn)體主橋結(jié)構(gòu)

（1）上部結(jié)構(gòu)：跨越京九鐵路橋體采用2×65mT構(gòu)，橋梁全寬33.5m，引橋采用橋面和結(jié)構(gòu)均分幅布置形式，單幅橋梁全寬16.512m，各墩臺(tái)斜交正做。箱梁橋體結(jié)構(gòu)截面為單箱三室斜腹板箱形，中間支點(diǎn)處的中心梁高6.5m，末端對(duì)接處箱梁高3.3m，梁底部曲線形態(tài)按照?qǐng)A曲線設(shè)計(jì)，橋體兩端矩形箱梁段長(zhǎng)各4.95m。縱、橫向預(yù)應(yīng)力體系采用Ⅱ級(jí)低松弛高強(qiáng)鋼絲繩。

（2）下部結(jié)構(gòu)：T構(gòu)中墩采用墩梁固結(jié)，矩形截面，墩身平面尺寸為3.6（縱橋向）×（8.0～12.0）m（橫橋向）。橋梁轉(zhuǎn)體盤采用環(huán)道和中心支撐相互結(jié)合的轉(zhuǎn)體系統(tǒng);轉(zhuǎn)體承臺(tái)基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，數(shù)量25 根，直徑1.5m。

邊墩為柱式墩，蓋梁采用鋼筋混凝土蓋梁，順橋向?qū)?.5m，高度為1.8m，墩柱橫向布置3個(gè)，直徑1.8m。下接實(shí)體式承臺(tái)，厚2.5m。基礎(chǔ)采用8根直徑 1.25m的鉆孔灌注樁。

2轉(zhuǎn)體原理

橋梁轉(zhuǎn)體的原理是橋體重量通過(guò)橋墩柱子傳遞于轉(zhuǎn)體支座，通過(guò)上下球擺之間的滑板將重量由支座傳至下承臺(tái)。待橋體轉(zhuǎn)體完成后，將砂箱脫空，整個(gè)橋體落在支座上，由支座支撐橋體的全部重量，同時(shí)對(duì)橋體做稱重和配重，再用轉(zhuǎn)體設(shè)施中轉(zhuǎn)臺(tái)的牽引鋼絲繩、轉(zhuǎn)體接連數(shù)控千斤頂，加載力矩超過(guò)撐腳與下滑道之間及上下球擺之間的摩擦力矩，使橋體在檢測(cè)和控制下轉(zhuǎn)動(dòng)到主橋軸線位置[1]。

3轉(zhuǎn)體設(shè)備的組成與布置

3.1牽引動(dòng)力裝置

本工程轉(zhuǎn)體總重量W為14509.5t，其中橋體重量14500t，轉(zhuǎn)體動(dòng)力系統(tǒng)有2套，包括1臺(tái)主控臺(tái)、4臺(tái)數(shù)控轉(zhuǎn)體千斤頂、2臺(tái)液壓泵站及附屬設(shè)施。每套數(shù)控千斤頂由兩臺(tái)千斤頂串聯(lián)組成，公稱牽引力為200t，每臺(tái)千斤頂前端均配有相應(yīng)的夾持裝置。本系統(tǒng)兼具自動(dòng)和手動(dòng)功能，手動(dòng)控制主要用于各千斤頂?shù)奈恢谜{(diào)試和距離運(yùn)動(dòng)，本次轉(zhuǎn)體采用自動(dòng)控制操作進(jìn)行。

數(shù)控轉(zhuǎn)體千斤頂按照水平、平行、對(duì)稱的方式，布設(shè)在旋轉(zhuǎn)盤兩側(cè)的反力支墩上，千斤頂?shù)妮S心直線要與上轉(zhuǎn)盤鋼絲繩圓盤切線的軸向同軸，千斤頂軸心到上轉(zhuǎn)盤的距離相等[2]。千斤頂要用高強(qiáng)螺栓固定于反力支架上，固定方式根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，可焊接也可以用高強(qiáng)螺栓連接，反力支架和牽引反力支座要能承受不低于200t的荷載，通過(guò)反力實(shí)驗(yàn)，支架（座）要驗(yàn)收合格。

3.2助推裝置

將2臺(tái)100t助推千斤頂，按照對(duì)稱、水平的方式安置在反力支座上，根據(jù)轉(zhuǎn)體操作的需要，在轉(zhuǎn)體開(kāi)始、停止和轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)時(shí)使用。

3.3牽引裝置

轉(zhuǎn)體上轉(zhuǎn)盤埋設(shè)有2組牽引索，預(yù)埋的牽引索每組由17根φs15.2的鋼絲繩組合而成。把所有鋼絲繩進(jìn)行表面清潔，去除銹跡、油污等，然后把鋼絲繩逐根、順次沿著設(shè)定的索道排列纏繞，并穿過(guò)數(shù)控連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂。上述工作完成并檢查合格后，先用1-5KN牽引力對(duì)鋼絲繩逐根預(yù)緊，再將牽引系統(tǒng)油壓設(shè)置為2Mpa，用牽引千斤頂對(duì)該鋼絲繩進(jìn)行整體預(yù)緊，使同一束牽引索上的所有鋼絲繩持力達(dá)到一致[2]。牽引索的另一邊為固定端，采用P錨在轉(zhuǎn)臺(tái)灌注時(shí)將其先預(yù)埋入轉(zhuǎn)臺(tái)混凝土體內(nèi)。

4轉(zhuǎn)體時(shí)間的計(jì)算

泵頭的實(shí)際流量理論上可根據(jù)要求從0到 20L/min進(jìn)行選擇，因此可根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)定轉(zhuǎn)體的速度，確保在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成轉(zhuǎn)體。

轉(zhuǎn)體角度74°，上轉(zhuǎn)盤直徑8.5m。轉(zhuǎn)動(dòng)上轉(zhuǎn)盤74°對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)=π×D×74°÷360°=3.14159×8.5×74°÷360°=5.489m。計(jì)算得出鋼絲繩牽引長(zhǎng)度L=5.489m+受力伸長(zhǎng)值L1。處于拉伸狀態(tài)的鋼絲繩不長(zhǎng)，L1對(duì)轉(zhuǎn)體時(shí)間影響可忽略不計(jì)。正式轉(zhuǎn)體時(shí)間T=（74÷180×π）/0.027（轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為rad/min）≈47.83min。

轉(zhuǎn)體時(shí)間=47.83 min（總時(shí)間）-7.75 min（試轉(zhuǎn)時(shí)間）=40min，綜合考慮接觸網(wǎng)停送電、封鎖牌安裝拆除等工序約需10min，總共約50min。

5試驗(yàn)性轉(zhuǎn)體

正式轉(zhuǎn)體日期確定好后，在前一天進(jìn)行試驗(yàn)性轉(zhuǎn)體，試轉(zhuǎn)體是對(duì)橋梁、轉(zhuǎn)體裝置、指揮、操作、應(yīng)急處理等的全面檢測(cè)。首先檢查平衡配重、轉(zhuǎn)盤部分、連續(xù)千斤頂?shù)人胁课欢颊＃笓]、操作、應(yīng)急處理人員到位，開(kāi)始對(duì)橋體進(jìn)行試轉(zhuǎn)，試轉(zhuǎn)角度120，試轉(zhuǎn)過(guò)程中注意觀察牽引裝置、轉(zhuǎn)體設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，記錄各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)。

在進(jìn)行試轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)體各部位是否平穩(wěn)，主受力部位是否出現(xiàn)裂紋和異常位移，設(shè)備工作情況是否都在工況要求范圍內(nèi)。如果出現(xiàn)異常情況，需立刻停止試轉(zhuǎn)，查找出問(wèn)題原因，在問(wèn)題排出后繼續(xù)試轉(zhuǎn)。試轉(zhuǎn)要做好下列參數(shù)監(jiān)測(cè)：（1）每分鐘轉(zhuǎn)速;（2）點(diǎn)動(dòng)位移;（3）慣性位移值;（4）啟動(dòng)時(shí)油壓;（5）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)油壓[1]。試轉(zhuǎn)各項(xiàng)參數(shù)是轉(zhuǎn)體控制的依據(jù)。

試轉(zhuǎn)完成后，在撐腳與滑道鋼板之間用鐵楔楔緊、固定，防止梁體在外力作用下擺動(dòng)。

6橋梁正式轉(zhuǎn)體

轉(zhuǎn)體準(zhǔn)備工作全部就緒后，氣象條件良好并滿足轉(zhuǎn)體要求，在接到鐵路部門停車通知后，立刻派人到預(yù)定位置設(shè)置警示牌，啟動(dòng)轉(zhuǎn)體設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)，繼續(xù)進(jìn)行橋梁轉(zhuǎn)體。

轉(zhuǎn)體過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)體速度的調(diào)整[3]。轉(zhuǎn)體橋兩端橋面中心軸線進(jìn)入到距離主橋軸線 2m內(nèi)時(shí)，橋面上的監(jiān)測(cè)人員要開(kāi)始向控制臺(tái)倒數(shù)并匯報(bào)中心軸線相差的距離，每前進(jìn)10cm匯報(bào)一次;當(dāng)中心軸線差距在30cm內(nèi)時(shí)，每前進(jìn)1cm匯報(bào)一次;當(dāng)中心軸線差距在5cm內(nèi)時(shí)，每前進(jìn)1mm匯報(bào)一次[1]，以便操控人員及時(shí)掌控操控力度，使轉(zhuǎn)體橋梁旋轉(zhuǎn)后的結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。

轉(zhuǎn)體結(jié)束后，立即在撐腳兩側(cè)下轉(zhuǎn)盤承臺(tái)上焊接型鋼反力架（事先精確定位預(yù)埋鋼板），打入鋼楔塊，并將其臨時(shí)鎖定，確保轉(zhuǎn)體完成后的橋體不發(fā)生任何位移。清洗轉(zhuǎn)體支座底盤，支模板澆筑C50微膨脹混凝土封固，將上、下轉(zhuǎn)盤澆成一體。待封固混凝土達(dá)到凝固強(qiáng)度后，灌漿填補(bǔ)因混凝土收縮留下的間隙，確保上、下轉(zhuǎn)盤被混凝土封固結(jié)實(shí)。加固施工完成后，對(duì)轉(zhuǎn)體橋的軸線偏位、頂面高程、同跨對(duì)稱點(diǎn)高程進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保轉(zhuǎn)體各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。

7合攏段施工

轉(zhuǎn)體完成后，橋體兩端為轉(zhuǎn)體預(yù)留空間而短缺的5m，采用支架現(xiàn)澆法完成施工即可。

參考文獻(xiàn)

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[2]T/TMAC 003-2017.橋梁轉(zhuǎn)體裝置[S].

[3]張聯(lián)燕.橋梁轉(zhuǎn)體施工[M].人民交通出版社，2003：3.

收稿日期：2020-07-08

作者簡(jiǎn)介：王曉廣（1979—），男，內(nèi)蒙古寧城人，本科，工程師，從事工程施工工作。