無現(xiàn)澆段大跨轉體橋施工關鍵技術研究

錢 鴻 （安徽省交通控股集團有限公司，安徽 合肥 230000）

目前，我國的高速公路，高鐵等基礎設施交通建設正如火如荼地進行著，現(xiàn)存的交通網(wǎng)絡也日益復雜。特別是高速公路與高鐵之間的交叉，在高速公路橋梁施工時，必須滿足不影響高鐵正常運行的嚴苛要求。采用轉體施工工藝可以有效地解決這一問題。對于重點交通樞紐處，能夠利用這一技術有效地避免施工影響交通的現(xiàn)象。可以預見地是，轉體施工工藝在未來幾十年里將會越來越多地應用于實際工程中。

1 工程概況

本項目依托工程是安徽省滁馬高速公路。滁馬高速在全椒縣陳淺西南側(公路里程樁號K34+912.5)與合寧鐵路相交，交叉角度約86。。滁馬高速在交叉處采用了T型剛構橋作為分離式立交主橋上跨合寧高鐵的方案。橋梁總長1786m，跨徑布置為23×30+30+（2×65）+30×30m，引橋為裝配式預應力混凝土連續(xù)箱梁，為左右幅雙線橋，單幅橋寬12.5m；主橋為2×65m單幅T構橋面寬32m。主橋采用（65+65）m整幅式斷面T構，施工方式為轉體法。

主橋采用現(xiàn)澆混凝土施工，轉體方式及角度為逆時針轉體86。，轉體長度為（65+65)m。主梁為大懸臂單箱四室箱形截面，T構中間支點處外側梁高7m、橋梁中心線處梁高7.32m，邊支點外側梁高2.5m、橋梁中心線處梁高2.82m，梁底端部為長約7.0m的等厚段。該段與主梁一起進行澆筑，這種澆筑方式是滁馬高速橋梁施工的獨特之處，與其他轉體橋梁施工方式區(qū)別較大。橋面寬約32.0m，底板寬約25.0m。

T構中墩的固結方式主要應用墩梁固結方式，并且在具體施工時需要依照6.0×13.0m的平面尺寸進行墩縱和橫向設置，并且應用圓曲線進行墩頂和箱梁腹板進行固結。中墩橫橋和縱橋的壁厚分別為1.2m和1.0m，并且在上下兩部分都設置厚度為1.5m的實體段。主橋在進行邊墩建設時要應用24#和26#的門式墩。因為梁懸臂相對較長，所以它的撓度也無法縮小，因此，需要進行主動體系和梁體轉體控制，它的成功與否，關系到整個轉體橋梁的建設質量。

2 轉動體系構成與施工順序

轉動體系的構成有多個部分，其中核心構件主要有牽引系統(tǒng)、球鉸分為上下兩部分的轉盤等。具體情況如圖1所示，該橋的承臺是由兩部分構成，下承臺部分需要將下轉盤設置在其中心位置，并且在轉盤的周圍加設滑道，并建設可以助推和牽引的反力支座。同時，使用球鉸將承臺的上下兩部分連接起來，并且將涂有四氟乙烯飯的滑塊放置在球面板間。球鉸作為轉體系統(tǒng)的核心部件，為了便于放置到承臺中，需要嚴格控制其大小和尺寸，因此它的球面投影直徑需要設置在4m，球體半徑為8m。

圖1 轉體現(xiàn)場圖

轉動系統(tǒng)的施工也需要按照一定順序完成，即先進行下轉盤的施工，然后安裝球鉸，最后再進行上轉盤的施工建設。在進行下轉盤施工時，要對進行三次澆筑；第一次進行混凝土澆筑，然后對球鉸的底座進行施工并完成其周圍環(huán)道的建設；第二次澆筑混凝土主要針對環(huán)道和球鉸下部；第三次澆筑則要具體針對反力支座進行系統(tǒng)澆筑。安裝球鉸時也要對球鉸上部和下部進行分別施工，進行球鉸上部和銷軸施工時，需要對受力砂箱和撐腳進行重點施工，撐腳要設置6組圓柱形撐腳，鋼走板則要保證達到20mm厚度。球鉸下部要設置涂有聚四氟乙烯的滑動片，不僅如此，在球鉸中要加入聚四氟乙烯粉；上轉盤的施工需要來進行兩次混凝土澆筑，第一次澆筑完成后需要對轉體進行封鉸，然后對剩余部分進行再次澆筑。這些步驟都完成之后再分別進行橋梁墩臺施工和上部整體結構施工。

3 施工關鍵技術分析

本橋施工關鍵技術主要包括大噸位T構平轉轉體施工監(jiān)控技術、球鉸轉動原理的糾偏技術和平穩(wěn)快速轉體施工技術等。

3.1 大噸位T構平轉轉體施工監(jiān)控技術

大噸位T構平轉轉體施工監(jiān)控技術包括以下4個方面內容。

①轉體施工中，監(jiān)控技術是保證轉體順利施工，通過應力檢測，位移檢測，線型檢測等途徑，判斷結構轉動是否平順，能夠有效地起到預警作用。

②監(jiān)控技術具有較好的可操作性，測量結果能夠實時反映當下施工狀態(tài)。通過高程與位移檢測，能夠有效檢測結構是否抵達設計目標位置。

③檢測撐腳應力能夠有效檢測轉盤在轉動過程中是否遇到其他異物阻礙，及時預警，防止下部結構出現(xiàn)卡死狀態(tài)。

④通過應力檢測結構關鍵部位受力，防止結構在轉動過程受到其他環(huán)境因素影響，導致應力出現(xiàn)異常。

3.2 利用球鉸轉動原理的糾偏技術

球鉸轉動原理的糾偏技術主要包括以下3個方面內容。

①基于本次轉體施工的施工經(jīng)驗，利用球鉸轉動原理能夠有效、準確地測量結構的不平衡力矩以及球鉸摩擦系數(shù)。

②利用球鉸轉動原理測試不平衡力矩時，通過對比測量轉盤橫向位移和縱向位移得知，兩個測量方向均可以有效測量球鉸的轉動效應。豎向位移開始是逐漸增大，當?shù)竭_臨界值時劇烈增大，而水平位移是起始階段基本為零，當接近臨界值時劇烈增大的過程。

③通過對比不同摩擦系數(shù)對糾偏方案的影響來看，隨著摩擦系數(shù)的增大，對測量用的頂升設備的需求也越來越高，或者需要將頂升設備防止到T構梁端位置。可見前期球鉸施工質量對后期的糾偏措施以及轉體施工至關重要。

3.3 平穩(wěn)快速轉體施工技術

平穩(wěn)快速轉體施工技術主要包括以下2個方面內容。

①通過對轉體施工中轉動速度和加速度對結構體系的影響進行了研究，研究結果表明，當轉動速度變大后，轉體結構的制動和啟動要求變高，特別是施工控制方面的要求。當結構制動時，其轉動加速度會對結構受力產生一定的影響，轉動加速度和結構的應力響應成正比。本次施工中，轉動速度為0.88rad/min，實踐證明是能夠滿足安全需求的。

②基于在接觸應力計算分析結果的基礎上，進一步對轉體系統(tǒng)的牽引力進行了分析。分別對球鉸單點支撐與球鉸-撐腳多點支撐下，轉體的牽引力計算結果進行了分析，分析在不平衡力矩作用下轉體系統(tǒng)牽引力矩與牽引力的變化情況。

4 結論

總結歸納了大噸位無現(xiàn)澆段T型剛構轉體橋施工技術，詳細介紹了轉體施工的的基本流程和工作重點，分別總結了轉體系統(tǒng)的精度控制標準，球鉸制作關鍵技術，球鉸安裝關鍵技術，轉體監(jiān)控技術，轉體施工糾偏技術，平穩(wěn)快速轉體施工技術，通過對球鉸進行數(shù)值模擬分析，精細化分析了在不同等級的不平衡力矩作用下球鉸的應力變化，并探討了在這些情況影響下對結構牽引力的影響。為類似工程積累了寶貴經(jīng)驗，具有較高的借鑒價值。

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