橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝與關(guān)鍵技術(shù)

侯鐵柱

（中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司，湖北 武漢 430074）

1 橋梁轉(zhuǎn)體施工概述

1.1 轉(zhuǎn)體施工的分類以及組成

在現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下，根據(jù)橋梁工程結(jié)構(gòu)與梁體轉(zhuǎn)動方向的不同，可將橋梁轉(zhuǎn)體施工分為豎轉(zhuǎn)型、平轉(zhuǎn)型、豎轉(zhuǎn)和平轉(zhuǎn)結(jié)合型等施工方法。其中，不同的施工方法，具有不同的工藝特點(diǎn)與適用條件，需結(jié)合橋梁工程實(shí)際，考量多方面要素進(jìn)行選擇。隨著道路與橋梁工程事業(yè)的進(jìn)步，橋梁轉(zhuǎn)體施工建設(shè)出現(xiàn)龐大需求，各類新型技術(shù)方法層出不窮，為橋梁工程建設(shè)提供了更多選擇，并取得了良好的應(yīng)用效果。

1.2 轉(zhuǎn)體施工工藝特點(diǎn)及其適用范圍

道路與橋梁工程所處的地理環(huán)境各不相同，影響橋梁轉(zhuǎn)體施工的外界要素較多。轉(zhuǎn)體施工充分利用自身形成的轉(zhuǎn)動體系，可有效克服施工環(huán)境復(fù)雜的不利條件，能夠?qū)崿F(xiàn)跨鐵路線、跨高速公路、跨河流施工。同時(shí)，轉(zhuǎn)體施工避免了高空施工作業(yè)可能存在的潛在安全隱患，而將施工任務(wù)轉(zhuǎn)向地面施工，提高了施工過程的安全系數(shù)。但是，轉(zhuǎn)體施工中的球鉸加工制造復(fù)雜，對鋼絞線的自動升降條件要求較高[1]。

2 橋梁轉(zhuǎn)體施工準(zhǔn)備

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，編制專項(xiàng)施工方案，并報(bào)有關(guān)上級單位組織審查。對既有營業(yè)線設(shè)備現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查預(yù)拼鋼箱梁，并根據(jù)既有線側(cè)與既有設(shè)備的關(guān)系，確定試轉(zhuǎn)角度；調(diào)查鋼箱梁轉(zhuǎn)體范圍內(nèi)的接觸網(wǎng)設(shè)備位置和標(biāo)高，確保其高度滿足轉(zhuǎn)體需求；調(diào)查轉(zhuǎn)體后長臂梁端與既有鐵路設(shè)備平面和空間位置關(guān)系等。在鋼箱梁合攏段梁端標(biāo)記出左右幅橋梁中心線，同時(shí)在轉(zhuǎn)體段兩端標(biāo)記出橋梁中心線，以在轉(zhuǎn)體過程中控制轉(zhuǎn)體對位；根據(jù)施工監(jiān)控方案，在轉(zhuǎn)體段鋼箱梁相應(yīng)位置布置監(jiān)控點(diǎn)。

2.2 安全準(zhǔn)備

安排要點(diǎn)施工現(xiàn)場防護(hù)、遠(yuǎn)端防護(hù)和駐站聯(lián)絡(luò)人員，并根據(jù)各位置防護(hù)要求落實(shí)防護(hù)備品到位。施工點(diǎn)前1h安排駐站人員進(jìn)行施工登記申請、傳達(dá)施工命令及登記開通。提前與橋工段人員對接，確定防護(hù)人員進(jìn)出線路的通道與行走線路，同時(shí)確定現(xiàn)場與遠(yuǎn)端防護(hù)點(diǎn)的位置、確定停止牌插設(shè)位置。確定停電范圍與停電單元，提前簽訂施工配合協(xié)議，提前查看現(xiàn)場確定接觸網(wǎng)接地位置。做好鋼箱梁轉(zhuǎn)體梁面臨邊防護(hù)措施，確保轉(zhuǎn)體過程中不會造成異物侵入鐵路限界。

2.3 人員準(zhǔn)備

根據(jù)轉(zhuǎn)體梁施工特點(diǎn)，按照既有線施工安全管理辦法，成立施工轉(zhuǎn)向領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)相關(guān)專業(yè)組，全體人員在施工領(lǐng)導(dǎo)小組統(tǒng)一指揮和調(diào)度下進(jìn)行施工，嚴(yán)格明確界定具體人員的分組、分工和工作職責(zé)。對所有參加施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，開展安全技術(shù)教育、考試，現(xiàn)場安全交底。對施工機(jī)械司機(jī)進(jìn)行專門的安全教育、考試、發(fā)證，強(qiáng)化其質(zhì)量意識、安全意識、責(zé)任意識。

2.4 牽引力計(jì)算

牽引力計(jì)算是橋梁轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可為轉(zhuǎn)體施工的具體推進(jìn)提供精準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)參考。通常情況下，理論牽引力計(jì)算公式為：

式中：μ為摩擦系數(shù)，靜摩擦系數(shù)0.1，動摩擦系數(shù)0.06；V為轉(zhuǎn)體重量，V=30000kN；D1為球鉸投影直徑，D1=950mm；D3為牽引直徑，D3=7800mm；T為牽引力。

每個(gè)牽引點(diǎn)選擇額定張拉力為2000kN的連續(xù)型千斤頂，可滿足要求。

鋼絞線牽引索采用4-φs15.2鋼鉸線；標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度：fytp=1860MPa；每束根數(shù)：n=4；單根截面面積：A=140mm2；鋼鉸線錨下控制應(yīng)力：fk≤0.75fytp=0.75×1860=1395MPa；單束鋼鉸線允許用拉力[T]=n×A×fk=4×140×10-6×1395×106=781200N=781.2kN ＞T=244kN；安全系數(shù)：K=[T]÷T=781.2÷244=3.2。

從計(jì)算結(jié)果來看，各項(xiàng)牽引力數(shù)據(jù)參數(shù)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可滿足轉(zhuǎn)體施工需求。

3 橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝與關(guān)鍵技術(shù)

3.1 轉(zhuǎn)體球鉸安裝

（1）布置千斤頂。在墊石上，以球鉸中心為基準(zhǔn)，布置4個(gè)千斤頂，單個(gè)頂?shù)某休d力不小于8t。千斤頂?shù)奈恢檬疽鈭D如圖1所示。

（2）球鉸安裝。使用吊車將球鉸吊裝至墊石上。吊裝完成后，要借助撬棍等設(shè)備調(diào)整球鉸中心線，使其實(shí)際位置最大限度上接近設(shè)計(jì)位置，將位置偏差控制在合理范圍內(nèi)。球鉸上支座板的水平度不大于2mm。為保證轉(zhuǎn)體角度，球鉸安裝時(shí)球鉸縱向軸線需要與鋼箱梁預(yù)拼軸線重合。中心及水平度調(diào)節(jié)完成后在球鉸下支座板底面塞入墊塊與墊片固定球鉸，并通過焊接方法予以固定，然后撤掉千斤頂，如圖2所示。

圖1 調(diào)節(jié)千斤頂位置示意圖

圖2 球鉸吊裝示意圖

（3）進(jìn)行灌漿。按相關(guān)技術(shù)要求安裝模板及灌漿。最后，落梁施工，嚴(yán)格按照吊裝施工要求進(jìn)行操作，將梁體放置于預(yù)設(shè)位置，并適當(dāng)調(diào)整，再對連接體進(jìn)行焊接加固。

3.2 輔助支撐系統(tǒng)的安裝

利用全站儀放點(diǎn)，在鋼筋網(wǎng)面上找到球鉸安裝中心點(diǎn)，并做好記號。用吊車將調(diào)平支架吊入蓋梁鋼筋網(wǎng)上，初步調(diào)平支架，使其沿中心位置圍成一圈。精調(diào)調(diào)平支架，使其擱置在槽鋼底面上，與鋼筋網(wǎng)脫離，標(biāo)高及中心調(diào)整至設(shè)計(jì)要求。固定調(diào)平支架，使整體定位牢靠。將滑道用調(diào)整螺栓初步定位在滑道調(diào)平支架上，然后用調(diào)節(jié)螺母位置調(diào)平滑道。撐腳與砂筒應(yīng)沿滑道對稱、均勻布置。

3.3 要點(diǎn)轉(zhuǎn)體施工

測量組配合監(jiān)控部門實(shí)施測量，主要采用到的測量儀器有全站儀等，以觀測鋼箱梁的水平與縱向移動狀況為重點(diǎn)，并在轉(zhuǎn)臺上對箱梁轉(zhuǎn)體速度做好刻度標(biāo)記，若發(fā)現(xiàn)指針每分鐘走行速度超過標(biāo)記速度（按比例推斷出轉(zhuǎn)體線速度超標(biāo)），及時(shí)報(bào)告給總指揮長，由其指揮控制系統(tǒng)操作員調(diào)整功率，降低速度。

3.4 橋梁精調(diào)

（1）橫橋向精調(diào)。該過程中需要配置承載性能足夠的千斤頂，保證能夠?qū)蛄喉斏筋A(yù)期高度，并進(jìn)行橫向微調(diào)，使梁體符合技術(shù)方案要求，最大限度地減少橫向位置偏差，并用鋼楔子對其精調(diào)后的梁體予以固定。（2）縱橋向精調(diào)。該過程中需在高度相對較小的一側(cè)配置千斤頂，同樣在頂升到預(yù)期高度后，再行縱向微調(diào)，減少縱向位置偏差。

3.5 橋梁防超轉(zhuǎn)限位裝置鎖定

按設(shè)計(jì)要求布置防超轉(zhuǎn)限位裝置。如可采用工字鋼橫梁將超轉(zhuǎn)限位區(qū)域予以固定，并借助符合技術(shù)規(guī)范的支撐力，調(diào)教限位位置。轉(zhuǎn)體就位后由測量組配合監(jiān)控組、監(jiān)理、設(shè)計(jì)院，確認(rèn)鋼箱梁中心已到達(dá)設(shè)計(jì)位置后，在8個(gè)撐腳下放小鋼楔子，并將撐腳及滑倒焊接，臨時(shí)鎖定。同時(shí)在鋼箱梁兩端后用千斤頂進(jìn)行固定，兩端焊接限位。

安裝主墩臨時(shí)千斤頂，頂起至球鉸脫空，拆除轉(zhuǎn)體球鉸。當(dāng)球鉸與鋼箱梁脫空時(shí)，采用神鋸鋸斷球鉸4個(gè)地腳螺栓，提前在球鉸加高臺側(cè)面搭設(shè)平臺，用卷揚(yáng)機(jī)將球鉸拖拉至平臺上，通過平臺上的千斤頂將球鉸落至蓋梁頂，最后再解體拆除。球鉸拆除時(shí)全橋已經(jīng)頂起，合攏段支架與梁體脫空，直接拆除合攏支架即可。

4 轉(zhuǎn)體施工監(jiān)測方案

4.1 監(jiān)控量測的目的

在轉(zhuǎn)體施工中，進(jìn)行必要的監(jiān)控量測極為關(guān)鍵，可及時(shí)幫助技術(shù)人員排查發(fā)現(xiàn)核心高程與軸線的起伏變化，排查發(fā)現(xiàn)潛在的梁體施工安全隱患，避免安全事故。同時(shí)，引導(dǎo)一線操作人員嚴(yán)格控制高程與軸線等參數(shù)指標(biāo)，提高工作效率，并形成最終監(jiān)控量測文件檔案材料，為竣工驗(yàn)收、工程管理維護(hù)提供參考。

4.2 測點(diǎn)布置

必須保證在轉(zhuǎn)體任何階段都能觀測到所需的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)體前將棱鏡或標(biāo)尺固定在梁體上；測點(diǎn)要安全可靠。在蓋梁支座上對鋼箱梁轉(zhuǎn)體終點(diǎn)線做出醒目標(biāo)注。橋梁轉(zhuǎn)體施工接近末尾階段時(shí)，要將轉(zhuǎn)動速度予以強(qiáng)化控制，避免轉(zhuǎn)體幅度過大。要在鋼箱梁的預(yù)設(shè)位置標(biāo)記高程觀測點(diǎn)，并通過塔尺與水準(zhǔn)儀等儀器設(shè)備對梁體四角進(jìn)行控制觀測。

4.3 轉(zhuǎn)體施工觀測

轉(zhuǎn)體施工觀測主要使用到的儀器為精密水準(zhǔn)測量儀，及時(shí)監(jiān)測懸臂前端高程浮動狀況，當(dāng)觀測發(fā)現(xiàn)高程數(shù)據(jù)波動變化較大，明顯偏離技術(shù)要求時(shí)，需及時(shí)反饋，進(jìn)而采取針對性措施予以處理。對不同的觀測點(diǎn)位要安排不同的觀測人員，實(shí)現(xiàn)專人負(fù)責(zé)，使轉(zhuǎn)體角度觀測更準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)體速度控制更有效，進(jìn)而促進(jìn)橋梁轉(zhuǎn)體得以平順、安全地達(dá)到施工預(yù)期效果。

5 安全管理措施

根據(jù)施工培訓(xùn)計(jì)劃，施工之前，對現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)行施工安全學(xué)習(xí)和安全教育，做好相應(yīng)記錄，對學(xué)習(xí)者進(jìn)行考核，考試合格后方可施工。組織所有進(jìn)場施工人員參加專項(xiàng)培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，重點(diǎn)掌握橋梁轉(zhuǎn)體施工安全操作要點(diǎn)，強(qiáng)化安全意識，將安全施工理念融入橋梁轉(zhuǎn)體施工的每個(gè)操作環(huán)節(jié)。對于特殊工種，要設(shè)定前置條件，實(shí)現(xiàn)持證上崗。

6 結(jié)語

總之，橋梁轉(zhuǎn)體施工是一項(xiàng)綜合性、技術(shù)性較強(qiáng)的施工項(xiàng)目，技術(shù)人員應(yīng)從橋梁工程的客觀實(shí)際需求出發(fā)，遵循轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的基本應(yīng)用規(guī)律，嚴(yán)格掌握各項(xiàng)關(guān)鍵施工技術(shù)要點(diǎn)，為保障橋梁工程建設(shè)事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。