高速公路橋梁連續(xù)梁轉體施工技術要點分析

趙鵬洲

（甘肅省公路建設管理集團有限公司，甘肅 天水741000）

0 引言

橋梁工程建設數(shù)量的不斷增多推動了橋梁工程施工技術的發(fā)展。在高速公路橋梁施工過程中路段交叉施工的情況比較常見，假如還應用傳統(tǒng)的施工技術就無法保證交通線路運行效果且會給車輛運行安全帶來不利的影響。這樣在高速公路橋梁施工過程中轉體施工技術就得到了廣泛的應用，可以更好地滿足高速公路橋梁工程施工要求，提升高速公路橋梁工程施工質量。

1 高速公路橋梁工程轉體施工技術內涵

在進行高速公路橋梁工程施工過程中采用轉體施工技術可以減少給施工現(xiàn)場周邊環(huán)境帶來的影響，同時隨著此項施工技術的不斷發(fā)展，在應用后得到了良好的施工效果。采用轉體施工技術時主要是將旋轉軸中心放置到橋墩中心位置或外側位置，將轉軸固定到橋墩下部位置，完成結構施工后將水平面旋轉到橋梁施工位置。橋墩上部結構、橋臺結構旋轉系統(tǒng)施工后利用旋轉系統(tǒng)構建旋轉支撐結構、旋轉平衡結構等。

旋轉支撐結構主要包括上轉盤與下轉盤。高速公路橋梁施工時通常會采用水平轉體施工技術，此種施工技術可以確保橋梁下方車輛正常、安全通行，從而得到良好的社會效益與經(jīng)濟效益。

2 工程概況

此次轉體施工段隸屬于隴海鐵路工程，橋梁孔跨樣式為(75+140+75)m連續(xù)剛構橋。施工中采用平面轉體施工技術從隴海鐵路上進行跨越，該橋梁單幅橋寬為12.75m，鐵路軌道頂部到高速公路橋梁底部凈高度在30m以上，橋梁承臺與隴海下行線間距不得小于10m，與隴海上行線間距不得小于3m。

3 高速公路橋梁連續(xù)梁轉體施工技術應用要點

3.1 連續(xù)梁轉體結構

3.1.1 連續(xù)梁轉體上部結構施工

該高速公路主橋利用轉體施工技術，完成橋梁外側防護欄施工后將整體轉體，跨越線位置兩個T構分別完成轉體施工，轉體長度為68.5+68.5m。邊跨現(xiàn)澆時采用托架現(xiàn)澆施工方式，吊籃施工可以應用到中跨合龍段、邊跨合龍位置施工。轉體時間控制在0.02rad/min，其中2號墩T梁轉體58在50min左右完成，3號墩T構轉體46.77在41min左右完成。轉體施工需要在鐵路封閉段完成且在正式施工前應與鐵路相關管理部門進行協(xié)調。

3.1.2 連續(xù)梁轉體系統(tǒng)

連續(xù)梁轉體系統(tǒng)主要包括轉體上下轉盤、轉體支座、撐腳、滑道、牽引系統(tǒng)。

（1）連續(xù)梁轉體下轉盤，連續(xù)梁轉體下轉盤是支撐整體重量的基礎，完成轉體后可以與上轉盤同時構建成鐵路橋梁的基礎，下轉盤施工過程中采用C40混凝土。將轉體支座、保險撐腳環(huán)形滑道、轉體拽拉千斤頂反力座等設置到下轉盤轉動系統(tǒng)位置。

（2）連續(xù)梁轉體支座，在該工程中所采用的轉體支座為CZPZ-220MN型轉體支座與CZPZ-200MN型轉體支座，在進行轉體支座安裝時應注意以下方面：首先在安裝轉體支座前應將鋼板進行預設，轉體支座中心縱向、橫向誤差控制在1mm以內；其次轉體支座頂部位置高差控制在2mm以內。在進行轉體角控制時應注意以下方面：轉體角速度控制在0.02rad/min以下；主梁端位置水平線速度控制在1.0m/min以下。

（3）連續(xù)梁轉體上轉盤撐腳與滑道，在進行撐腳轉體施工時應采用保險腿保證支撐轉體結構的穩(wěn)定性。在了解轉體過程中保險腿受力情況后轉臺對稱位置兩條保險腿中間位置中線應重合，確保所使用的八個保險腿均可以對稱設置到縱軸線兩側。將1.26m寬滑道設置到撐腳下方位置，滑道中心半徑控制在9.35m，轉體施工時保險撐腳可以在滑道中平穩(wěn)滑動。將八組撐腳設置到上轉盤位置，撐腳制作時采用三鋼管混凝土結構，Q235鋼管厚度、外徑分別為25mm、900mm，將C50微膨脹土澆筑到鋼管內。將30mm厚的鋼走板設置到鋼管下部，再將4mm厚的四氟乙烯板設置到走板下方，將走板精度控制在3級。在進行螺栓與骨架連接時可以采用30mm厚的環(huán)形鋼板并確保連接的準確度，將2mm厚的不銹鋼板焊接到鋼板位置，四氟乙烯板與不銹鋼板間可以形成滑動面。將撐腳地面與滑道間的間距控制在50mm并對上部結構沉降構造進行綜合考慮。

（4）連續(xù)梁轉體上轉盤

轉體結構中上轉盤是主要結構，在整體轉體結構中整體受力情況呈現(xiàn)出立體且多方向。上轉盤為八邊形，最大界面尺寸為1800×1800cm，高為1800cm；轉臺直徑與高分別是1470cm、100cm。轉體支座、撐腳與上轉盤是連接轉盤的主要部分，同時也是轉體牽引力施加的主要部分。預埋轉體牽引索時主要以P型錨具為主，一對索錨固位置在相同直徑上且與圓心對稱，同時應控制各索預埋高度與牽引方向。每根索埋入轉盤的長度不得少于450cm，各索出口點與轉盤中心對稱。在施工過程中，還應控制鋼絞線損傷或生銹等問題，提前做好保護工作。上轉盤混凝土強度滿足施工要求后轉換整體轉動系統(tǒng)支撐結構。在進行摩擦系數(shù)計算時應采用測算公式：

μ=3M/2RG （1）式（1）中：μ為摩擦系數(shù)；M為轉動力矩（kN·m）；G為轉臺總重量（kN）。其中，設計靜摩擦系數(shù)=0.1，動摩擦系數(shù)=0.06。當摩擦系數(shù)比設計系數(shù)大時應找到原因并采取合理的處理措施。

（5）計算連續(xù)梁轉體結構牽引力并合理選擇設備

轉體總量W=220000kN；摩擦計算公式：F=W×μ。啟動時靜摩擦系數(shù)=0.1，靜摩擦力：F=W×μ=22000kN。轉動過程中動摩擦系數(shù)=0.06，動摩擦力：F=W×μ=13200kN。計算轉體拽拉力時，公式：T=2/3（R·W·μ）/D，其中R為球鉸平面半徑，2.205m；W為轉體總重量，220000kN；D為轉臺直徑，14.7m；靜摩擦系數(shù)為0.1、動摩擦系數(shù)為0.06。

計算結果：

啟動時需要最大的牽引力計算：

T=2/3（R·W·μ靜）/D=2021kN

轉動過程中需要的最大牽引力計算：

T=2/3（R·W·μ動）/D=1213kN

該工程在施工過程中采用同步連續(xù)牽引系統(tǒng)、自動連續(xù)牽引系統(tǒng)與兩臺ZLD500型液壓牽引系統(tǒng)構建水平旋轉力，利用拽拉錨固并在轉臺周圍纏繞1470cm的鋼絞線，保證轉動體系可以平穩(wěn)運轉。

3.2 連續(xù)梁轉體施工方法

3.2.1 將滑道與臨時鎖定設施進行清理

滑道清理主要是將其表面所產生的污物進行清理，保證其整潔性，清理后將黃油四氟粉涂抹到其表面，從而減少轉動過程中的摩擦阻力。鎖定設施清理應在轉體前并將預埋臨時鎖定設施進行割除。

3.2.2 連續(xù)梁轉體施工中牽引系統(tǒng)與設備測試

（1）牽引動力系統(tǒng)測試

在該橋梁施工中各轉臺可以采用兩套兩臺ZLD500型液壓牽引系統(tǒng)、同步牽引系統(tǒng)、自動連續(xù)牽引系統(tǒng)，利用這些牽引系統(tǒng)構建水平轉力偶，將拽拉錨固纏繞到1470cm的轉臺位置，將0-φs15.2鋼絞線圍繞在轉臺周圍，保證轉臺可以穩(wěn)定運行。將牽引動力系統(tǒng)中轉盤兩側設置兩套千斤頂，確保具有良好的對稱性、水平性、平行性，千斤頂在中心線與上盤外側相切，中心線高于上轉盤預埋鋼絞線中心位置線水平。將千斤頂放置到配套的反力座上，在鋼筋承臺位置預埋反力座，將反作用力控制在300t并保證其準確性。動力設備調試無誤后按照施工現(xiàn)場指定位置安裝，將專用的液壓油灌注到油泵箱內，準確連接電路與油路并再次進行調試，確保動力系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。

（2）牽引索上轉盤

將兩束牽引索設置到牽引索上轉盤位置并將各根牽引索按照順序進行排列穿過千斤頂。鋼絞線緊固時可以采用千斤頂并保證各牽引索受力相同。完成牽引索安裝后應做好保護工作，避免出現(xiàn)銹蝕問題。在上轉盤上標注刻度并將刻度指針設置到下轉盤，從而控制轉動距離。

（3）牽引設備測試

轉體施工時所使用的液態(tài)裝置、電氣設備在出廠前應先做好測試；設備安裝后應嚴格按照圖紙完成并與主控臺、泵站、千斤頂信號線進行準確連接，連接千斤頂與泵站間的油路，檢查主控臺、泵站電源等設備是否可以穩(wěn)定運行。

設備空轉時應利用千斤頂施加的反力值確定各泵站油壓值，據(jù)此完成泵站最大油壓調整，空轉時應做好設備檢查。

做好技術交底并準確填寫表格，不同觀測點人員應做好聯(lián)絡并對信號進行控制。對轉體各結構進行檢查，保證其使用效率。在進行轉體施工時應提前了解天氣情況并減少因天氣給轉體帶來的影響，同時做好轉體支撐，避免在大風、暴雨等氣候環(huán)境中進行轉體施工，保證轉體施工的安全性。調試通信設備，施工現(xiàn)場應有一臺內部電話進行各項工作聯(lián)系，同時還可以應用手機、對講機等完成現(xiàn)場調度工作，同時轉體前應先做好橋面清理工作，避免轉體過程中有物體高墜問題，保證施工安全。

4 試轉

第一，提前將鋼絞線進行緊固，設定千斤頂預緊力后將各鋼絞線進行緊固。預緊時應保證是對稱的且控制重復次數(shù)，確保各鋼絞線可以均勻受力。在進行緊固時應確保鋼絞線可以均勻纏繞到上轉盤位置。

第二，將該站電源、主控臺電源合龍，千斤頂控制時充分利用主控臺并施加相應的力進行試轉。如果無法轉動應利用提前準備好的輔助設備推動千斤頂并控制摩擦阻力，保證橋梁可以運轉。

第三，試轉時應計算兩項重要數(shù)據(jù)。首先每分鐘轉速，也就是計算主橋角度、懸臂段轉動水平選線距離每分鐘轉速，通過此來對轉速進行控制；其次嚴格控制操作點，負責測量的人員應對各點每次運動懸臂端水平選線轉動間距數(shù)據(jù)進行測量，確保轉體可以一步到位并保證操作的準確性。

第四，在進行試轉時應先確定平衡性是否滿足要求，是否存在故障、是否有裂縫，當有這些問題時應及時停止試轉并將問題進行處理，在沒有問題后再進行試轉。

5 正式轉體

5.1 做好封閉點前準備工作

在了解施工地點施工安全管理原則后應充分做好準備工作。第一，在施工前一個月向當?shù)刂鞴懿块T申報施工方案、施工計劃。第二，在得到批準后應在施工前兩天十點前完成登記工作，主要內容包括施工項目、審批文件號、施工地點、施工時間、施工范圍等。第三，在正式施工前應先與聯(lián)絡員提前一小時聯(lián)系到崗并做好登記與核實工作，在保證無偏差后共同簽字確認，值班人員向調度人員申請調度命令。第四，接收到調度命令后應由負責人員完成橋梁轉體施工。第五，在管理人員確認完成轉體施工后且不給公路通行帶來影響的情況下，施工現(xiàn)場聯(lián)絡人員發(fā)布撤點命令并向值班人員申請恢復正常通車。

5.2 轉體試運行

要想進一步保證轉體結構的穩(wěn)定性，應確保牽引設備性能滿足要求并對支座摩擦系數(shù)進行測定，加固鋼絞線，在正式轉體前應先進行轉體試運行，滿足要求后才可進行正式轉體。

5.3 平轉實施

5.3.1 做好轉體前的準備工作。第一，確定轉體中心位置。使用千斤頂完成轉體部位承重并將摩擦系數(shù)進行測定。第二，清理環(huán)形滑道并檢查滑道與撐腳間的間距，在撐腳道板位置涂抹黃油四氟粉。第三，標定平轉千斤頂、輔助千斤頂與微調千斤頂位置。第四，合理安裝并調試平轉千斤頂、錨具、牽引索、泵站等設備，保證鋼絞線各鋼束的平行度，避免扭結等問題。第五，合理安裝千斤頂與反推梁。第六，做好設備調控并標注好各測控標志，確定橋梁軸線位置。第七，嚴格檢查各關鍵部位，主要包括支座、上轉盤等位置。第八，做好技術交底工作。第九，轉體在靜置24小時后將監(jiān)測數(shù)據(jù)進行上傳，判斷其平衡性。第十，在施工時應確保風力在4級以下且無雨。

5.3.2 梁體平轉。施工單位應根據(jù)轉體施工時間合理完成施工內容。在進行平轉施工時相關人員應對塔柱軸線位置進行反復觀測并確定梁端高程變化情況。確保勻速轉動并平轉到基本位置進行減速，在降低轉速后與設計位置距離差0.5m時使用點動操作，并由專業(yè)人員完成后梁弧長測量。當與設計距離差0.1m時完成軸線測量并根據(jù)測量值確定點動位置，避免超轉問題。

5.3.3 梁體定位。轉體達到指定位置后應調整其傾斜位置，使用型鋼將上轉盤與下轉盤固定住。將千斤頂放置到下承臺位置并對梁體標高進行調整，可以使用抄墊，可以在最短的時間內固定上承臺與下承臺。

5.4 保證轉體位置的準確性

通常會采用手動控制方式、自動控制方式對轉體動力系統(tǒng)進行控制，轉體距離設計位置在5°時應將轉動速度放慢并采用點動操作方式，得到最大弧長轉體數(shù)據(jù)。在進行點動操作與精準定位前應先校正上部轉體結構。避免轉體限位位置出現(xiàn)超轉問題，將水平微調設備設置到梁端位置，將千斤頂、配重設置到上轉盤位置并進行調整。當就位后測量高程與連續(xù)梁軸線，然后再應用鋼板將撐腳、滑道進行焊接，并保證焊接質量，確定轉體結構的穩(wěn)定性。

5.5 做好轉體封盤

梁體轉體到達指定位置后合理調整標高與軸線位置，邊跨合龍時將型鋼支撐進行焊接，然后再進行轉體封盤。使用焊條焊接或鋼件焊接，確保焊接縫長度滿足要求，然后澆筑封盤，確保墩身、上轉盤、下轉盤結構的穩(wěn)定性。

6 結語

通過分析可知，在進行高速公路橋梁連續(xù)梁施工采用轉體施工技術時，應選擇合適的天氣并在施工前對各因素進行綜合考慮，對施工流程進行嚴格管理，提升轉體施工技術使用效率，提高高速公路橋梁連續(xù)梁施工質量，為人們創(chuàng)建良好的出行條件。