姚海濤

（中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441104）

0 引言

要取得轉(zhuǎn)體橋的成功修建，除了正確的轉(zhuǎn)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、正確的施工程序和可靠的轉(zhuǎn)體設(shè)備外，關(guān)鍵是要如何落實(shí)轉(zhuǎn)體橋梁中心承重平衡轉(zhuǎn)體施工要點(diǎn)的控制。下面以武咸城際鐵路跨武廣高鐵連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工為例論述中心承重平衡轉(zhuǎn)體施工要點(diǎn)控制。

1 總體介紹

轉(zhuǎn)體橋梁主要由基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)主體等構(gòu)成（如圖1所示）。

2 基礎(chǔ)施工

目前橋梁基礎(chǔ)大部分由承臺(tái)和樁基構(gòu)成，施工工藝比較成熟，但在承臺(tái)施工時(shí)，考慮轉(zhuǎn)體球鉸的安裝，承臺(tái)分上、下兩部分施工，下部按正常工藝施工，上部須在球鉸、滑道等預(yù)埋件安裝完成后，方可施工。

3 轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)施工

轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)主要由滑道、撐腿、反力孔、球鉸組成。

圖1 轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖

3.1 球鉸安裝

球鉸由上、下球鉸、定位銷(xiāo)軸和定位骨架組成（如圖2所示）。

3.1.1 下球鉸面板安裝

圖2 球鉸構(gòu)成圖

用全站儀精確放出上承臺(tái)中心十字線(xiàn)，安裝定位骨架，用電子水準(zhǔn)儀測(cè)量定位骨架頂面高程，調(diào)整后將其與預(yù)埋鋼筋焊接牢固。接著安放下球鉸面板，使下球鉸的面板凹面朝上，露出下承臺(tái)表面（如圖3所示）。調(diào)整下球鉸面板位置，使中心銷(xiāo)軸的套管豎直，利用定位骨架與球鉸之間調(diào)整螺栓對(duì)下球鉸面板頂面進(jìn)行微調(diào)，當(dāng)頂面高差在0.01mm以?xún)?nèi)時(shí)，對(duì)下球鉸面板進(jìn)行鎖定，然后綁扎鋼筋，澆筑C50微膨脹砼。

圖3 下球鉸精確定位

在下球鉸安裝的過(guò)程中要注意以下兩個(gè)方面的問(wèn)題。

3.1.1.1 下球鉸的中心要和轉(zhuǎn)體部分的重心對(duì)應(yīng)

下球鉸的中心一定要和轉(zhuǎn)體部分的重心對(duì)應(yīng)，當(dāng)橋梁處在水平直線(xiàn)時(shí)，重心和形心重合；當(dāng)橋梁處在水平曲線(xiàn)時(shí)，重心和形心不重合，就要計(jì)算橋梁重心的位置，確保球鉸中心和重心重合。

3.1.1.2 要盡量保證下球鉸水平

要盡量保證下球鉸水平，即沿中心銷(xiāo)軸為中心的各個(gè)同心圓盡量處于同一水平面，盡管在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，球鉸可以自動(dòng)找平，但考慮到銷(xiāo)軸空隙有限，可能會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)體造成一定的影響，所以安裝時(shí)應(yīng)保證球鉸水平。

3.1.2 上球鉸面板安裝

下球鉸砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，打開(kāi)下球鉸面板上的覆蓋物，將整個(gè)球面及滑塊安裝槽內(nèi)的雜物清理干凈，按照編號(hào)將圓柱體滑塊安放在下球鉸面板的凹槽中。在滑塊之間、下球鉸面板頂面，轉(zhuǎn)軸表面均勻地涂上黃油與四氟粉混合料（按質(zhì)量比120∶1），然后準(zhǔn)確地將凸形上球鉸面板安裝在下球鉸面板上（如圖4所示）。

圖4 上球鉸安裝

在上球鉸安裝的過(guò)程中，圓柱體滑塊上下不可以顛倒，并要注意上下球鉸接觸面的潔凈，同時(shí)不能混入雜物，在安裝好后要將上球鉸試轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈，以利于黃油與四氟粉混合料均勻地分布在接觸面上。

3.1.3 球鉸的防護(hù)

球鉸在運(yùn)輸，存放過(guò)程中，上下面板一旦分離，應(yīng)立即在上下球面各包一層塑料布以保其不受污染。球鉸安裝完畢，用膠帶紙嚴(yán)格密封上下鉸之間的縫隙，防止施工污染。

3.2 滑道和撐腳安裝

滑道由支撐骨架、環(huán)形面板、調(diào)節(jié)螺栓組成，先將支撐骨架精確定位后，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)環(huán)形面板的平整度，面板的平整度高差控制在±2mm內(nèi)，然后澆筑砼（如圖5所示）。

圖5 滑道安裝

撐腳一般采用圓形無(wú)縫鋼管砼柱，撐腳的大小和數(shù)量由設(shè)計(jì)確定，撐腳環(huán)形分布在球鉸的四周，與滑道相對(duì)應(yīng)并與其保持在同心圓上。撐腳埋設(shè)于上承臺(tái)中，施工時(shí)，用全站儀在下承臺(tái)頂面準(zhǔn)確放出撐腳走行內(nèi)外邊線(xiàn)及安裝位置，保證撐腳走板與滑道頂面之間有3～4cm的間隙。轉(zhuǎn)盤(pán)的部分主筋水平穿過(guò)鋼撐腳與上承臺(tái)鋼筋焊接，然后撐腳與上承臺(tái)一起澆筑砼。

基于“中心承重平衡轉(zhuǎn)體”的設(shè)計(jì)構(gòu)想，撐腳僅是一個(gè)保險(xiǎn)裝置，在轉(zhuǎn)體過(guò)程基本不壓在環(huán)道上，因而滑道僅采用普通鋼板，不需要采用不銹鋼板，也不需要對(duì)鋼板進(jìn)行刨光處理。撐腳與下承臺(tái)的頂面距離保持在3～4cm，主要考慮是脫架后，由于主體結(jié)構(gòu)壓縮及變形等因素影響，撐腳會(huì)下移，距滑道頂面可能會(huì)只有1～2cm空隙。

3.3 砂箱安裝

為保證上部結(jié)構(gòu)施工時(shí)的穩(wěn)定，需在撐腳與滑道間加塞鋼楔楔緊。同時(shí)在滑道上均勻布設(shè)砂箱（數(shù)量可與撐腳保持同等），便于鋼楔拆除和整體均勻脫架，砂箱安裝要與撐腳同步完成（如圖6所示）。

安裝砂箱時(shí)，所選砂料一定要用干燥潔凈的細(xì)砂，并具有較好的流動(dòng)性。砂箱要提前壓緊，確保在施工中砂箱不會(huì)壓縮變形，另外砂箱的卸砂口須對(duì)外放置，便于工人操作。

3.4 牽引索及反力支座

圖6 砂箱安裝

在轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)對(duì)稱(chēng)預(yù)埋兩束鋼鉸線(xiàn)作為牽引索，鋼鉸線(xiàn)在砼內(nèi)采用H形錨具錨固，牽引索外露的始端在轉(zhuǎn)彎處穿入φ80mm鋼管中再引出轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)以外的牽引索用塑料套包裹引出并纏繞轉(zhuǎn)盤(pán)上。在上承臺(tái)設(shè)計(jì)軸線(xiàn)兩側(cè)各布置1個(gè)牽引反力支座，當(dāng)承臺(tái)砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)，開(kāi)始立模澆筑反力支座（如圖7所示）。在承臺(tái)表面滑道兩側(cè)設(shè)置12對(duì)助推反力支座（數(shù)量可根據(jù)情況調(diào)整），為了節(jié)約球鉸四周的空間，助推反力支座的設(shè)置可待以后再施工，先在需設(shè)置的位置預(yù)留直徑為φ120mm的孔洞，等以后轉(zhuǎn)體時(shí)，在孔洞插入鋼棒，在鋼棒之間放一扁擔(dān)梁即可做反力支撐了。

圖7 反力支座

在安裝牽引索時(shí)，一定要在上轉(zhuǎn)盤(pán)中錨固好，引出轉(zhuǎn)盤(pán)時(shí)一定要保持切線(xiàn)引出，并且長(zhǎng)度要滿(mǎn)足連續(xù)千斤頂作業(yè)需求。牽引反力支座要預(yù)埋足夠的鋼筋，并且要用全站儀定好位置，以便于反力支座的張拉面與牽引索垂直。

4 主體施工

轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)施工完畢后，即可按常規(guī)澆筑墩身、梁體。在施工梁體砼時(shí)，一定要考慮到平衡轉(zhuǎn)體的中心思想，比如掛籃施工，一定要注意每次兩邊澆的砼方量，鋼筋用量等，盡量確保轉(zhuǎn)體的平衡。

5 轉(zhuǎn)體

5.1 脫落支架

主體施工完畢后，須清理掉一切雜物，在轉(zhuǎn)體之前先進(jìn)行支架脫落，安排工人先敲掉撐腳下的鋼楔子，然后安排工人掏出砂箱的細(xì)砂，保證轉(zhuǎn)體均勻脫落支架。

在支架脫落的過(guò)程中，要在上轉(zhuǎn)盤(pán)的八個(gè)方向安裝千分表，以觀察轉(zhuǎn)體的偏重情況，如果是輕微的偏重，部分撐腳僅下落1cm以?xún)?nèi)，則可視為平衡，不考慮配重。如果大于1cm，但撐腳還沒(méi)有撐地，則最好配重（這種情況也有可能在轉(zhuǎn)體的過(guò)程中繼續(xù)平衡）。如果撐腳撐地，則必須配重，以保平衡。配重時(shí)，可以先稱(chēng)重，精確進(jìn)行配重。也可直接在較輕的主體一端直接加重物（砂、碎石、鐵塊等），通過(guò)百分表觀察平衡情況，這種方法要考慮動(dòng)摩擦系數(shù)與靜摩擦系數(shù)的影響。

5.2 牽引設(shè)備

牽引設(shè)備的選擇，可采用以下兩種。

5.2.1 利用牽引反力支座使用連續(xù)千斤頂，利用這種設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)體的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)體迅速，缺點(diǎn)就是費(fèi)用高，在上跨鐵路需要要點(diǎn)施工時(shí)、或者要對(duì)轉(zhuǎn)體下面的公路、河道需封路、封航時(shí)就廣泛使用這種設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)體。

5.2.2 靠滑道兩側(cè)設(shè)置的反力支撐，利用普通的千斤頂進(jìn)行轉(zhuǎn)體，利用這種設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)體的優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低，缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)體速度慢。這兩種設(shè)備體都比較安全可靠。由于跨武廣鐵路連續(xù)梁轉(zhuǎn)體上上跨武廣高鐵，所以采用了連續(xù)千斤頂?shù)姆椒?，但需預(yù)留助推反力支座設(shè)置。

5.3 轉(zhuǎn)體

轉(zhuǎn)體前要先進(jìn)行試轉(zhuǎn)，試轉(zhuǎn)的主要目的包括以下幾個(gè)方面：

a）檢驗(yàn)轉(zhuǎn)體方案的實(shí)用性、可靠性；

b）為了測(cè)試連續(xù)式千斤頂加載后的工作性能，并確定合理轉(zhuǎn)速的油泵控制參數(shù)和停止?fàn)恳筠D(zhuǎn)動(dòng)體在慣性作用下可能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)距離；

c）測(cè)出摩擦系數(shù)，對(duì)先前按球鉸廠(chǎng)家提供的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)進(jìn)行修正，精確計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)牽引力。

在“天窗”開(kāi)通、天氣條件較好等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作就序后開(kāi)始正式轉(zhuǎn)體。根據(jù)試轉(zhuǎn)體的成果指導(dǎo)轉(zhuǎn)體，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)體系快到預(yù)定位置時(shí)（差2°～3°），迅速將兩臺(tái)1 000kN螺旋千斤頂、型鋼、鋼板對(duì)稱(chēng)地安放到助推反力支座上作為限位裝置，根據(jù)觀測(cè)，轉(zhuǎn)動(dòng)體的中心偏差在50cm時(shí)，即可初步鎖定。

5.4 精調(diào)

為保證轉(zhuǎn)體后梁體符合設(shè)計(jì)要求，需對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)體進(jìn)行精調(diào)。先在上、下轉(zhuǎn)盤(pán)間安放在四臺(tái)豎向千斤頂（噸位可根據(jù)摩擦系數(shù)選定），千斤頂擺放的位置要與前后左右軸線(xiàn)呈45°。整個(gè)精調(diào)過(guò)程中，調(diào)整縱橫向高程時(shí)，最好是低于設(shè)計(jì)高程一端的兩臺(tái)千斤頂同時(shí)作業(yè)，利用電子水準(zhǔn)儀對(duì)梁體縱橫向高程進(jìn)行監(jiān)控，在調(diào)梁體軸線(xiàn)時(shí)，采用連續(xù)千斤頂點(diǎn)動(dòng)的方式進(jìn)行精調(diào)，利用全站儀對(duì)梁體軸線(xiàn)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，若軸線(xiàn)調(diào)整超了，則可利用輔助反力支座、千斤頂反頂回來(lái)。

5.5 鎖定與封鉸

精調(diào)結(jié)束后，立即在撐腳與滑道之間用鋼楔子楔緊并焊接牢固，然后清理上、下承臺(tái)間雜物，綁扎鋼筋，立模澆筑C50微膨脹砼封鉸。

至此，轉(zhuǎn)體工作全部結(jié)束。

6 結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)體施工，無(wú)論是鋼球鉸還是砼球鉸，無(wú)論是大噸位還是小噸位，施工工藝都較成熟，在施工的過(guò)程中可能會(huì)遇到一些小麻煩，但是只要認(rèn)真領(lǐng)會(huì)“中心承重平衡轉(zhuǎn)體”的轉(zhuǎn)體原理，在施工過(guò)程認(rèn)真圍繞這個(gè)思路，控制好施工要點(diǎn)，轉(zhuǎn)體就一定會(huì)成功。