郜 春 生

(山西省公路工程質(zhì)量檢測中心，山西 太原 030006)

橋梁轉(zhuǎn)體法施工工藝

郜 春 生

(山西省公路工程質(zhì)量檢測中心，山西 太原 030006)

結(jié)合工作經(jīng)驗，對橋梁轉(zhuǎn)體法施工的特性進行了介紹，并以鋼球鉸為例，從下承臺施工、球鉸安裝、環(huán)形滑道施工、轉(zhuǎn)盤施工等方面闡述了橋梁轉(zhuǎn)體的施工工藝，為轉(zhuǎn)體法施工提供了技術(shù)支撐。

轉(zhuǎn)體法，橋梁，施工，安裝

近年來，在很多高山峽谷、航道通航頻繁及交通繁忙的城市立交、鐵路跨線等橋梁工程中，為減少對既有運營線路的干擾，大量跨線橋梁將越來越多地采用轉(zhuǎn)體法施工。橋梁轉(zhuǎn)體法施工將橋軸線空間施工轉(zhuǎn)化為沿岸或條件較好的地面施工，在特殊條件下對確保橋梁施工的安全、質(zhì)量和進度提供了可靠保證。

在我國，橋梁建設(shè)中采用的轉(zhuǎn)體法施工技術(shù)不斷得到了創(chuàng)新和發(fā)展。2013年10月27日，我省太原市北中環(huán)澗河路立交橋(11 000 t)逆時針平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)64.9°實現(xiàn)成功轉(zhuǎn)體，開創(chuàng)了全國市政工程中不等跨變截面曲線雙幅同步轉(zhuǎn)體立交橋的先河。2014年1月14日，姑嫂樹路高架橋跨鐵路段(17 300 t)在空中15 m旋轉(zhuǎn)106°成功轉(zhuǎn)身。這是國內(nèi)首次在橋墩頂上大噸位轉(zhuǎn)體施工，也是亞洲最重的轉(zhuǎn)體橋梁。2014年6月，正在施工中的鄒城市30 m鐵路立交橋18號主墩承臺混凝土澆筑，屆時其轉(zhuǎn)體重量將達21 000 t。隨著我國高速公路和鐵路的快速發(fā)展，這將給橋梁轉(zhuǎn)體法施工帶來巨大的發(fā)展機遇，促使相關(guān)設(shè)計、施工和管理水平躍上新的臺階。

1 轉(zhuǎn)體法施工的特性

橋梁轉(zhuǎn)體法施工，是在偏離設(shè)計的位置將橋梁澆筑或拼裝成形，然后借助動力將橋梁轉(zhuǎn)動就位的一種施工方法，實現(xiàn)了將障礙上空的作業(yè)轉(zhuǎn)化為岸上或近地面的作業(yè)。與傳統(tǒng)施工方法相比，如懸吊拼裝法、桁架伸臂法、搭架法等，橋梁轉(zhuǎn)體法施工具有顯著優(yōu)點：1)克服了在高山峽谷、通航河道及鐵路線等架設(shè)大跨度構(gòu)造物的困難，特別是交通運輸繁忙的城市立交橋和鐵路跨線橋，其優(yōu)勢更加明顯。2)在相同條件下，轉(zhuǎn)體法經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著，具有施工速度快、造價低、節(jié)約投資的優(yōu)勢。3)轉(zhuǎn)體法施工具有結(jié)構(gòu)合理，受力明確，力學(xué)性能好的技術(shù)優(yōu)勢，施工中的設(shè)備應(yīng)用少、工藝簡單、操作安全。采用轉(zhuǎn)體法施工時，由于施工交叉干擾大、地質(zhì)條件復(fù)雜等，普遍存在著工期緊、風(fēng)險大的問題，具體如下：1)以太原北中環(huán)澗河路立交橋轉(zhuǎn)體為例，該橋上跨石太客專和石太鐵路四條電氣化鐵路，為減小對鐵路的安全運營，需提前申請鐵路客運“空窗期”，當(dāng)晚的轉(zhuǎn)體空窗期從1時30分開始，至3時結(jié)束，僅僅90 min，既要保證質(zhì)量，又要保證安全，這是轉(zhuǎn)體橋施工的最大挑戰(zhàn)。2)安全風(fēng)險大。在橋梁轉(zhuǎn)體施工中技術(shù)含量高，要特別注重安全教育，強化安全意識，加大安全設(shè)施的投入。以太原北中環(huán)澗河路立交橋為例，轉(zhuǎn)體立交橋東幅轉(zhuǎn)體基坑邊距客運專線上行中心線僅10.61 m，梁底距電氣化接觸網(wǎng)僅1.06 m，每12 min就有一列動車或高鐵列車通過。

2 橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝

根據(jù)橋梁轉(zhuǎn)動的方向，轉(zhuǎn)體法施工分為豎轉(zhuǎn)法、平轉(zhuǎn)法和平豎結(jié)合法。其中，平轉(zhuǎn)法應(yīng)用最多。本文根據(jù)劉房子鐵路立交特大橋轉(zhuǎn)體施工的經(jīng)驗，以鋼球鉸為例介紹橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝。在基礎(chǔ)施工前，可在基礎(chǔ)周圍先施工鋼筋混凝土防護鉆孔樁，以確保基坑開挖時對既有建筑的安全，如鐵路線等。

1)下承臺施工。承臺分為上下兩部分，施工時要在下承臺上預(yù)留球鉸的安裝位置、配置軌道鋼筋。在下承臺上布設(shè)助推反力支座、牽引反力支座，預(yù)埋滑道鋼板定位螺栓，然后澆筑混凝土(見圖1)。對環(huán)形滑道槽位置進行打磨，滑道槽表面平整度及高差控制在1.0 mm以內(nèi)。

2)球鉸安裝。鋼球鉸屬單點支承結(jié)構(gòu)，承受全部轉(zhuǎn)體重量，具有承載力大、加工精度高、安裝簡便、轉(zhuǎn)動靈活等優(yōu)點。主要由下球鉸、上球鉸和轉(zhuǎn)軸組成。鋼球鉸凹面向下，接觸面鑲嵌聚四氟乙烯滑塊，并填充潤滑劑，以減少轉(zhuǎn)動摩擦阻力。a.安裝定位架、下鋼盤。在下承臺預(yù)留的槽中安裝球鉸定位架，要求對中準(zhǔn)確、平面位置誤差不大于1 mm。用水平儀和水平尺進行調(diào)整，調(diào)整完畢就將定位架與下承臺的預(yù)埋鋼筋焊接。再安裝球鉸下鋼盤，利用定位架四周的螺栓進行精調(diào)并固定。在澆筑球鉸下混凝土并對下球鉸面進行清理。在進行球鉸安裝前可以做一些土模的漿砌工作。b.轉(zhuǎn)軸安裝。在下鋼盤的正面按序號將滑塊安放完畢后，在滑塊、轉(zhuǎn)軸上、轉(zhuǎn)軸插孔內(nèi)壁涂上黃油與四氟粉的混合料，然后安放轉(zhuǎn)軸。與周邊的漿砌紅磚同步進行見圖2。c.安裝上鋼盤，安裝效果如圖3所示。

3)環(huán)形滑道施工。環(huán)形滑道下層為厚5 mm不銹鋼板，鑲嵌于下承臺打磨好的環(huán)形滑道槽內(nèi)。表層為厚5 mm的四氟板，通過環(huán)氧樹脂粘貼于不銹鋼板上，上覆的普通鋼板是為鋼支撐作墊板的。環(huán)形滑道施工見圖4。

4)轉(zhuǎn)盤施工。轉(zhuǎn)體施工法的關(guān)鍵技術(shù)問題是轉(zhuǎn)動設(shè)備與轉(zhuǎn)動能力，施工過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和強度保證，結(jié)構(gòu)的合龍與體系的轉(zhuǎn)換。a.鋼筋工程。主要包括綁扎托盤、轉(zhuǎn)盤鋼筋、安裝鋼撐腳。鋼撐腳上端埋設(shè)于轉(zhuǎn)盤中，下端露出一定高度，底部距下承臺滑道頂面15 mm。b.牽引索預(yù)埋。轉(zhuǎn)盤底層鋼筋安裝完成后，及時安裝牽引索鋼絞線。鋼絞線在混凝土內(nèi)使用錨具錨固，并按牽引索方向圓順地纏繞在轉(zhuǎn)盤上，引出混凝土端部采用弧形鋼管，鋼絞線鋼管中穿出。利用固定在底層鋼筋上的定位鋼板確定鋼絞線的平面位置和高度。最后在轉(zhuǎn)盤范圍及鋼支撐內(nèi)澆筑纖維混凝土。

5)上承臺施工。為確保上部結(jié)構(gòu)施工時轉(zhuǎn)盤及球鉸結(jié)構(gòu)不發(fā)

生移動，使用鋼楔將鋼管混凝土撐腳與環(huán)道之間塞死，同時在上承臺和下承臺之間設(shè)置臨時支墩。轉(zhuǎn)體前鑿除臨時支墩，切斷連接鋼筋(見圖5)。

6)墩身施工、滿堂支架搭設(shè)及T構(gòu)施工(見圖6)。

7)轉(zhuǎn)體施工。a.轉(zhuǎn)提前準(zhǔn)備。將助推系統(tǒng)安裝于環(huán)形滑道的上轉(zhuǎn)盤鋼管撐腳與助推千斤頂反力座之間。進行現(xiàn)場清理，拆除轉(zhuǎn)盤周邊的磚體及干擾轉(zhuǎn)體施工的臨時結(jié)構(gòu)。在施工現(xiàn)場清理結(jié)束后，為確保轉(zhuǎn)體成功，可預(yù)先測試一下應(yīng)力，以判斷轉(zhuǎn)動體的實際重心，發(fā)現(xiàn)有偏心時，可通過在箱梁頂加砂袋或水袋進行配重，確保平衡。b.試轉(zhuǎn)體。試轉(zhuǎn)體的目的在于檢驗轉(zhuǎn)體方案的可靠性，檢驗轉(zhuǎn)體組織的系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。啟動系統(tǒng)后，按照轉(zhuǎn)體方案實施施力轉(zhuǎn)體。若不能轉(zhuǎn)動，則啟動輔助頂推千斤頂，以克服超靜摩阻力來啟動轉(zhuǎn)動。若還不能啟動，則應(yīng)停止試轉(zhuǎn)，另行研究處理。在試轉(zhuǎn)體時，記錄試轉(zhuǎn)時間和速度，根據(jù)實測結(jié)果與計算結(jié)果比對進行調(diào)整轉(zhuǎn)速。試轉(zhuǎn)后，檢查轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)是否平衡穩(wěn)定，有無故障，關(guān)鍵受力部位是否發(fā)生變形開裂等異常情況。如有異常情況，則應(yīng)停止試轉(zhuǎn)，查明原因并采取相應(yīng)措施整改處理后方可繼續(xù)試轉(zhuǎn)。c.正式轉(zhuǎn)體。轉(zhuǎn)體前，進行關(guān)鍵環(huán)節(jié)核查。如清理轉(zhuǎn)體范圍內(nèi)所有雜物，清理箱梁內(nèi)外的雜物和多余荷載，特別是中跨合龍箱梁兩端一定要清理干凈，防止帶來安全隱患。對球鉸、撐腳、所有機具、設(shè)施、墊梁等小型構(gòu)件、人員等關(guān)鍵環(huán)節(jié)再次檢查確認。最后，在批準(zhǔn)的“天窗”時間內(nèi)正式轉(zhuǎn)體。在整個轉(zhuǎn)體過程中，要做到實時監(jiān)測，確保結(jié)構(gòu)勻速平轉(zhuǎn)。d.平面鎖定，微調(diào)精校到位后封鉸，最后進行中跨合龍段施工。

3 結(jié)語

在我國，隨著橋梁轉(zhuǎn)動體重量的越來越大，施工費用也隨之大幅增加。因此，有效減輕橋梁轉(zhuǎn)體重量，有效降低工程成本是今后轉(zhuǎn)體施工研究改進的方向。相比較傳統(tǒng)工藝，橋梁轉(zhuǎn)體法施工具有經(jīng)濟實用、安全可靠的優(yōu)勢。隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，轉(zhuǎn)體施工技術(shù)將發(fā)揮越來越大的作用，會產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1] 余常俊，劉建明，張 翔，等.客運專線上跨既有繁忙干線鐵路連續(xù)梁水平轉(zhuǎn)體法施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2009(12)：56-57.

[2] 中交第二公路工程局有限公司.哈爾濱至大連鐵路客運專線TJ-3標(biāo)段劉房子鐵路立交特大橋跨既有京哈鐵路轉(zhuǎn)體施工方案[Z].2009.

[3] 傅賢超，張 毅，王興猛,等.青南大道跨遂成鐵路橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝[J].鐵道建筑，2013(10)：5-6.

The construction technology of bridge rotation method

GAO Chun-sheng

(ShanxiHighwayEngineeringQualityInspectionCenter,Taiyuan030006,China)

Combining with the work experience, this paper introduced the characters of bridge rotation method construction, and taking the steel ball hinge as an example, elaborated the construction technology of bridge rotation from under pile cap construction, ball installation, annular slide construction, disk construction and other aspects, provided technical support for rotation method construction.

rotating method, bridge, construction, installation

2014-07-18

郜春生(1974- )，男，工程師

1009-6825(2014)27-0179-02

U445

A