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1、转体梁转体施工工法 88裴史泉中铁十五局集团第一工程有限公司1、 前言随着国家对基础建设的投入，交通道路网得到了的迅速发展，在新建的公路、铁路中不可避免的会跨越既有公路、铁路等建筑物或河道，采用转体法施工能极大限度的减小了对既有线路的行车和航道的影响。目前转体法施工已得到广泛的运用。沪昆铁路客运专线湖沿特大桥上跨既有沪昆铁路，采用单 T 构 2-64m 转体梁，无合拢段、平转法施工，是国内铁路桥梁史上设计的第一座无合拢段转体梁，也是目前国内高铁建设中最重、平面转角最大、精度要求最高的转体桥。中铁十五局集团和中铁第四勘察设计院在设计施工等多方面开展了科技创新，克服了重重难关，顺利的完成湖沿特大桥
2、上跨既有沪昆铁路单 T 构转体梁施工。同时形成了工法，由于该转体结构特殊，既集中了普通转体梁的转体特点，也充分的体现了单 T 构无合拢段的独特结构特点，该方面效果明显，技术先进，故有明显的社会效益和经济效益。 2、 工法特点2.1 采用牵引系统转体方案，缩短了转体时间，该系统为全液压、自动、连续运行 ZLDK 转体系统，该系统具有同步好、牵引力均衡等特点，能使整个转体过程平稳。 2.2 针对结构特点自行设计反力座、限位架、牵引索等。2.3 转体施工中将数据处理和信息反馈技术应用于施工，利用线形监控和配重测量等指导施工，动态修正施工方法和支护参数，确保施工安全、快速。2.4 本转体无合拢段，就位
3、平面精度要求高，跨繁忙既有干线，既有线封锁要点时间短，就位精调采用在梁端分中贴标尺并用全站起进行监控的方法，大大的减短了精调时间。2.5 采用先转体后按支座，再浇筑垫石砼和支座砂浆的新工艺施工，并克服了转体封铰砼和后浇垫石无法全面振捣的技术难关。3、 适用范围本工法适用于所有跨铁路、公路、水路的跨线预应力钢筋混凝土连续梁桥施工，特别是无合拢段转体梁的特殊施工工艺要求。4、 工艺原理本工法工艺原理跨线桥梁施工基础上，在承台上增加一个转动球铰、转体滑道等，将需横跨铁路、公路、水路的桥梁平行于原有道路施工，转体梁段施工完毕后用机械将转体梁段精确平行转动至设计位置，并采用千斤顶顶起至设计标高，然后安装
4、支座和浇筑支撑垫石等施工工艺，这样在不对原有道路造成影响的前提下实现桥梁的横跨。采用厂制钢球铰做为转动和承载的核心，支撑腿和滑道做为防倾覆保险体系，牵引索、连续张拉千斤顶和反力座为转体的施力系统。即在以往跨线桥梁施工基础上，在承台上增加一个转动中心球面铰磨心和转体滑动轨道滑道。5、 施工工艺流程及操作特点5.1施工工艺流程图5.2施工方法5.2.1 上下承台的转动体系的施工转体承台分上承台和下承台两部分，转体下盘为支承转体结构全部重量的基础，转体完成后，与上转盘共同形成桥梁基础。下转盘上设置的转动系统有下球铰、撑脚环形滑道、限位架、反力座等组成，上转盘设置的转动体系有上球铰、支撑腿、牵引索等组
5、成。5.2.1.1 滑道、下球铰的制作、安装及砼的浇筑球铰为洛阳 725 所厂制生产，在下球铰面上按设计位置铣钻四氟板镶嵌孔，同时在下球铰面上设置适量的混凝土振捣孔，以方便球铰面下混凝土的施工。滑道为球铰立面图球铰、滑道、限位架、反力座自行设计，在滑道的设计加工中，由于滑道钢板厚 3cm，宽 0.8 米，为了确保在滑道底部砼的密实，在设计滑道钢板时在中间环向间距每 50cm 钻孔径为 5mm 的排气孔，确保钻孔灌注桩基础施工下承台、下球铰、环道、限位架、反力座施工上球铰施工上承台及墩身施工满堂支架、临时支墩现浇 0#块4#块箱梁、养生、张拉转体梁转体封铰梁端顶起至设计标高安装支座浇筑支撑垫石千
6、斤顶卸载转体后剩余钢绞线张拉封锚成桥转体前的要点等准备工作上下承台锁定限位垫石砼的试配单 T 构转体梁施工工艺框图滑道排气孔设计砼施工能振捣密实。下承台的砼分两次浇筑，在绑扎承台底和侧面四周钢筋时将预埋滑道和下球铰的定位钢架角钢安装好，然后进行第一层混凝土浇筑，定位钢架按沿滑道和下球铰四周每米布设一对，角钢预埋高度应超出第一层砼面 1015cm，距离滑道和下球铰定位钢架外边缘 510cm。第一层砼浇筑完成后安装滑道和下球铰定位钢架，并和预埋角钢焊接牢固，定位钢架的安装要求骨架顶面的相对高差不大于 5mm，骨架中心和球铰中心重合，与理论中心偏差不大于 5mm，做为初步控制，然后安装滑道和下球铰，
7、滑道和下球铰与定位钢架之间分别设置调节螺杆，做为滑道钢板和下球铰的平面位置和高程的精调，调节后滑道钢板和球铰高程误差不小 5mm、平整度不小于 1mm/m，下球铰中心轴误差顺桥向1mm，横桥向1.5mm。精调完成后用电焊点焊牢固。砼的浇筑是影响球铰和滑道高程和平整度的最后一道工序，在砼的浇筑过程中要充分考虑砼对已安装的下球铰和滑道的冲击力，首先浇筑砼时应尽可能的从滑道和球铰之间缓慢放料，也有利于排气；其次振捣的时应避免振捣器碰撞球铰、滑道以及其固定支架。在砼放料过程中，应尽量保持砼的倾斜面浇筑振捣，这样将有利于将球铰和滑道底部不易振捣部位的空气排除，同时浇筑砼过程中，应不间断的查看和清理球铰和
8、滑道预留的排气孔，确保砼的密实。5.2.1.2 限位架的设计限位架的设置主要有两个目的，其一是在施工上承台、墩身梁部、以及试转停止后将上下承台进行刚性连接的装置；其二是在正式转体的精调阶段利用限位架做为控制梁体超转的装置。限位架采用在上下承台埋设 I30 工字钢的方式，工字钢的埋设要充分考虑旋转的方向和角度，并精确定位，并结合转体过程中点转的测量监控相配合，防止出现过转或欠转等现象。5.2.1.3 支撑腿的安装支撑腿是转体梁防出现不平衡中或外力作用下倾覆的一种保险支撑腿，支撑腿四氟乙烯片按装上球铰安装支撑腿安装走板和滑道每个支撑腿为双圆柱形，下设 30mm 厚钢板。双圆柱为两个630mm8mm
9、1280mm 的钢管，支撑腿钢管内灌注 C50 微膨胀混凝土。支撑腿由工厂制造后运至工地，在下转盘混凝土浇筑完成上球铰安装就位时即安装支撑腿，并在支撑腿走板下支垫10mm 砂箱支撑底面与不锈钢板间预留 10mm 间隙，施工时，在支撑腿底和不锈钢板间放置由木条做成的一个方框，方框厚度为 10mm，内填平石英砂，把支撑腿水平地布置在石英砂上。滑道上布置 8 个砂箱，砂箱尺寸为 500500mm，每个理论承重 300t，用来支承上转盘和上部结构的重量，同时起到稳定上转盘作用，转体前抽调砂箱并在滑道面内铺装 3mm 聚四氟乙烯片。5.2.1.4 上球铰的安装下承台砼浇筑完成形成强度后，即可进行上球铰的
10、安装，安装分如下几个步骤：（1）转动中心轴的安装施工中要精确安装下球铰精密对位后进行锁定。在混凝土灌注前将球铰中心轴的预埋套筒精确定位并固定，以便中心轴的转动。下球铰混凝土灌注完成后，将转动中心轴 270mm 钢棒放入下转盘预埋套筒中。（2）聚四氟乙烯滑动片的安装。聚四氟乙烯滑动片安装前，先将下球铰顶面清理干净，球铰表面及安装滑动片的孔内不得有任何杂物，并将球面吹干。根据聚四氟乙烯滑动片的编号将滑动片安放在相应的镶嵌孔内。滑动片安装完成后，各滑动片顶面应位于同一平面上，其误差0.6mm。检查合格后，在球面上滑动片间涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使黄油聚四氟乙烯粉均匀充满滑动片之间的空间，并略高于滑动片
11、顶面，保证滑动片顶面有一层黄油聚四氟乙烯粉。涂抹完黄油聚四氟乙烯粉后，严禁杂物掉入球铰内，并尽快安装上球铰。（3）上球铰的吊装转动中心轴定位后，吊装上球铰前，将锅形上球铰底面抹面用布擦洗干净，均匀涂抹少量黄油，然后进行吊装。上球铰精确就位并临时锁定限位，上下球铰吻合面四周用胶带缠绕密封，严禁泥砂或杂物进入球铰摩擦部。球铰安装要点：保持球铰面不变形，保证球铰面光洁度。(4)安装注意事项球铰安装期间，受外界环境影响的，会附着水汽、杂物，以致表面产生锈蚀。此外安装时的吊装过程也容易产生碰撞，致使球铰产生轻微变形、损伤。因此在整个安装过程中，应注意以下事项：转体球铰运抵现场后，在安装前的放置期间应使用
12、防水塑料布将球铰整体严密包好，并将上下球铰边缘的缝隙、中心销轴套管口也用防水塑料布密封，以防止雨水、沙尘、杂物等进入球铰工作面。在整个安装吊装过程中，应注意平稳起吊，对准位置后再放置，放置时要轻慢。吊装过程应避免球铰与其他物件的碰撞，特别要注意保护上球铰凸球面，不得磕碰、划伤。安装上球铰之前，应注意保护好上球铰。可将上球铰凸球面涂抹黄油后，用防水塑料布将整个上球铰严密包起来，放置于在厚木块上。使用时，将上球铰吊起，去除防水塑料布，用纱布将凸球面擦拭干净，检查凸球面上有无生锈，如有，可用布轮抛光方法清除。上球铰安装完毕后，用宽胶带纸将上下球铰边缘的缝隙密封，待上盘混凝土浇筑完毕，球铰转体之前，用
13、刀片将宽胶带纸划开。5.2.1.5 牵引体系的设计本桥的转体牵引力体系由牵引力系统、牵引索、反力架、锚固构件组成。转体施工设备采用全液压、自动、连续运动系统。具有同步，牵引力平衡等特点，能使整个转体过程平衡，无冲击颤动，该设备是一种较为理想的转体设备。(1) 转体的牵引动力系统由两台套 ZLD100 型连续牵引千斤顶，两台 ZLDB 液压泵站及一台主控台反力座预埋钢筋（QK8）通过高压油管和电缆连接组成。每台 ZLD100 型连续牵引千斤顶公称牵引力 1000KN，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶前端佩有夹持装置。助推千斤顶采用 YCW150A 型穿心式千斤顶 6 台（配备 ZB4-500
14、 电动油泵 6 台） 。将调试好的动力系统设备运到工地进行对位安装后，往泵站油箱内注满专用液压油，正确连接油路和电路，重新进行系统调试，使动力系统运行的同步性和连续性达到最佳状态。ZLD100 自动连续转体系统由千斤顶、泵站和主控台 3 部分组成。其主要特点是能够实现多台千斤顶同步不间断匀速顶进牵引结构旋转到位，以主控台保证同步加压。本系统兼具自动和手动控制功能，手动控制主要用于各千斤顶位置调试和距离运动，自动控制作为主要功能用于正常工作过程。(2) 牵引索转盘设置有 2 处每束由 9 根强度为 1860MPa 的钢绞线组成。预埋的牵引索经清洁各根钢绞线表面的锈斑、油污后，逐根顺次沿着既定轨道
15、排列缠绕后，穿过ZLD100 型千斤顶。先逐根对钢绞线预紧，再用牵引千斤顶整体顶紧，使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。牵引索的另一端设锚，已先期在上转盘灌注时预埋入上转盘砼体内，出入处不能死弯；预留的长度要足够并考虑 4m 的工作长度。牵引索安装完到使用期间应注意保护，特别注意防止电焊打伤或电流通过，另外要注意防潮、防淋，避免锈蚀。(3) 反力座牵引反力座采用钢筋混凝土结构，反力架预埋钢筋深入下部承台内，反力架混凝土与下转盘混凝土同时浇注，牵引反力座槽口位置及高度准确定位，与牵引索方向相一致。转体的左右幅分别单独成为一套牵引体系。为保证转体梁精确就位在设置反力架的同时预埋限位架。详见下图：顺
16、 桥 向横桥向27#墩 转 体 前 平 面 图18765432 顺 桥 向横桥向18765432限 位 架 27#墩 转 体 后 平 面 图既 有 沪 昆 铁 路 线 路 走 向 14固 定 14固 定 14固 定 14固 定反 力 架限 位 架反 力 架 14固 定 14固 定 14固 定 14固 定反 力 架限 位 架反 力 架说 明 ： 1、 本 图 尺 寸 除 注 明 者 外 均 以 厘 米 计 ；2、 限 位 架 采 用 30b工 字 钢 ； 3、 反 力 架 采 用 4工 字 钢 ；牵 引 钢 束牵 引 钢 束支 撑 脚 牵 引 钢 束牵 引 钢 束支 撑 脚 牵 引 钢 束(3)转体技术参数计算转体过程的计算按两种工况进行，A 状态：支撑腿没有和滑道接触；B 状态：由于梁体两端产生不平衡重量，且根据一端平均每米梁段多浇筑砼 0.3 立方，支撑腿和滑道接触产生摩阻。A 工况计算：动力储备
