桥梁转体法施工技术创新与展望杜嘉俊中国铁建中铁十七局集团有限公司1前言水平转体系统创新3转体平衡检测方法创新4典型桥梁转体实例 5结束语1前言桥梁转体法施工一一指在偏离设计位置将桥梁浇筑或 拼装成形,然后借助动力将桥梁转动就位的一种施工方法根据转动平面的不同,分为水平转体法和竖直转体法;根据转动体支承的形式,分为单点支承和双点支承1前言外国桥梁转体法施工始于上世纪四,年代大陆于1977年3月在四川遂宁首次采用水平转体法建 成了 70m跨径箱肋拱桥上个世纪,山区公路桥梁采用转体法施匚的较多本世纪,铁路、市一政桥梁也陆续采用转体法施匸, 从而使桥梁转体法特别是水平转体法经历了一个快速发 展的时期据不完全统计,目前大陆采用转体法施II的桥梁已 有数百座2水平转体系统创新承重系统桥梁水平转体体系一一转动系统平衡保险系统2水平转体系统创新上个忧纪,大陆桥梁采用转体法施工工艺至今,承帀 系统的结构形式大体上经历了钢轴一环道、钢管混凝上轴 一钢滚轮、钢筋混凝E球钗一支撑脚及钢管混凝土轴一钢 筋混凝土球饺四个阶段本世纪,承重系统以钢结构为主,出现了钢球钗、钢 平板钗和蛆合钗结构以工厂加工为主,施工工艺H趋简 单,转动体帀.量剧增,转体更加灵活。
水平转体系统创新C混凝土球钗一支撑脚组合b钢管混凝土轴一钢滾轮组合d钢管混凝土轴一混凝土球钗图1二十世纪承重系统结构示意图2水平转体系统创新上个世纪,桥梁转动体的禾.最•般为几百至几千吨, 转体阻力相对较小,转动系统多采用倒链和普遍千斤顶随着转动休重量的剧增,倒链和普通千斤顶的动力不 能满足要求,最初主要用于竖向提升的大吨位连续张拉千 斤顶被创造性地用于大吨位桥梁的平•转,同时还实现J近 距离桥梁的双幅同步平转2水平转体系统创新平衡保险系统一般由撑脚、环道和保险柱组成在早期以拱桥为主的转体法施工过程中,由于转动体 自身平衡难以准确控制,冇时出现撑脚顶住环道或者保险 柱顶住上转盘的现象,平衡保险系统在发挥作用地同时, 转体开始遭遇麻烦如何预先准确检查出转动体的平衡性能、确保顺利转 体的问题,在本世纪初通过采用称重试验方法,得到有效 解决2.1承重系统2.1.1钢球钗••钢球钗和混凝I:球钗一样,同属单点支承结构,承受 全部转体重量,具冇祇载力大、加工精度高、安装简便、 转动灵活等优点钢球钗一般由下球絞、上球钗和转轴组成I.、下球 钗在工厂用钢板精加工而成,运到现场后,在钢支架上安 装定位。
钢球皎凹而向卜L接触而镶嵌聚四氟乙烯滑块, 并填充润滑剂,以减少转动摩擦阻力图2钢球钗结构承意图2.1.2钢平板皎钢平•板钗与混凝土球铉、钢球较同属单点支承,承受 全部转体重峨,具有受力明确、承载力大、易于加匸、安 装简便、转动灵活等优点钢平板钗由上钢板、下钢板和转轴组成,上下钢板之 间铺设不锈钢板或镶嵌聚四氟乙烯滑块,井填充润滑剂, 以减少转动摩擦阻力2.1.2钢平板钗承重系统采用<P4m钢平板钗岸两侧半跨转动体各重3012to♦2003年8JJ,赣龙铁路吊钟 岩大桥140m I:承式劲性钢管骨 架钢筋混凝上提篮拱在4台10t倒 链拽拉下分别平转180“、81 合拢2.1.2钢平板钗2004年8月,重8498t的贵州崇遵高速公路鞍山大桥跨黔渝铁路2X51.5mT型刚构采用(D3.02m钢平板钗,平转45后合拢2.1.2钢平板皎2005年9月转体的黑龙江绥芬河市新华街西延伸线2 X 100m2.1.3组合钗由转轴、上钢板、卜钢板、坏道及撑脚组成,上卜.钢 板之间以及撑脚与滑道之间均緩嵌聚四氣乙烯滑块、壇充 润滑剂,以减少转动摩擦阻力介于单点支承和双点支承之间,转体重量以撑脚承受 为主,转轴四周I:下钢板承受为辅,受力较为复杂,但承 载力大、稳定性高。
2.1.3组合钗丫髻沙大桥平转过程中2.1.3组合钗2006年1月,广东佛山东平大桥(43.5+95.5+300+95.5+43.5)m 连续梁-白锚式钢箱拱采用与丫髻沙大桥类似的组合钗,两岸分 别转动体平转104.6、180后合拢,转动体重14800to后位曾,转动方向捋訪方向2.2转动系统转动系统-般由钢絞线、 反力座、穿心式张拉「•斤顶、 液压泵站和控制台组成转体时,千斤顶对称布置 在下转盘两侧的反力座后方, 通过拽拉一端锚固在上转盘中 的钢绞线,使桥梁匀速、平稳 转动3转体平衡检测方法创新中国铁道科学研究院于2003年结台北京五环石景山 (45+65+95+40)m连续独塔单索面预应力混凝上部分斜拉 桥14000t转体施匸,率先进行了不平衡重:称重试验研究通过称車试验,可以计算得到转动体的不平衡力矩、 偏心距、摩擦阻力及静摩擦系数’从而确定转体作业所 需动力大小以及是否需要配重图7桥梁转动称重试验受力示意图3转体平衡检测方法创新4典型桥梁转体实例上个仕纪,桥梁转体法施工多用「山区跨河越谷公路 桥梁施工,桥型以拱桥居多,另仃少最的刚构桥和极少住 的斜拉桥、钢桁梁桥本世纪近十余年以来,桥梁转体法施工呈现桥型多、 转体重量大、跨铁路和高速公路桥梁应用多、由中西部山 区向东部平原推广等特点,涌现出一批典型工程。
4.1刚构桥在剛构桥中,T型刚构桥因白平衡性能强、便丁•支架 现浇或悬灌等特点,目前在大陆桥梁转体法施工中占有很 高比例,并且转体重量超过万吨2004年6月,闘州崇遵高速公路楚米大桥采用连续张拉「斤顶,首次实现了2座2 X 51.5mT型刚构双幅同步平转 跨越黔渝铁路C4.1刚构桥2008年7月,郑西铁路客运专线洛河特大桥跨二广 高速公路(48+80+48)mV型墩连续刚构成功转体,两侧的 2X39mV型刚构转体重:量约3800t、转角57 ,成为首座 平转施工的铁路V型刚构桥4.1刚构桥2010年1月,河北保早高速公路跨京广铁路及107国道立交桥 2 X 80mT型刚构转体到位,转动体R14400t,长128m,成为转动 体最长的T型刚构2010年6月,河北磁县跨京广铁路、107国道立交桥转体成功,2X55mT型刚构重量:为15300L创转体T型刚构重量之最,4.1刚构桥2010年10月,高度48m的山西阳泉至盂块高速公路桃河大桥 跨石太铁路2X50mT型刚构转体就位,创转体T型刚构高度之最1980年10月,四川金川县(71+40)m独塔斜拉桥(曾达桥) 首次釆用转体法施工,之后很长-段时期没有应用。
4.2斜拉桥■mi1997年,大秦铁路秦皇岛疏解区大里营斜拉桥成为大 陆首座釆用水平转体法施工的铁路斜拉桥进入二十一世纪,采用转体法施工的斜拉桥日益増多, 转体氓量多超过万吨4.2斜拉桥2000年7月,黑龙江省哈尔滨市跨金水河(140+60)m无 背索钢斜塔斜拉桥(太阳桥)倒Y形索塔的双塔柱长35.8m, 重314.4t,卧拼成形后,采用履带吊车竖转60就位,成 为大陆首座釆用部分竖直转体法的斜拉桥4.2斜拉桥2008年3月,西安市沪j霸河(145+48+42) m拱门式斜 塔斜拉桥重1621t的斜塔竖转75就位,已成为西安沪滴 生态区中的一座景观桥,为2011年第41届耻界叫览会的圆 满召开増添了风采4.2斜拉桥2008年7月,北京西六环跨E沙铁路(56+100+70+37)m J‘母 塔单索血预应力混凝土斜拉桥的母塔及前后瑜92m +90 m)氏 的箱梁在支架上分段现浇后,在墩顶平转40就位,转体页 15000t,成为世界上首座在墩顶转体就位的斜拉桥4.2斜拉桥2010年1丿J,郑州市中心区横跨京广、陇海铁路11股道的 (106+248+106)m双塔单索而斜拉桥平转60.4就位,转动体4.3预应力混凝土连续梁大陆较早•采用转体法施工的公路预应力混凝土连续梁 桥有2003月5月转体就位的G312改道线跨沪宁高速公路 (40+70+40)m连续梁,该桥在高速公路两侧支架分段现浇 成2座2X33.5m〃T构〃后转体,重R5400t,转角90。
I•一-五〃期间,哈达铁路客运专线、京沪高速铁路、 京石铁路客运专线、集包铁路第二双线、南广铁路客运专 线、盘营铁路客运专线等部分铁路预应力混凝土连续梁陆 续采用r转体法施工4.3预应力混凝土连续桥2010年9月,集包铁路第二双线縮王河1号大桥跨京包铁路 (60+100+60)m连续梁转体就位合拢段首次釆用与梁体外形一致的高强度钢売作为外模, 大大降低r跨电气化铁路桥梁转体就位后的施匚风险4.3预应力混凝土连续桥2011年4月,南广铁路客运专线 独屋大桥跨黎湛铁路(60+100+60)m 连续梁转体就位首次釆用普通千斤顶实现连续 转体三、转体后4.3预应力混凝土连续桥2010年8月,京石铁路客运专絞濾沱河大桥旳京广铁路 柳辛庄车站(80+128+80)m连续梁转体就位,转动体氏126m、 重12000t,成为转体跨径和重量最大的铁路预应力混凝土连 续梁4.3预应力混凝土连续桥2010年10月,山西长平高速公路微子大桥跨邯长铁路 (72+120+72)m连续梁转体就位,转动体长118m、重12300t, 成为转体跨径和重量最大的公路预应力混凝土连续梁4.3预应力混凝土连续桥在建即将转体的跨度最大、重量最重的公路预应力混凝土连续梁一一江西共安大桥,主桥跨径(70+125+70)m, 转动体长123m、重hil4510to4.4连续钢箱梁2009年4月,石家庄市和平路跨京广、石徳及石太铁 路立交桥(47+54)m跨连续钢箱梁成功实现了墩顶平转,转 体重量178Qt、转角86 o一、转体前二、转体后4.5简支钢桁梁集包铁路第:双线古城湾特大桥跨京包铁路132m双线简支钢桁梁采用双点支採、无平衡忒转体就位,转角15。
重量2461t,是目前大陆转体法施工跨度最大的铁路双线简支钢桁梁4.5简支钢桁梁4.6拱桥2002年9月通车的水柏铁路北盘江大桥上桥为236m上 承式钢管混凝1•.拱桥,江两岸半跨拱肋借助O)3.5m钢球钗 平转就位,車10230t,是大陆首座转体法施工的铁路拱桥, 也是、,时世界上转体法施【:的最大跨、有推力铁路拱桥。