探索特大桥混凝土连续梁转体施工技术

摘要：随着社会经济的快速发展，基础设施建设步伐加快，桥梁工程的建设越来越多，桥梁转体施工在跨越既有线建设中能够安全快速施工，确保既有运输通道畅通，发挥出其独特的优势，产生显著的社会经济效益，因此有浦民大应用优势和广阔前景。本文结合某工程实例介绍了特大桥混凝土连续梁转体施工技术，为同行提供了参考。

关键词：桥梁，转体施工，连续梁，技术

中图分类号：U445 文献标识码：A

引言：随着科学技术的发展，我国的桥梁工程技术水平不断提高，目前我国一般采用支架和挂篮的施工方法对大跨度现浇连续梁进行施工。桥梁转体施工技术将最关键的跨线施工转移到既有线外侧，大大减少了对运输的影响。某特大桥利用这一技术，既保证了繁忙的客专线正常通行，又便于梁主体结构的施工生产组织，对于加强施工安全和工程质量，有较好的作用。

1、承重系统

桥梁转体施工中，一个关键的施工关节就是承重系统的施工，承重系统兼顾转体、承重、平衡等多种功能。主要由上转盘、下转盘、球铰、环道等组成，承重系统的核心结构是球铰。上转盘是承重的主要结构，其上设有防止梁体倾覆的撑脚；下转盘设有环道和助推反力座。（1）球铰竖向反力计算。当偏心距为e时，转体由球绞和两个保险支腿三点支撑。在最不利位置时支腿至转轴中心距为rl。支腿竖向反力N2与球绞轴心处竖向反力Nl计算如下：N1=G×e/rl；Nl=G-N2。式中，Nl为球绞轴心处竖向反力；N2为保险支腿竖向反力；G为转体部分总重力；e为偏心距（一般取0.lm一0.2m）；r为最不利状态下保险支腿中线至转盘中心、距离。（2）转盘、球绞施工。转盘分为下转盘、上转盘两部分。上下转盘通过球绞连接，球绞一般采用钢板精加工而成。承台施工完毕后，精确安装球绞，定位后用注浆混凝土固定。上转盘附着在下转盘上安装，固定成型后，试平转运行，检查无误后进行上转盘施工。下转盘球绞定位后，灌注下球绞与下钢筒内微膨胀混凝土。球绞表面打磨光滑后在球绞表面涂抹一层厚度为1em剂(聚四氟乙烯粉与黄油的混合物，比例1：2。然后吊装上球绞盖，周边对称点焊上钢筒，完成上球绞盖的精确定位。

2、牵引系统

2.1转体的牵引动力系统

顶推牵引系统由千斤顶、液压站及主控台等三部分组成。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。一般采用2台连续千斤顶，同步牵引缠绕于转盘上直径7*15mm钢绞线，形成水平转动的纯力偶。必要时在启动过程可设助力顶推千斤顶，保证转体启动动力。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。

2.2 牵引索

牵引系统的转盘设置有2处牵引索，每束由高强度的钢绞线组成。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，要注意防潮、防淋，避免锈蚀。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。

2.3 牵引反力座

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。

2.4混凝土上转盘施工

上盘是整个转体系统的关键组成部分，在施工时应高度重视，在整个转体过程中形成一个多向、立体的受力状态。转台直径 8.0m，高1.7m，转台是球铰、撑脚与上盘连接的部分，又是转体牵引力直接作用的部位。上盘撑脚安装好后，立模，绑扎钢筋，安装预应力筋及管道，预埋转体牵引索及反力架，浇筑混凝土。上转盘为圆柱形，施工中转台内预埋转体牵引索，牵引索预埋 2 束，每束由 9 根强度为 1860MPa钢绞线组成。预埋端采用 BM15-4P 型锚具，牵引索锚固端应埋入转盘 3m 以上，并圆顺地同一对索的锚固端对称于圆心，每根索的预埋高度和牵引方向一致，每对索的出口点对称于转盘中心。根据设计要求钢套管（球铰定位销轴）顶预留压浆孔和一排气孔，以备转体完成后往套管中压入微膨胀混凝土，在上转盘中预留压浆管道。上转盘球铰钢箱内灌入 C50 微膨胀混凝土。

3、平衡系统

平衡系统主要由桥梁本身的墩台身、上部结构和平衡荷载构成。桥梁的墩台身、上部结构在支架上施工成整体结构。平衡重主要为压重块，以保证转体施工时相对转铰平衡。(1)称重。为了保证转体过程中，体系平稳转动，要求预先调整体系的质量分布，使其质量处于平衡状态。原理如下：以球铰为矩心，顺、反时针力矩之和为零，使转动体系能平衡转动，当结构本身力矩不能平衡时，需加配重使之平衡。即：M左-M右=M配。式中：M左为左侧悬臂段的自重对铰心的力矩；M右为右侧悬臂段的白重对铰心的力矩；M配为配重对铰心的力矩。根据实测偏心结果，对于纵向偏心，采用在结构顶面的偏心反向位置，距离墩身中心线一定距离的悬臂段，调整水箱重量作为配载纠偏处理法。要使球铰克服静摩阻力发生微小转动，需要的转动力矩应大于等于静摩阻力矩。静摩阻力矩计算式为：Mz=0.98μ0·N·R式中，N为转体重量，R为球铰球面半径，μ0为静摩擦系数。(2)平转法施工保证措施采取如下：防倾覆措施采取在上转盘下设置6~8组撑脚；沿环道外侧布置4台大吨位千斤顶，调整转体的倾斜度；边跨压重，让球绞和撑脚的两后腿呈三点稳定支撑态势。位控措施。转体到位时，防止再度转动的措施主要有：用混凝土块将上下转盘的孔隙垫紧；焊接上下转盘之间的连接预埋件；在边墩墩顶设限位挡块；牵引索、转盘等作标记，设防超钢板，专人负责，避免转体到位后继续牵引。微调措施。在边墩墩顶安装千斤顶，梁体转体到位后进行梁端高程微调。在转盘与承台间，防倾保险的千斤顶对转盘进行高程微调，保证转体的水平姿态。纵向微调：在转盘之间，沿横轴线下，前后对称各设1台大吨位千斤顶。横向微调：在转盘之间，桥轴线的左右对称各设1台大吨位千斤顶。在边墩顶各设置2台大吨位千斤顶，转体到位后对结构实施竖向微调。

结语

桥梁转体施工是近年出现的一种新工艺，桥梁转体施工具有施工时间短，节省吊装费用，安全、可靠、整体性好等特点。 最适宜在跨越深谷、急流及铁路立交情况下采用，桥梁转体施工工艺，无论从技术上和经济上都是可行的和经济的，特殊桥位处采用此工艺最好。桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作成形后，通过转体就位的一种施工方法。施工前应充分掌握特大桥桥梁转体法的转体施工原理及牵引体系、转体技术参数的计算方法，转体成功后应约束固定，以确保工程的质量。

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