浅谈转体施工方法在桥梁施工中的应用

摘要：本文通过从原理上对转体施工方法进行分析的基础上，对转体原理、施工工艺、技术措施等角度对转体施工方法中的平转法进行阐述，提出转体施工方法在桥梁工程中的应用。

关键词：转体施工方法 施工工艺

0 引言

桥梁的上部结构又称为桥跨结构，是线路中断时跨越障碍物的主要承重结构。随着现代桥梁的快速发展，桥梁的跨径越来越大，施工方法也多种多样，越来越先进。而转体施工方法就是随着科技的进步，材料科学、制造业、机械等领域的发展而产生的。随着转体施工工艺的进步，主要是转动构造中磨擦系数的降低和牵引能力的提高，这一方法在我国的斜拉桥和刚构桥中也得到应用，并且使其从山区推广至平原，尤其是跨线桥的施工。例如，1980年四川金川县的曾达桥（独塔斜拉桥，转体重量1344t）；1985年江西贵溪跨线桥（斜脚刚构桥，转体重量1100t）；1990年四川绵阳桥（T构桥，转体重量2350t）；1997年山东大里营立交桥（刚性索斜拉桥，转体重量3040t）；1998年贵州都拉营桥（T构桥，转体重量7100t）。

1 特点

转体施工方法是跨越深谷、急流、铁路和公路等特殊条件下的有效施工方法，它具有结构合理、受力明确、力学性能好；工艺简单、操作安全；施工速度快、造价低等优点。同时它的最显著特点是不干扰运输、不中断交通，尤其是对修建处于交通运输繁忙的城市立交桥和铁路跨线桥，其优势更加明显。它是将在障碍上空的高空作业转化为岸上或近地面的作业。根据桥梁结构的转动方向，它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法（简称竖转法和平转法）以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应用最多。

2 转体施工主要适用范围

平转法主要使用于刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥和钢管拱桥。竖转法主要用于混凝土拱肋、钢架拱、钢筋混凝土拱等。

3 工艺原理

平转法施工时将桥体上部结构整跨或从跨中分成连个半跨，利用两岸地形搭设排架或土胎膜进行预制，在桥台处（桥墩底部）设置转盘，将预制的整跨或半跨悬臂桥体置于其上，待混凝土达到设计强度拆除支架支撑，以使桥台和锚定体系或锚固桥体达到重力平衡，然后再用牵引系统牵引转盘，使桥体上部结构平转，待转到预定位置与对岸形成跨中合龙。最后浇筑合龙段接头混凝土，待其达到设计强度后，用混凝土封固转盘，完成全桥施工。

4 施工工艺

目前国内使用的转体装置主要有两种，第一是以四氟乙烯作为滑板的环道平面承重转体；第二种是以球面转轴支承辅以滚轮的轴心承重转体，本文以钢球面铰为例。

4.1 制作底盘

底盘设有轴心（磨心）和环形轨道板，轴心起定位和承重作用。磨心顶面上的球面钢铰及上盖要加工和纫，使接触面达70%以上。轴心定位要反复核对，轨道板要求高差±1mm。注意轨道板底与混凝土接触密实，不能有空隙。

4.2 制作上转盘

在轨道板上按设计位置放好承重滚轮，滚轮下面垫有2-3mm厚的小薄铁片，上盘一旦转动后即可取出，这样便可在滚轮与轨道板间形成一个2-3mm的间隙。这个间隙是保证转动体系的重力压在磨心上而不压在滚轮上的一个重要措施。滚轮通过小木盒保护定位后，可用砂模或木模作底模。在波轮支架顶板面涂以黄油，在钢球铰上涂以二硫化钼作剂，盖好上铰盖并焊上钢筋。绑扎上盘钢筋，预留封盘砼的孔洞，即可浇筑上盘混凝土。

4.3 布置牵引系统的锚锭及滑轮，试转上转盘，要求主牵引索基本在一个平面内。上转盘混凝土强度达到设计要求后，在上转盘前方或后方配置临时平衡重，把上盘重心调到轴心处，最后牵引上转盘到预制拼装上部构造的轴线位置。

4.4 浇筑背墙

上转盘试转到上部构造预制轴线位置后即可准备浇筑背墙。

4.5 浇筑桥跨主体上部结构

可利用扣件式钢管作为满堂支架，以求节约木材。扣件式钢管能方便地形成所需要的曲线，不必截断钢管，可以重复周转使用。支架安装好后，绑扎钢筋，浇筑混凝土。为防止混凝土收缩和支架不均匀沉降产生的裂缝，浇筑半跨上部结构时应按规范留施工缝。

4.6 张拉脱架

当主跨结构混凝土达到设计强度后，即可进行安装拉杆钢筋，张拉脱架等工序。为了确保拉杆的安全可靠，要求每根拉杆钢筋都进行超荷载50%试拉。正式张拉前应先张拉背墙的竖向预应力筋，再张拉拉杆。在实际操作中，应反复张拉2-3次，使各根钢筋受力均匀。为了防止横向失稳，要求两台千斤顶的张拉合力应在拱桥轴线位置，不得有偏心。

通过张拉，要求把支承在支架、滚轮、支墩上的上部结构与上转盘、背墙全部联结成一个转动体系，最后脱离其支承，形成一个悬空的平衡体系支承的轴心铰上。这是一个十分重要的工序，它将检验转体阶段的设计和施工质量。

当拱圈全部脱离支架悬空后，让转动铰体系悬空静置一天，观测各部变形有无异常，并检查牵引体系等均确认无误后，即可开始转体。

4.7 转体合拢

将试转时的牵引索按相反的方向重新穿索、收紧，即可开始正式转体。为便其平稳转体，控制角速度为0.50/min。当快合龙时，为防止转体超过轴线位置，采用简易的反向收紧绳索系统，用手拉葫芦拉紧后慢慢放松，并在滚轮前微量松动木楔的方法徐徐就位。

轴线对中以后，接着进行上部结构的标高调整，在上下转盘之间用千斤顶能很方便地实现升降，只是应把前后方向的滚轮先拆除，并在上下转盘四周用混凝土预制块楔紧、楔稳。以保证轴线位置不再变化。

轴线与标高调整符合要求后，即可先将结构钢筋采用邦条焊接，以增加稳定性。

4.8 封上下盘、浇筑合龙混凝土、松拉杆

封盘混凝土的坍落度宜选用17-20cm，且各边应宽出20cm，要求灌注的混凝土应从四周溢流，使上下盘间密实。封盘后接着浇筑桥台后座，当后座达到设计要求强度后即可选择夜间气温较低时浇筑结构合龙接头混凝土，待其达到设计要求后，拆除拉杆，实现桥梁体系的转化，完成施工。

5 转体施工的关键技术

5.1 转动支承系统是转体施工的关键设备

转动支承系统由上转盘和下转盘构成。通过上转盘与下转盘的相对运动，从而达到转动的目的。转体支承系统必须兼顾转体、承重和平衡等多种功能。

5.2 转动牵引系统是转动施工能否成功的关键技术

转动牵引系统由牵引力与摩擦阻力两个因素决定，所以减小摩擦阻力，提高转动力矩是保证转动顺利实施的两个关键。通常将启动摩擦系数设定在0.06-0.08之间，转动力通常设定在上转盘的外侧，以获得较大的力臂。

5.3 平衡系统是转动施工中需要解决的关键问题

对于转体结构在轴线方向基本对称的结构，一般以桥墩中心为转动中心，为使重心降低，通常将转盘设在墩底。对于非对称结构，分为有平衡重和无平衡重两种方法。无平衡重实际是通过背索来实现平衡的。

6 转体施工技术的发展前景

采用平转与竖转相结合将是以后发展的重要方向，转体施工技术的发展可用于平原区的拱桥、大型桥梁工程及其它跨越结构，将有望取得较好的技术经验和社会经济效益；随着新材料研究的发展以及施工阶段结构轻型化研究的不断深入，将有可能利用简单的设备修建300～500m的特大桥梁，从而省去大量的人力，物力和施工设备，取得显著的技术经济效益。桥梁转体施工是一套比较成熟的桥梁施工方法，随着新技术、新工艺的不断出现以及在工程中的应用，该方法会更加安全可靠、操作简洁、实施快速、降低造价，在桥梁建设中将发挥越来越大的作用，产生越来越好的社会和经济效益。

参考文献：

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