浅谈桥梁转体施工的工艺及关键技术

【摘 要】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。桥梁转体施工是一种将竖转、平转及平竖转施工相互联系、相互结合起来的施工技术与方法。桥梁转体施工工艺由于具有结构合理、受力明确、力学性能好，施工所需的机具设备少、工艺简单、操作安全，施工工期短，成本投入少等优势，在同等施工条件下应用与桥梁工程优于搭架法、悬吊拼装法以及桁架伸臂法等工艺。每一到施工工序和技术都是转体施工的重要组成部分，只有将这些关键性的施工技术全面了解和分析，才可以进一步的将工程建设中的转体梁建设好。本文简单介绍了桥梁转体施工工艺的特点与平转、竖转技术，并以实际工程为例重点分析了平面转体的关键技术。

【关键词】桥梁；转体；平面转体

一、桥梁转体施工工艺

（一）桥梁转体

桥梁转体施工工艺是指桥梁在非设计位置完成桥梁上部结构的施工，然后通过转动体系使桥梁上部结构转动一定角度后就位于设计位置的一种施工方法（平面或竖向角度）。为了确保既有铁路的运营安全，尽量减少施工对既有铁路运输的影响，铁道部及相关铁路局在进行跨越既有铁路桥梁方案的审批过程中越来越倾向于采用转体施工方案。特别是跨越既有电气化铁路、繁忙客货运铁路均要求转体施工。

（二）桥梁转体施工工艺的特点

（1）由于桥梁转体施工是靠结构自身旋转就位，不用吊装设备 ，并可节省大量支架木材或钢材。（2）采用混凝土轴心转体施工，转体工艺简便易行，转体重量全部由桥墩（或桥台）球面混凝土轴心承受，承载力大，转动安全、平衡、可靠。（3）可将半孔上部结构整体预制，结构整体性强，稳定性好，更能体现结构的力学性能的合理性。（4）施工工艺和所用施工机械简单，转体时仅需两盘绞磨、几组滑轮即可使上部结构在短时间内转体就位，简便易行，易于掌握，便于推广。

（三）桥梁转体施工工艺分类

1.平转法

在平转法施工中，由转动支承系统、平衡系统以及转动牵引系统三部分构成了平转法的转动体系。旋转支承系统是关键设备，上转盘和下转盘构成了本系统。转动结构用上转盘支撑，基础和下转盘联接，施工过程中转体运动主要是通过上转盘的转动而得以实现的。转动支承的划分是依据转动支承时的平衡条件进行的，依此可以将转动支撑分为三种类型，分别是：（1）磨心支承；（2）撑脚支承；（3）磨心与撑脚共同支承，具体叙述如下：

所谓磨心支承，是指在转动过程中，全部转动重量由中心撑压面来承受，在磨心插有定位转轴来限定其位置。一般为保证施工安全需要在支承转盘的四周设置支重轮或者是支撑脚。如果是在正常转动时，那么承重脚或支重轮与滑道面并不接触，它们是在转动过程中发生倾覆倾向时才起到支承作用的。

撑脚的支撑在上下转盘分别以以下形式出现 在下转盘上形式为一环道，而在上转盘上是以撑脚形式出现，撑脚的个数应不少于四个，这样平转时的稳定性才能得到足够的保证。支撑范围的大小，决定了稳定性的好坏，足够的支撑才能保证转动过程中良好的抗倾稳定性。

撑脚与磨心共同支承 在上述提到的施工方法中，转体施工过程开始前必须做好受力分析工作，这一点十分重要，通过分析才可以获取相关资料，经过反复检算制定出可行的方案，设计出合理平衡的结构，以此来防止倾覆现象的发生。施工中所承受的力只有保证在容许值区间内，才能保证结构不致破坏，从而保证锚固体系的可靠性及安全性。实际施工过程中转体施工过程经历的时间较短，一般不超过一天，时间短的才几十分钟，外界对施工的影响较小，集中考虑施工荷载就可以了。但是，转体结构的合拢构造、变形控制、和体系的转换也是应予以重视的。

2.竖转施工

竖转体系一般由起吊系统、索塔、平衡系统和旋转支架组成，竖转的拉索索力由于在转体脱架时拉索的水平角最小，产生的竖向分力也最小，因此这时索力最大，为保证竖转顺利脱架，需在提升所点安置助推的千斤顶。

竖转法施工工艺的流程：安装旋转支座D搭设拼装支架、塔架，安装扣索、平衡索D起吊安装拱肋D竖转对接D调整线形D焊接合龙。

从竖转法施工工艺的角度来看，要想保证施工的顺利进行以及施工的安全质量，有几个必须注意的注意点。一是竖转法施工涉及到的竖转铰的构造以及其安装过程中的精度都需要很好的把握与控制，二是转动的角度以及安全措施的防范。在桥梁的跨径比较小的时候，可以采用插销式的钢管支架就可以满足基本的施工要求，而当跨径比较大的时候，则可以采用滚轴式。

3.竖转与平转相结合的施工

对于山区的深谷高桥、两岸陡峻预制场地狭窄的桥位，利用两岸地形搭设简单支架，采用平转施工法具有优越性。当跨越宽阔河流及桥位地形较平坦时，由于采用平转施工难以有效利用地形，常采用竖转与平转相结合的施工方法。即通过竖转将组拼拱肋的高空作业变为在低矮支架上拼装拱肋的低空作业，通过平转完成障碍物的跨越。这种方法主要是拱桥在航道、峡谷、道路两侧预制拼装主、边拱肋，然后用若干同步千斤顶，借助一系列辅助转体机构，先竖转再平转或先平转再竖转使拱肋在桥轴线上合龙。竖转和平转相结合的施工方法不仅增加了转体施工的应用范围，而且标志着转体施工的日益成熟。

二、桥梁转体施工的关键技术

（一）工程概况

某高速公路京广铁路跨线桥，采用2―50m跨度的转体T形刚构，路线中心线与铁路夹角为48°12'，桥下净高大于7.96m。路桥基础采用直径1.5m的钻孔桩基础，承台高5m；转体墩墩身为矩形双壁墩，高11-12m；上部结构采用单箱单室箱梁，箱梁中支点处高4m，底宽6.5m，顶板厚0.25m，腹板和底板厚0.8m；合拢段高1.8m，底宽7.6m，腹板和底板厚0.5m；采用纵向和横向预应力。2―50m跨度的T形刚构采用平面转体施工，其中2×40m梁体连同刚壁墩沿铁路方向在支架上现浇，在墩身与基础间设置转盘，两幅桥同步逆时针转体48.2度，其余两边墩处搭支架原位现浇8m梁段，分别与转体完成后的T构在支架上合拢，合拢段长2m。

（二）施工方案

桥梁基础首先进行钻孔桩施工，钻孔桩施工完毕后，进行承台混凝土施工，在墩底与承台间设置型钢水平转盘，承台中预埋下转盘、环道及顶推反力体系，墩身下部安装上转盘，上转盘安装完毕后，进行应力检测试验，取得成功的数据后进行刚壁桥墩施工；在桥墩施工的同时搭设箱梁支架，安装防电板，刚壁桥墩施工完毕后，即开始现浇箱梁，箱梁采用两侧对称分段浇注，并随时观测不平衡重量的变化；2―40m箱梁现浇完成后，利用型钢水平转盘及四氟滑片式走板转体到桥位，完成后浇注上、下转盘间混凝土；每跨其余10m在支架上现浇施工，其中合拢段长2m。

（三）关键技术

1.磨盖及上转盘施工

当下磨盘交检合格及磨盘混凝土强度达到20MP以上时，即可在磨心表面涂抹隔离剂并铺上1-2层塑料薄膜，以磨心表面做底模，先浇筑3m×3m×1m的磨盖混凝土。在浇筑磨盖混凝土前，在磨心周围（边）加铺一圈宽度10cm的油毛毡两层，目的在于提起磨盖，撕去隔离塑料薄膜和油毛毡重新盖上磨盖后，磨盖和磨心的周边不接触，磨心周边不受力，从而保证磨心周边不致因局部承压力过高而破坏。当磨盖混凝土强度达80%后，即可进行磨盖和磨心的磨合。开始磨合时不应在磨心表面涂抹剂，宜先干磨合后加水磨合，在磨盖顶面加设推杆人工推动磨盖旋转磨合，也可用卷扬机牵引磨盖旋转磨合，随着磨心磨盖接触面磨合光滑，阻力会逐渐减少。磨合过程中应经常提起磨盖观察其接触面，对个别不平整部位应另用砂转专门打磨。

2.环道施工

转体桥梁的环道主要由钢板、不锈钢板和F4板组成。对于转体重量较大的箱梁转体施工，环道施工质量显得非常重要， 它不仅影响推力的大小，同时决定转体过程中梁体是否平稳和标高的变化。主要施工技术如下：（1）在下承台的顶厩预留环道槽口，施工前将槽口清洗干净，用环氧树脂砂浆粘贴底层钢板，在钢板上用环氧树脂粘贴F4板， F4板贴上后要临时加压，保证粘贴牢固，顶面标高要求一致，误差必须控制为转体前进方向为负误差。（2）上滑面的不锈钢板前进方向前口应向上卷成圆弧形，防止刮板。（3）环道和下承台同时浇筑构成一个整体，以避免环道部分承台的下沉，影响平整度。

3.箱梁转体施工

梁体转体施工采用2台150t液压千斤顶顶推进行。2台水平放置的千斤顶对磨心形成力偶，按50kN一级对称缓缓给油加力，直至启动。水平千斤顶顶推一个行程后（一个行程按照150cm计算），回油安装L=150cm的顶铁，继续顶推，顶推至足以安装600cm的顶铁，接上L=600cm的顶铁。重复上面的工序直到下一个预留槽口的位置。接近合龙时，减慢顶推速度，同时垫塞反力限位块，以免过位。

转体到位后，立即在上、下承台的四周打入钢楔，并将其临时锁定；然后支立四周模板，及时灌注混凝土，达到永久固结；最后按设计要求顺利施工合龙段。预制箱梁的2个T形梁段施工完成后，测量箱梁各截面在施工中的误差及跑模变形值，准确计算T形梁段两侧对转轴的力矩，以确定是否需要配重。确定T形梁段两侧的力矩相等后，方可拆除现浇支架，并清理上下转盘之间阻碍转体的物体。

4.合拢段施工

转体桥梁的合拢段的施工，与常规连续梁或T型刚构梁相同，先解除边墩支座的刚性约束，边跨合拢，后解除主墩临时支墩的刚性约束，应用吊架模板和劲性骨架，配置置换压重的水箱，选择当日的最低温度，浇筑中跨合拢段的混凝土，最后进行预应力的张拉，从而完成体系转换。

参考文献：

[1]徐学斌.桥梁转体施工[J].科学之友，2012年9期.

[2]严刚.平面转体法桥梁施工技术分析[J].广东科技，2014年2期.