连续梁桥转体施工中转体结构的设置和安装

华 冰

（中铁十九局集团第五程有限公司 辽宁大连 116000）

工程应用技术

连续梁桥转体施工中转体结构的设置和安装

华 冰

（中铁十九局集团第五程有限公司 辽宁大连 116000）

介绍新建石家庄至济南铁路客运专线站前工程 SJZ-3标段跨石德铁路特大桥中，一联（48+80+48）m连续箱梁采用转体法施工跨越石德铁路时转体结构的设置和安装关键技术。

桥梁施工 连续梁转体法施工 转体结构

新建铁路、公路会遇到跨越既有铁路的问题，为了减少跨越桥梁施工对既有铁路运营的干扰，一般采用连续梁转体施工的方法进行跨越。

1 工程概括

新建石家庄至济南铁路客运专线站前工程SJZ-3标段跨石德铁路特大桥在239#墩～242#墩之间设计了一联（48+80+48）M 连续箱梁，用转体施工的方法跨越石德铁路。连续梁段的起讫里程为改DK100+485.80～改 DK100+663.30，连续梁在里程为改 DK100+566.40处与既有石德铁路（里程为K102+964.5）斜交，交角为29°56′。连续梁桥跨越的石德铁路为电气化铁路，上、下行线并行，线间距4.6M，两线在斜交范围内均处于直线段上。连续梁桥转体主墩为 240#、241#，每个主墩上需要转体的 T构长度为78M，转体角度为29°56′，转体重量为54200KN，连续箱梁（除0#块和边跨现浇段外）采用悬臂浇筑法施工。跨石德铁路特大桥转体连续梁与石德铁路的平面关系见图1。

图1 跨石德铁路特大桥转体连续梁与石德铁路平面关系图

2 连续梁转体施工工艺流程［1］131-133

连续梁转体施工工艺流程：对石德铁路进行安全防护→主墩、边墩钻孔桩基施工→主墩下层承台施工→安装转体结构并加以临时固结→施工主墩上层承台、墩身及0#块→分段悬臂浇筑转动T构的箱梁→解除转体结构临时固结→试转动→正式转动→精确调位→封固转体系统→（适时进行边墩承台、墩身、边跨现浇段施工）→边跨合拢→中跨合拢→桥面系及附属结构施工。

连续梁转体施工中的普通工序均按常规方法施工，本文不再赘述。由于连续梁转体施工的关键技术较多，要在一篇文章中写出来篇幅会太大，本文仅就连续梁转体施工中的转体结构设置和安装问题加以介绍。

3 转体结构设置与施工

转体施工的转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统、限位控制体系等组成。其布置见图2。

3.1 转体结构下转盘的设置与施工

下转盘是支承转体结构全部重量的主体，包括下球铰、环形滑道、转体拽拉系统的反力座等，设置在主墩的下层承台上，下转盘尺寸为14.6 m×14.6 m×3.5 m。

（1）球铰的制造、运输、验收、安装[1]131-133、[2]244-247、[3]46-51

1）球铰的制造

球铰由上、下球铰钢壳、四氟乙烯滑片、钢销轴、下球铰的定位钢架、上球铰的劲性骨架等组成。上、下球铰的球面半径分别为5.99m、6.00m，口沿直径分别为φ 4.2m、φ 3.0m，钢壳厚度均为40mm。下球铰的球面上铣有镶嵌四氟乙烯滑片的槽和8个混凝土振捣孔。

图2 转体结构布置图

球铰的制造和安装精度要求极高，必须由高资质的机械厂加工。本桥的球铰是由中船重工七二五厂制造的。

上、下球铰的加工精度要求：

球面的曲率半径误差≯2 mm；

上、下口边缘各点高差≯1 mm；

水平截面椭圆度≯1.5 mm；

下球铰镶嵌的四氟乙烯滑片顶面高差≯0.2 mm；

上下球铰锅形心轴与转动轴重合误差≯0.2 mm；

焊接在上下球铰的钢管中心轴与转动轴的重合率误差≯1 mm，钢管的倾斜度≯0.3%；

2）球铰必须用刚性支架固定后才能运输，确保运输过程中球铰不发生微小的变形。

3）球铰验收时首先查验其出厂合格证和质量检验证书，进行外观检查。，并按照球铰加工精度要求逐项进行检查。

（2）下转盘中滑道的设置与施工[2]244-247、[1]46-51

上转盘的撑脚和下转盘的滑道组成了转体结构转动过程中的安全保险装置。

滑道镶嵌在下承台顶面的环形滑道槽内。浇筑下承台前要预埋滑道的定位角钢，滑道定位角钢的顶面相对高差≯2 mm，滑道顶面的高低用微调螺栓精调。

（3）下转盘混凝土浇筑及球铰安装[2]244-247、[1]46-51

下转盘的混凝土分两次浇筑。第一次浇筑到高出下球铰定位支架底部15cm处，先将其固定。待安装好下球铰、滑道以后再浇筑第二次混凝土。

下转盘混凝土第一次浇筑完成以后，将下球铰安装在已固定好的定位架上，用微调螺栓调整下球铰的中心和球面位置，使球铰的中心销轴套管竖直，下球铰的口沿要在同一水平面上。调整到位后将螺栓紧固、焊死，将中心套管盖好，防止浇筑混凝土时进浆。

第二次浇筑C50微膨胀混凝土。浇筑前先将下球铰的8个振捣孔旋出，由下球铰外侧分层下料，从底层振捣孔开始用插入式振动器进行振捣，直至出气孔有混凝土冒出，旋好这个振捣孔，再继续向上分层浇筑。第二次混凝土浇筑完成以后，要将下球铰凹面内和中心销轴套管中的混凝土残浆和杂物清理干净。要做好混凝土的养护工作。

待混凝土固化以后再次对下球铰进行清理。清理时施工人员要穿上软质鞋套，用吸尘器将下球铰凹面内的杂物清理干净。然后将搅拌均匀的、配合比为120:1（重量比）的黄油和四氟粉填入中心套管内，再将中心销轴轻轻插入。中心销轴必须竖直，四周间隙一致。

按图纸规定的编号由中心向外缘逐个安装聚四氟乙烯滑片，随后在下球铰面上涂抹黄油四氟粉。黄油四氟粉必需涂满滑片和滑片之间的空隙，并要略高于滑片。整个安装过程要保持球面的清洁。

将上球铰吊起，先清除凸面上的锈迹和污渍，再涂抹黄油四氟粉，然后对准中心销轴的位置将其轻轻地落放在下球铰上。

上球铰落下之后，轻轻转动上球铰，使上、下球铰之间填满黄油四氟粉，用手动葫芦微调上球铰的位置，使二者之间的水平缝隙宽度一致。将上、下球铰外沿的空隙用黄油涂满，用宽胶带将其缠绕密封。

球铰安装完毕以后绑扎牵引反力座和助推反力支座钢筋，立模，浇筑混凝土。

3.2 转体结构上转盘的设置与施工[2]244-247、[4]143-5147

上转盘是锚固上球铰、撑脚、预埋转体牵引索的构件，与上承台和墩身相连接，是施加转体牵引力的部位。上转盘上部高2.0 m，呈八边形（设置三向预应力钢筋），下部转台直径φ7.6m，高1.70m。

（1）上球铰安装好以后，经过精确调整，焊接上球铰外壳与劲性型钢骨架相连接的钢筋，将上球铰的位置进行固定。

（2）撑脚的设置与安装

撑脚在下转盘混凝土浇筑完成以后安装。6组撑脚按设计位置先焊接在劲性型钢骨架上，要保证撑脚的安装精度。为了确保撑脚走板与滑道的间隙相等，安装前先在二者之间均匀铺垫厚20 mm石英砂,待转体前用高压水枪冲洗干净，在施工过程中及转体前要定期检查滑道与撑脚之间的间隙高度。转体前在撑脚走板的底面安装聚四氟板，并在聚四氟板与滑道之间涂黄油四氟粉。

（3）预埋转体牵引索。

上承台底层钢筋绑扎完毕后，按设计位置安装转体牵引索，牵引索为2×2束20-7φ5钢绞线。牵引索的锚固端用OVM15-20P型锚，并利用固定在上承台底层钢筋骨架上的定位钢板保证钢绞线的平面位置和高度，同一对牵引索的锚固端要在同一直线上，相对2束牵引索的锚固端要对称于转台中心，预埋高度和牵引方向应一致，每根牵引索埋入转盘内的长度要＞3.0m，每根索的出口点也应对称于转盘中心。施工时先预埋牵引索的支撑钢筋，在牵引索的出口处预埋φ145钢管，使钢绞线能够顺畅地传力，牵引索外露部分要圆顺地缠绕在转盘周围，互不干扰地搁置在预埋钢筋上。要做好牵引索的防护工作，防止施工过程中钢绞线生锈或被损坏。转体牵引索布置如图3所示。

图3 转体牵引索布置图

（4）上转盘混凝土浇筑

上转盘混凝土分两次浇筑。在安装好上球铰、钢撑脚、绑扎上球铰钢筋网片、转台钢筋后，第一次浇筑上转盘下部1.7m高的C40混凝土；在安装好上转盘其余钢筋、墩身预埋筋后，第二次浇筑上部2 m高C40混凝土。浇筑时由周边向中心分层浇筑，层高30 cm～40 cm。混凝土浇筑过程中要避免振动棒触碰定位钢筋和定位架。

（5）上转盘预应力施工

上转盘为三向预应力结构。纵向设10 束12-7φ5钢绞线，横向设15束12-7φ5钢绞线，竖向预应力钢筋为φ32冷拉IV级精扎螺纹钢筋，轧丝锚。纵、横向钢绞线由一端张拉，张拉端和锚固端交错布置，张拉端用OVM15-12锚，固定端用OVM15-12P锚，纵、横向筋张拉控制应力均为1 302 MPa，管道用内径φ90金属波纹管。竖向预应力钢筋用无粘结套管体系，在上转盘顶面单向张拉，张拉控制应力为 590 MPa，锚固端埋在上转盘底部混凝土中，锚板距底模8 cm。必须在至少1 m高的桥墩混凝土强度和弹性模量都达到100 %时才能进行预应力筋张拉。

预应力筋张拉顺序：先张拉50 %纵、横向钢绞线，然后注浆封锚→待其管道浆体强度达到设计强度后，张拉另一半纵、横向钢绞线，注浆封锚→待其管道浆体强度达到设计强度后，张拉竖向预应力筋，最后封锚。管道浆液用40MPa水泥浆。封端用C50干硬性补偿收缩混凝土。

（6）上转盘撑脚砂箱安装

为保证上转盘施工过程中撑脚和滑道不被过分挤压，转体前用砂箱作为上转盘的临时支撑。在 6组撑脚之间各设 3×φ500×15 mm的钢管砂箱，砂箱内装填洗净、烘干的石英砂，砂箱使用前要加300KN的压力对填装的石英砂进行压实。

（7）限位控制体系

限位控制体系包括转体限位装置（对转体结构转动到位时进行限位）和微调装置（当转体结构转动到位出现偏差时进行调整）。

转动体水平就位时的控制可选择微调就位和限位检测精确就位两种控制方法。微调就位是在转动体转到初就位位置时将自动运行转为手动操作，并在两个转体止转挡块处设置限位装置，当到达限位装置后使转动体就位。限位检测精确就位的控制方法是在两个转动体的成桥就位处设置限位检测装置，当限位检测装置被开启，主控系统发出控制信号，能使转动体精确就位。

（8）上、下转盘临时固结

转体上部的墩、梁施工过程中，为保证不发生上、下转盘之间的相对位移或转动，在上、下转盘之间安装I32做为限位梁，限位梁与撑脚之间设置钢支撑，并用钢楔子打紧，转体施工前再打掉钢楔子。

4 结语

连续梁转体施工中转体结构的设置和安装是一道最重要的关键技术，安装的精度直接影响转体施工的成败。施工过程中我们坚持高标准，严要求，完成了转体结构的安装任务，为连续梁转体施工的顺利进行创造了条件。成功的经验可为同类工程参考。

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[2]苑宝印.盘海营客专盘锦特大桥跨沟海铁路.128 m 连续梁转体施工技术[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2013第26期增刊.244-247

[3]余常俊,刘建明,张翔等.客运专线上跨繁忙干线铁路连续梁水平转体施工关键技术[J].铁路标准设计,2009(12).46-51

[4]董琴亮.跨既有铁路线大跨连续梁转体施工与控制技术.[J].中外公路,2014(8).143-147

Setting up and Installing of Swivel Structure for Swivel Construction of Continuous Beam Bridge

HUA Bing
(No.5 Engineering Corporation Limited of China Railway19th Bureau Group Co. Ltd Dalian Liaoning 116000 China)

This paper introduces main technologies used for setting up and installing of the swivel structure for a (48+80+48) m continuous box beam which is adopted the swivel construction to span Shijiazhuang-Dezhou railway. And the bridge spanning Shijiazhuang-Dezhou railway is located in the newly-built Shijiazhuang-Jinan railway passenger line of the SJZ-3 Bidding Section of the station project.

bridge construction swivel construction of continuous beam swivel structure

中国分类号：U445A

1673-1816(2016)02-0001-05

2015-11-17

华冰（1978-），男，工程师，研究方向高铁工程施工管理。