大吨位预应力混凝土T型刚构桥梁转体施工技术研究

肖硕刚

(中国瑞林工程技术股份有限公司，江西 南昌 330038)

1 桥梁转体系统

1.1 构件加工精度

转体系统的核心为球铰系统，包括上，下转盘，滑块等多个组成部分，在转动过程中受到多种力的影响，能够减小倾覆力臂，可提高施工的安全性[1,2]。T型刚构桥由于转动体系重量较大，一般采用钢球铰。钢球铰为转体系统的核心部件，与转体的平顺度密切相关，因此在钢球铰的制造过程中必须明确工艺要求，加工精度应满足设计要求，否则会影响正常转动，造成巨大的经济损失，严重影响工程质量，并延误施工工期。因此，钢球铰的制作必须委托专业厂家在工场内进行制造。加工完成后必须对钢球铰的各项指标进行验收，验收合格后方可运往施工现场安装，运输中还应做好防护工作。

1.2 构件安装精度

钢球铰加工精度达标后还需要对安装精度加以控制。第一，做好骨架的定位安装工作，严格按照设计要求进行操作。第二，球铰是转体系统中得以转动的内核，安装过程中须保证上球铰边缘水平且与转体中心轴垂直。上球铰的安装精度必须严格控制，否则会增大转体主梁就位的施工难度，如果偏差较大，将有可能无法调整，后果十分严重。第三，要控制好滑道的平整度，确保钢撑脚在滑道上能平稳滑动。否则，就有可能出现卡顿现象导致牵引力增大，影响转体系统的运行。第四，应采用全站仪定位，并在骨架上标记控制点，同时还需要根据测量数据进行找平，高程差控制在2mm以内。第五，焊接温度不均匀会导致骨架安装精度出现偏差，因此需要采取对称焊接的方式，并核查校验骨架中心及高程差。第六，在安装下球铰时必须检查球铰表面的光洁度，避免存在杂物或表面不平整的现象，同时还应核查中心轴位置，以免出现偏差[3]。第七，撑脚的设置必须能确保结构的稳定性。为了确保撑脚质量达标，应尽量在工场内制造，并控制好撑脚与滑道之间的空隙，一般控制在2cm左右。

2 转体施工优化

2.1 转体动力系统

转体动力系统主要包括牵引动力系统和牵引索。牵引动力系统应根据理论计算配备好适当的动力设备，避免设备过小或过大。设备过小，会影响转体系统的正常转动，设备过大会增加工程成本。现场还需要做好动力设备的安放保护工作。牵引索主要作用是传递动力，需充分考虑转体需求及强度。现场应做好牵引索钢绞线的清理工作，避免表面存在锈痕或其他杂物，而后根据索道特点进行排布与缠绕。为了使牵引索更加牢固，需要在上转盘中嵌入固定锚具，使两者成为一个整体[4]。此外，还应避免牵引索出现打结或弯曲的状况，采取适当的保护措施，以免牵引索遇水生锈或被烧伤。

2.2 水平转体施工准备

在水平转体施工前需要做好一系列的准备工作，主要包括以下几项内容。第一，结束混凝土浇筑工作，消除安全隐患。第二，对称拆除支架，并检查T构的关键部位，观测时间应不少于1d，并且在确保没有裂痕等异常状况下才能进行后续步骤的施工。第三，解除锁定装置并做好滑道的清理工作。第四，提供转体施工参数并标定各类设备。第五，检查转体桥面，及时清理杂物，避免在转体施工时异物坠落影响桥下交通车辆安全。

2.3 正式转体

正式转体主要包括以下几项施工要点。第一，检查T构梁桥面，牵引索，驱动设备，锚固连接是否牢固等多项要点。第二，正式转体前应根据封锁指令做好行车防护工作，并确保接触网通电，而后根据开转指令进入转体姿态，驱动梁体匀速转动。在此期间施工负责人员必须定期向上级部门汇报设备的运转状况，同时还应观察撑脚运行是否正常，并观察钢绞线与油压管的状态。第三是精确调整，确保T构梁体纵横向高程与设计要求相符，并建立测量系统，做好数据反馈工作。

2.4 体系转换

体系转换是一道较为关键的工序，包括以下几项要点。第一，为转体留有足够的空间；垫石混凝土强度选择C50规格，并将其与钢筋网片进行绑扎。第二，T 构桥的施工应做好主墩梁的固结工作，并设置好边墩支座[5]。第三，在转体前必须张拉腹板束，并确保腹板混凝土强度达到设计要求的75%，之后可采取对称张拉的方式进行处理并注浆。

3 转体施工影响因素

3.1 转动速度

在转动速度逐步增大的过程中，主梁会产生离心力，在计算过程中需要结合多种不同的转动速度了解结构反应，并观察主梁根部顶板的振动情况。

3.2 转动加速度

在转动加速时桥墩与主梁外边缘受到的影响最大，在此过程中主墩扭矩会逐步减小，并且会使主梁产生离心力，进而导致外边缘产生拉应力。

在计算加速度的过程中需要了解转动惯量，截面惯性距等多项参数，并根据各项数值建立模型，了解加速度所造成的影响。此外，通常情况下正应力在底板转角最大，其特点是能够在转体前受压，因此不会拉坏混凝土。另外，应设计不同的加速度了解结构响应情况，根据实践经验来看，角加速度的增大会导致主梁振动。

4 结论及展望

第一，只有在控制好转体系统关键构件制作，安装精度的基础上才能促使各道工序的施工更加顺利，进而确保施工质量达标，并根据此建立起健全的精度控制体系。第二，必须精确计算转体启动的牵引力，并以此为依据了解牵引索钢绞线的设置要求。第三，相比匀速转动，转动加速对主梁的影响最大。

本次研究尽管对该类型的施工能够起到一定的指导作用，但还有许多需要改进的部分，主要体现在样本过于单一，应通过调研完善构建控制标准，促使滑道，钢撑脚及牵引索的质量更高。此外，应通过演算及监测分析撑脚与球铰的接触状况，以便能够随时了解球铰在工作过程中的特点，进而为工程的实施提供更加具体化的指导意见。本次研究所建立的模型与实际的施工情况还存在一些偏差，属于理想状态，因此还应结合实际施工经验研究出科学合理的模型修正方法，促使理论计算数值更加精确。

5 结 语

总而言之，转体系统较为复杂，精度控制要求较高，需要了解各类构件的特点，并严格按照精度控制标准加以处理，同时还应与类似工程进行横向比较，不断优化施工工艺，促使施工流程更加合理，提高T构转体过程中的稳定性。