T型刚构桥转体施工技术与施工过程控制

刘永亮

摘要：刚构桥是一种单元构件少、能承受不同荷载的桥梁，因为其运输便捷，装配简单，已成为现代常用的桥梁类型。转体施工法是装配刚构桥的重要方法，其借助动力设备将完成主体浇筑的桥梁转体到桥位轴线位置，最后合拢成桥。这一方法施工时间短，但控制要求的精度高。本文即结合成都第二绕城高速路段上的一座T型刚构桥修建工程，重点研究了转体施工技术与施工过程控制的關键点和难点。

关键词：T型刚构桥 转体施工 施工控制

引言：

T型刚构桥因墩上两侧伸出受力的悬臂，形如T字而得名，是刚构桥的一种。T型刚构桥跨中用剪力铰或简支梁组合而成，这一结构使得其自身结构轻巧、跨度大，方便装配，故被广泛应用。T型刚构桥的组装方法有很多种，如满堂支架法和悬臂施工法。相比之下，操作简便、施工时间短的转体施工法更受青睐，但这一方法的高精度要求又常常给施工过程带来不少的麻烦。

一、转体施工法介绍和国内外发展现状

转体施工法是构建T型刚构桥的常用方法，这一方法通过转体技术将浇筑好的桥体转动到设计的位置，化整为零，灵活多变的适应了复杂的施工环境，为工程建设大大节省了时间和成本。

转体施工法是在非设计路线的位置完成浇筑主体或部分工作，然后通过动力设备旋转到指定位置。根据转向的不同，转体施工法可采用平转、竖转、平竖转结合三种技术手段。平转技术应用最广，主要步骤包括：首先是在桥墩的设计位置上施工围护桩，开挖基坑;之后在桩基础上进行转体结构施工，包括浇筑承台，安装球铰、滑道和转盘，并预埋施工牵引索;接着对墩柱施工;再对转体主梁施工，在主梁四周搭设支架作为操作平台，完成现浇箱梁;最后完成转体，即拆除支架，完成不平衡称重实验并进行配重，之后利用连续张拉千斤顶转体，微调就位，封固球铰转动体系，现浇合拢段。

转体施工法最早出现在上个世纪四十年代，法国首创竖向转体技术完成了110米主跨肋拱桥的建设，但这一方法并没有突出的优点，因此并不被工程界看好，直到三十年后平转技术的出现才真正将转体施工法发扬光大。奥地利在修建一座双塔斜拉桥时第一次采用了平转技术，二十年后的比利时将该技术运用在本爱因桥上，此时转体的重量已接近达到两万吨，完成了转体施工法在重量上的大跨越。

二、桥梁工程基本情况

成都第二绕城高速公路西段有一座T型刚构桥。该桥上跨成灌铁路，斜交角度59°，与成灌铁路交叉桩号为K179+145.973=DYK22+975.921，总桥长达到276米，总重量达3万余吨。在运行频繁的成灌铁路上方完成这样一段大桥的施工，难度可想而知。最后根据铁道部运输司的指导意见，施工单位决定采用转体施工方案进行大桥的搭建。终于仅用不到1小时的时间就完成了两段单长138m、单重16000t的T构转体就位，在中国工程建造史上书写了浓墨重彩的一笔。

施工时，将庞大的桥体分为两个T构，在搭建好铁路两侧的主墩后，在平行于铁路线路的位置上分别现浇完成2×69 m的主梁，张拉完成后拆除支架进行转体施工。转体施工具体分为四个步骤：布置动力系统并调试;箱梁平衡称重配重;箱梁转体;转体就位浇住合拢段。

三、转体系统在制作和安装过程中的控制因素

由球铰、滑道和平衡撑脚组成的转体系统是转体施工技术成功施行的关键部位。转体系统的性能反应了核心部位的承重能力和转动能力等，直接关系到转体的正常施工。因此无论在设计阶段，还是施工阶段，都严格按照标准，并对其进行特殊的保护和控制。

球铰是整个转体系统中受力最集中的部位。该工程桥体跨度大、桥体质量重，很容易发生整体倾覆，因此球铰应严格按照计算的参数进行设计选型，保证其受力的要求，再经过专业厂家制作，最后运至施工现场进行焊接安装。

安装过程中，应当重点注意保持球铰面不发生形变。球铰面的光洁度和椭圆度与其受力有着密切的关系，只有这两个要素满足设计要求，才能保证球铰的受力在承受范围内。施工过程中，混凝土浆等杂物很容易混入球铰摩擦处，严重影响球铰的形状及受力特征，因此其使用前独立统一放置，使用时会进行洁净度检查。安装完成后，利用外部坐标系对球铰中心坐标进行测量：球铰的转动中心误差极限为：顺桥向±1mm，横桥向±1.5mm;球铰顶口的平面保证水平，任意两点的误差≤1mm。

四、施工现场控制和分析

桥梁的搭建是一个多阶段的复杂过程，在每个施工阶段中不可避免的会出现误差，这些误差随着施工阶段的深入会逐步累积，最终极有可能造成较大的误差，使桥体位移和应力与设计的理想数据相差甚远。因此，在大桥的施工阶段采取了一些有效的控制与分析措施，及时准确的识别、修正误差，确保桥体的准确施工。现场借助现代信息技术，对桥体的关键数据进行实时监控，并在第一时间内由技术人员做出分析判断。监控的内容主要包括线性监控、应力监控和安全稳定性监控。

各部件在施工中因为复杂多样的原因总会产生形变，一般体现在立面标高和平面位置的偏差。比如球铰的形变会影响其受力特征，这一关键部位的准确性得不到保证，转体施工就很能进行下去。因此线性监控能确保每一环节的形变偏差在可接受范围内，最终达到成桥阶段的线性要求。

应力控制不当会造成桥体倾向、断裂等很多问题，对应力进行监控和试验，是施工过程中的重要环节。监控应力主要包括了：预应力、自重下应力、温度应力等，具体侧重需要根据施工的现场环境确定。正式转体前进行试验确保各根钢绞线受力均匀，以 10 ～5 kN的力逐根将钢绞线用单束张拉千斤顶进行对称预紧，重复数次校核。

稳定监控和安全监控共同确保了桥梁结构的安全性。前者主要是通过稳定计算的方法，考虑施工现场的荷载和支撑作用。安全监控则体现在施工中的安全措施，执行这些措施，能有力的保证线性和应力监控。

总而言之，施工过程的控制与分析主要包括两个内容：一是现场实测，二是理论分析。实测数据能直观的反应施工情况和出现的问题，理论分析则能为现场的操作提供指导和帮助，两者结合形成正反馈，才能保证施工的顺利进行。

五、结论和展望

本文介绍了T型刚构桥转体施工技术与发展现状，以成都第二绕城高速公路西段的一座T型刚构桥为实例讨论了转体系统在制作和安装过程中的可控因素，以及现场施工中的控制和分析内容。希望借此为类似桥梁施工和控制提供参考。当然，因为个人知识和经验的局限性，所述内容并不完善，在今后的的工作中，应当时刻鞭策自己在专业领域不断学习，不断提升。

参考文献：

[1] 王秋环，胡光虎.T型刚构桥转体施工的研究与应用[J].中国新技术新产品，2010（09）.

[2] 周杰.T型刚构桥转体施工安全控制关键技术[A].建筑工程技术与设计，2018（03）.

[3] 马晓云.桥梁转体系统的设计优化及安装精度控制[B].建筑施工，2013（02）.