浅析大型桥梁转体施工技术

王晓广 于志军

摘  要：桥梁转体施工一般在不能通过直接架设模版浇筑混凝土的情况下使用。先将桥梁在易于施工的区域预制在可旋转支座上，再利用一些机具设备将该桥体转到主桥位轴线位置合拢。不同情况和形状的桥体，其施工方法各有特点。本文针对转体重量大、转动角度大、梁体较长的转体桥施工进行了阐述，以期对类似桥梁施工提供参考。

关键词：桥梁;大型;转体

中图分类号：U445.4       文献标识码：A         文章编号：2096-6903（2020）08-0000-00

本工程为高速公路桥梁，有一段上跨主桥需架设于既有京九铁路上面，并与京九铁路相交叉，交点处京九铁路下行线里程K136+782.281，交叉角度为74°。京九铁路为国铁Ⅰ级铁路，该区段每天往返经过的火车超过120列次，经过与铁路主管部门协商，最终确定可获得50分钟无列车通行以完成该段桥梁施工。经项目研究，该段桥体要先浇筑完成并验收合格，再将桥体顺时针转体74°，与主桥精准对接，完成跨铁路桥梁段施工。

1转体主桥结构

（1）上部结构：跨越京九铁路桥体采用2×65mT构，桥梁全宽33.5m，引桥采用桥面和结构均分幅布置形式，单幅桥梁全宽16.512m，各墩台斜交正做。箱梁桥体结构截面为单箱三室斜腹板箱形，中间支点处的中心梁高6.5m，末端对接处箱梁高3.3m，梁底部曲线形态按照圆曲线设计，桥体两端矩形箱梁段长各4.95m。纵、横向预应力体系采用Ⅱ级低松弛高强钢丝绳。

（2）下部结构：T构中墩采用墩梁固结，矩形截面，墩身平面尺寸为3.6（纵桥向）×（8.0～12.0）m（横桥向）。桥梁转体盘采用环道和中心支撑相互结合的转体系统;转体承台基础采用钻孔灌注桩，数量25 根，直径1.5m。

边墩为柱式墩，盖梁采用钢筋混凝土盖梁，顺桥向宽2.5m，高度为1.8m，墩柱横向布置3个，直径1.8m。下接实体式承台，厚2.5m。基础采用8根直径 1.25m的钻孔灌注桩。

2转体原理

桥梁转体的原理是桥体重量通过桥墩柱子传递于转体支座，通过上下球摆之间的滑板将重量由支座传至下承台。待桥体转体完成后，将砂箱脱空，整个桥体落在支座上，由支座支撑桥体的全部重量，同时对桥体做称重和配重，再用转体设施中转台的牵引钢丝绳、转体接连数控千斤顶，加载力矩超過撑脚与下滑道之间及上下球摆之间的摩擦力矩，使桥体在检测和控制下转动到主桥轴线位置[1]。

3转体设备的组成与布置

3.1牵引动力装置

本工程转体总重量W为14509.5t，其中桥体重量14500t，转体动力系统有2套，包括1台主控台、4台数控转体千斤顶、2台液压泵站及附属设施。每套数控千斤顶由两台千斤顶串联组成，公称牵引力为200t，每台千斤顶前端均配有相应的夹持装置。本系统兼具自动和手动功能，手动控制主要用于各千斤顶的位置调试和距离运动，本次转体采用自动控制操作进行。

数控转体千斤顶按照水平、平行、对称的方式，布设在旋转盘两侧的反力支墩上，千斤顶的轴心直线要与上转盘钢丝绳圆盘切线的轴向同轴，千斤顶轴心到上转盘的距离相等[2]。千斤顶要用高强螺栓固定于反力支架上，固定方式根据现场条件，可焊接也可以用高强螺栓连接，反力支架和牵引反力支座要能承受不低于200t的荷载，通过反力实验，支架（座）要验收合格。

3.2助推装置

将2台100t助推千斤顶，按照对称、水平的方式安置在反力支座上，根据转体操作的需要，在转体开始、停止和转动微调时使用。

3.3牵引装置

转体上转盘埋设有2组牵引索，预埋的牵引索每组由17根φs15.2的钢丝绳组合而成。把所有钢丝绳进行表面清洁，去除锈迹、油污等，然后把钢丝绳逐根、顺次沿着设定的索道排列缠绕，并穿过数控连续转体千斤顶。上述工作完成并检查合格后，先用1-5KN牵引力对钢丝绳逐根预紧，再将牵引系统油压设置为2Mpa，用牵引千斤顶对该钢丝绳进行整体预紧，使同一束牵引索上的所有钢丝绳持力达到一致[2]。牵引索的另一边为固定端，采用P锚在转台灌注时将其先预埋入转台混凝土体内。

4转体时间的计算

泵头的实际流量理论上可根据要求从0到 20L/min进行选择，因此可根据设计要求设定转体的速度，确保在预定的时间内完成转体。

转体角度74°，上转盘直径8.5m。转动上转盘74°对应弧长=π×D×74°÷360°=3.14159×8.5×74°÷360°=5.489m。计算得出钢丝绳牵引长度L=5.489m+受力伸长值L1。处于拉伸状态的钢丝绳不长，L1对转体时间影响可忽略不计。正式转体时间T=（74÷180×π）/0.027（转动角速度为rad/min）≈47.83min。

转体时间=47.83 min（总时间）-7.75 min（试转时间）=40min，综合考虑接触网停送电、封锁牌安装拆除等工序约需10min，总共约50min。

5试验性转体

正式转体日期确定好后，在前一天进行试验性转体，试转体是对桥梁、转体装置、指挥、操作、应急处理等的全面检测。首先检查平衡配重、转盘部分、连续千斤顶等所有部位都正常，指挥、操作、应急处理人员到位，开始对桥体进行试转，试转角度120，试转过程中注意观察牵引装置、转体设备运行状态，记录各项运行参数。

在进行试转时，应检查转体各部位是否平稳，主受力部位是否出现裂纹和异常位移，设备工作情况是否都在工况要求范围内。如果出现异常情况，需立刻停止试转，查找出问题原因，在问题排出后继续试转。试转要做好下列参数监测：（1）每分钟转速;（2）点动位移;（3）惯性位移值;（4）启动时油压;（5）转动时油压[1]。试转各项参数是转体控制的依据。

试转完成后，在撑脚与滑道钢板之间用铁楔楔紧、固定，防止梁体在外力作用下摆动。

6桥梁正式转体

转体准备工作全部就绪后，气象条件良好并满足转体要求，在接到铁路部门停车通知后，立刻派人到预定位置设置警示牌，启动转体设备动力系统，继续进行桥梁转体。

转体过程中进行动态监控，并根据监控数据及时进行转体速度的调整[3]。转体桥两端桥面中心轴线进入到距离主桥轴线 2m内时，桥面上的监测人员要开始向控制台倒数并汇报中心轴线相差的距离，每前进10cm汇报一次;当中心轴线差距在30cm内时，每前进1cm汇报一次;当中心轴线差距在5cm内时，每前进1mm汇报一次[1]，以便操控人员及时掌控操控力度，使转体桥梁旋转后的结果符合设计要求。

转体结束后，立即在撑脚两侧下转盘承台上焊接型钢反力架（事先精确定位预埋钢板），打入钢楔块，并将其临时锁定，确保转体完成后的桥体不发生任何位移。清洗转体支座底盘，支模板浇筑C50微膨胀混凝土封固，将上、下转盘浇成一体。待封固混凝土达到凝固强度后，灌浆填补因混凝土收缩留下的间隙，确保上、下转盘被混凝土封固结实。加固施工完成后，对转体桥的轴线偏位、顶面高程、同跨对称点高程进行复测，确保转体各项质量指标均满足设计要求。

7合拢段施工

转体完成后，桥体两端为转体预留空间而短缺的5m，采用支架现浇法完成施工即可。

参考文献

[1]DG/TJ08-2220-2016.桥梁水平转体法施工技术规程[S].

[2]T/TMAC 003-2017.桥梁转体装置[S].

[3]张联燕.桥梁转体施工[M].人民交通出版社，2003：3.

收稿日期：2020-07-08

作者简介：王晓广（1979—），男，内蒙古宁城人，本科，工程师，从事工程施工工作。