球铰体系安装技术在T形刚构桥平转工程中的应用

姚士龙

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连 116100）

0 引言

目前国内特大桥转体施工经常涉及到转体球铰体系的应用。在T 形刚构沿着梁轴线竖平面内转体过程中，因为梁体质量分布存在误差，预应力张拉程度存在误差，转体体系制作和安装过程都存在误差，使得转体T 形刚构产生不平衡力矩，最终导致悬臂梁端下挠度也出现了一定的差异[1]。因此，转体球铰体系的制作必须精细，并具备足够的承载能力，才能保证转体T形刚构可以平衡地转动，也只有这样，才能保证转动T 形刚构的质量处于平衡状态。分析T 形刚构桥平转施工中球铰体系的安装流程与施工技术要点，为相似工程提供参考。

1 工程概况

本文涉及工程的结构形式为：预应力混凝土装配式箱梁和预应力混凝土连续箱梁上跨铁路。应用转体法开展铁路T 构施工，桥梁中轴线与铁路下行线交叉角为77.1°，转体墩桩基到铁路下行线中心线之间的距离为16.916 m。

2 球铰转体结构

完成T 形刚构主梁的施工内容后，主梁的全部重量会通过临时砂箱传递到临时滑道，然后需要对转体T 形刚构进行称重和配重，通过牵引索及千斤顶等设备，促使转体T 形刚构转动到位。球铰体系主要由三部分构成：转盘、下承台、转轴[2]。其中，上转盘主要由撑脚、上球铰、牵引索构成。下承台由牵引及辅助支座、滑道、砂箱、下球铰及定位支架、滑道等构成，本文涉及到的钢球铰总重42 t，为了降低球铰转动之间的摩擦因数，需要在上、下球铰之间固定安装高强耐压的耐磨板，耐磨板主要是由改性超高分子量聚四氟乙烯制作而成，与其他材料相比，这种材料具有更高的抗拉伸强度，断裂拉伸应变能力可达250%，另外，其拉伸弹性模量以及球压痕硬度也较其他材料高很多，其物理机械性能如表1 所示。

3 球铰体系安装流程

球铰体系的制造精度和安装精度直接决定了桥梁转体施工的安全性，只有良好的安装精度，才能保证桥梁转体平稳进行[3]。在安装桥梁平转施工球铰体系的过程中，必须严格控制转轴中心误差≤1 mm。安装球铰体系所需设备：千斤顶、汽车吊、支撑顶杆、倒链、全站仪、自动安平水准仪、扳手等。球铰体系安装主要步骤见图1。

表1 耐磨板物理机械性能

图1 球铰体系主要安装步骤

4 转体施工球铰体系安装工艺

4.1 放点定位监测

精准地进行放点定位，放点应该按照正方形4 个顶点进行，确定平转球铰的安装位置，一般来说，4 个顶点相交的点就是球铰安装点，控制中心和设计要求之间的误差≤1 mm，完成定位后，做好标记。

4.2 安装下球铰支架

应用吊车等设备将下球铰和调平支架放入基坑，借助千斤顶调整支架标高，直到调平支架与理论中心偏差＜1 mm，另外还需要控制支架角钢顶面的标高与设计值的误差不能出超过5 mm。调平工作完成后，应用焊接的方式将支架和预埋支架牢固的焊接在一起。

4.3 下球铰定位与滑道安装

首先，通过调整螺栓做好下球铰支架的定位工作，然后调整支架中心位置，为了更合理地调整下球铰标高，需要应用多个螺母。充分利用全站仪等设备，复测下转盘球铰的中心、标高以及平整度，严格控制下球铰中心和设计中心之间的偏差≤1 mm，控制下球铰安装基准面的水平误差≤0.5 mm。拧紧螺母，复检，避免螺栓未拧紧影响下球铰标高。先将滑道安装在滑道调平支架上，并且对滑道进行调平，应用水准仪等设备，控制滑道表面水平≤1 mm，控制相邻滑道之间的距离为10～20 mm。

4.4 合理布置下承台钢筋、混凝土浇注

严格按施工图纸布置下承台钢筋，控制好相邻钢筋的距离，为混凝土的浇筑做好准备。为了提高混凝土浇筑的密实度，施工方需要将压浆管预埋到下球铰下方，在混凝土浇筑过程中，尽可能避免滑道以及下球铰受到扰动。在下球铰下混凝土的振捣过程中，应该按照由内到外的顺序进行，混凝土的振捣密实度达到一定标准后，就可以将捣振孔盖按标记对号入座并且将其安装在下球铰上。为了避免混凝土凝固后影响清理工作，需要及时将下球铰表面的混凝土清理干净。

4.5 安装上球铰、耐磨板、转轴

清理上、下球铰球面，擦拭干净后进行抛光处理。在下球铰转轴套管内壁均匀涂抹适量的黄油四氟粉，将转轴放到下球铰转轴套管中。下球铰球面上，耐磨板的安装一般是按照由内到外的顺序进行，耐磨板安装前要提前进行编码，做好标号，在下球铰球面上涂抹氯丁胶，利用螺钉进行固定。耐磨板的安装，应尽量选择无雨、气温相对较低的天气进行，防止过高的环境温度对耐磨板的安装质量造成影响。耐磨板安装完成后，需要及时对其表面进行清理。吊装上球铰，将其转轴套管套在转轴上。在吊装施工过程中，为了防止球铰和其他物件发生碰撞，必须控制吊装过程缓慢平稳。调整上球铰，保证两球球面同心，提高吊装过程的稳定性。球铰体系的安装定位工作完成后，为了避免杂物进入摩擦面内部，需要用宽胶带纸密封上、下球铰边缘。

4.6 焊接不锈钢板、安装撑脚、砂筒

焊接前，需要对滑道表面进行清理，为了保证焊接完成后钢板表面的平整度，焊接时不锈钢板面上必须有压重的存在。另外，为了保证不锈钢板的高程差≤2 mm，焊接操作完成后，及时将不锈钢板的对接焊缝打磨平整。严格按设计图纸将砂筒和撑脚设置在滑道上，保证撑脚与砂筒必须沿着滑道均匀、对称布置。撑脚与砂筒定位完成后，用电焊的方式对撑脚和砂筒进行固定。

4.7 上转盘搭模、钢筋绑扎及牵引索和锚具安装

上转盘模板运转的基础是支撑顶杆，设置过程中要按设计图纸保证转盘与下承台之间的间距合理，并且按设计图纸绑扎上转盘钢筋。然后安装锚具，牵引设施，为了避免锈蚀现象的发生，必须注意防潮、防淋。

4.8 上转盘混凝土浇筑、钢绞线缠绕

首先浇筑上转盘框架，为了提高转盘的平整度，同时也是为了给钢绞线的缠绕提供方便，需要对其进行凿毛处理，然后将钢绞线缠绕在上转盘上。对钢绞线进行防锈处理，覆盖防雨布，按时复查，一旦发现钢绞线锈蚀，及时采取有效的措施进行处理，如锈蚀情况较为严重，则不能使用，避免对后续施工造成影响。

4.9 其他

实际施工中需要注意以下内容：提高球铰安装精度；调平所有的辅助支撑系统，并且在基坑内部完成定位后，再将混凝土钢筋布设到基坑内；安装下球铰前，必须将所有的螺钉、耐磨板等拆除；混凝土浇筑前，要在下球铰上安装耐磨板、振捣孔盖板螺钉，避免浇筑过程中混凝土堵塞，浇筑完成后，及时清理下球铰球面；耐磨板的安装尽量避免高温条件下进行，防止氯丁胶凝固；一般情况下，安装耐磨板前不需要涂氯丁胶，完成初步定位后可再涂一层薄氯丁胶，防止后续安装施工出现反复。

5 结束语

综上所述，施工中为了保证转体T 形刚构可以平衡地转动，必须保证转体体系的制造精度和安装精度，另外还需要保证转体体系具有足够的承载能力，只有这样，才能保证转动T 形刚构处于平衡状态，实现大吨位桥梁项目的安全施工。