浅谈转体桥梁的施工现状及关键技术

侯书亮水务二班 1101060228

浅谈转体桥梁的应用现状及关键技术

摘要：随着我国城市交通的发展，道路立交化已经是大势所趋。尤其是在已修建的公路、铁路上修建桥梁，每月必须申请多日铁路 A 类“天窗”内方可施工，不但施工进度受到道路行车运营情况的严重制约，而且也会影响繁忙的道路正常运营，同时也对道路的安全构成严重威胁。所以转体桥梁施工技术应运而生，并在近几年取得飞速发展。随着转体桥梁技术的大范围应用，其关键技术成为保障工程质量的关键性因素。现对转体桥梁的应用现状与关键的施工技术进行研究，了解这一技术的发展情况。

关键词：转体桥梁现状关键技术

1 转体桥梁的概念

桥梁转体施工技术是指桥梁在非设计位置完成桥梁上部结构的施工，然后通过转动体系使桥梁上部结构转动一定角度后就位于设计位置的一种施工方法(平面或竖向角度)。该施工方法具有结构合理、节约材料。施工设备投入少。施工安全，不影响通航、不中断桥下通行等优点，所以该施工方法发展迅速应用越来越广泛。尤其是对修建处于交通运输繁忙、安全要求苛刻的铁路跨线桥。由于该方法将在铁路上方的施工转换为在安全区域的施工，不对铁路运输产生安全威胁，所以其优势更加明显。目前跨越铁路的桥梁施工，铁路部门一般均要求采用该施工方法进行设计、施工。

2 转体桥梁的应用现状

为了确保既有铁路的运营安全，尽量减少施工对既有铁路运输的影响，铁道部及相关铁路局在进行跨越既有铁路桥梁方案的审批过程中越来越倾向于采用转体施工方案。特别是跨越既有电气化铁路、繁忙客货运铁路均要求转体施工。为此针对于采用转体施工方案过程中保证既有铁路运输安全如何使制订的施工方案更有针对性和可操作性成为一个新的研究课题。

3 转体桥梁施工的关键技术

在跨铁路桥梁转体施工法中，转动设备与转动能力是最为关键的技术问题。这一技术问题的突破能有效保证施工过程中的结构稳定，还能保证其强度，有效的实施结构的合拢，进行相应体系的高效转换。

3.1 竖转法

一般在肋拱桥工程中主要采用竖转法。而肋拱一般都是在底位浇筑，或是进行低位拼装之后再向上拉升，进而使其达到相应的设计位置，之后再进行合拢。竖转体系的构成也相对来说简单一些，方案设计为安装旋转支座——搭设拼装支架、塔架，安装扣索、平衡索——起吊安装拱肋——竖转对接—调整线形—焊接合龙。其中，在脱架时，竖转的拉索索力是最大的。主要是由于在这时候拉索的

水平角是最小的，而其这时产生的竖向分力也是最小的，而且肋拱要实现从多跨支承到铰支承和扣点处索支承的过渡，脱架时要完成架构的自身的变形与受力的转化。

依据实在施工工艺上，竖转铰的构造与安装精度，索鞍与牵转动力装置，索塔和锚固系统是保证竖转质量、转动顺利和安全的关键所在。国内的拱桥基本上为无铰拱，竖转铰是施工临时构造，所以，竖转铰的结构与精度应综合考虑满足施工要求和降低造价。跨径较小时，可采用插销式，跨径较大时可采用滚轴。拉索的牵引系统当跨径较小时，可采用卷扬机牵引；跨径较大，要求牵引力较大，牵引索也较多时，则应采用千斤顶液压同步系统。

3.2 平转法

转动支承系统、转动牵引系统和平衡系统是平转法中最主要的转动体系构成。在平转法施工中，转动支承系统是最为重要的设备。该系统主要由上转盘和下转盘共同构成。而上转盘主要是用来支承转动结构的，相应的下转盘主要就是与基础相联。在运转过程中，凭借上转盘的转动，而下转盘相对不进行转动而实现转体目的。同时，转动支承系统的作用也非常突出，要有效实现转体功能，还要实现承重平衡等功能。依据转动支承时的平衡条件来分的话，可具体的分为三种类型：磨心支承、撑脚支承、磨心与撑脚共同支承。中心承压面承受磨心支承的全部转动重量，一般都需要在磨心插有定位转轴。而一般都是在支承转盘周围设有支重轮，也有的是设有支撑脚实现其正常的转动，同时也要注意支重轮或承重脚与不滑道面接触，以此来保证其安全。如果发生倾覆倾向的话，就可以发挥其支承作用。在已转体施工桥梁中通常的要求为间隙为2-20mm，而间隙大小和滑道面的高差要求成反比。一般来说，磨心支承又钢结构和钢筋混凝土结构。采用柱脚平转时通常用不锈钢板加四氟板再涂黄油等润滑剂来滑动摩擦，其加工精度相对棼易保证，通过精心施工的成功例子很多。

在水平跨斜施工中，最为重要的技术问题就是转动问题。而在通常情况下，其启动摩擦系数可以进行调设，如0.06～0.08之间。有时也按0.1配置启动力，以此达到足够大的启动力。在水平转体施工中，为了保证其顺利实施，最为主要的方法有两个：努力减小摩阻力和提高转动力矩。一般来说，都是在上转盘的外侧，有效而合理的安排转动力来实现其较大的力臂。在这里，推力和拉力都可以作为转动力，发挥其作用。其中，推力可以由千斤顶来施加。但是利用千斤顶也有其不足或是劣势，因为其行程较短。同时。转动过程中，不能方便、快捷的安装千斤顶，工作量相对较大，因而，较少的单独采用千斤顶实现顶推平转，从而保证平转的连续性。—般来说，都是使用拉力来提供转动力。当转动重量较小的时候，就可以采用卷扬机来实现。而当转体重量比较大的时候，就采用牵引千斤顶了，依据工程实际情况还要辅以助推千斤顶等，这样才能在启动时有效的克服静摩阻力与动摩阻力之间的增量。我们也要注意，平衡问题在平转过程中的重要性。在上部恒载在墩轴线方向基本对称的结构中，如斜拉桥、T构桥以及带悬臂的中承式拱桥等，基本上部是以桥墩轴心作为转动中心并将转盘设于墩底以此来降低重心。—般来说，平转施工主要分为两种：有平衡重与与无平衡重转体，这主要是对单跨拱桥以及斜腿钢构等来说的。其上部结构与桥台—起来作为转体结构，桥台的重量大，而上部结构则不同，其悬臂长而重量轻。因而在设置转轴中心的过程中要尽可能的远离上部结构方向，这样才能保证其平。而如果乎衡还不能实现的话，就应该采取一定的措施了，如在台后加上平衡重。而无平衡重转体也就世在该过程中只转动上部结构部分，通过背索平衡来使结构转体过程中被转体部分始终为索和转铰处两点支承的简支结构。

3.3 跨铁路桥梁转体施工受力

在转体施工中，进行受力分析才能有效的保证结构的平衡，才能预防倾覆；需要注意的是要保证受力值，必须严格把控才能预防结构破坏；还有，要保证锚固体系的可靠性。—般来说，转体过程相对都是时间较短的，结合工程或是项目来看，从几十分钟至一天不等。这样的话，就需要考虑其施工荷载的问题。如在大风地区，就必须依据常见风力进行考虑，—般来说都可以忽略台风影响，也不需要考虑地震荷载等特殊情况。而这主要是依据工期，进而选择相应的注意事项以此来保证。除此之外，在转体施工中，还要着重考虑很多问题，如转体结构的变形控制，还有就是合拢构造与体系转换等问题。

4 转体桥梁施工控制要点

4.1 球铰

(1) 构造和布置

球铰承载能力为 120000KN，分为上下钢盘和转轴三部分，钢球铰直径为3.8m，厚度为 40mm，分上下两片，它是转体施工的关键结构，制作及安装精度要求很高。定位中心转轴的直径为270mm。下面板上镶嵌四氟乙烯片，上下面板间填充黄油四氟粉。

(2) 下球铰安装

利用已预埋的定位钢骨架，安装固定下球铰。安装时应调整下球铰中心位置及球面，使中心销轴的套管竖直，使球面周圈在同一水平面上，安装球铰过程中需要使用水准仪全程跟踪量测球铰顶口高程，确保任意两点高差不大于 1mm。用螺栓固定下球铰时，应使其紧固牢靠，防止下球铰的变形及错位，同时盖住中心销轴套管口；检查下球铰安装无误后，浇注铰下混凝土。

(3) 上球铰安装

在中心销轴套管中放入黄油四氟粉，然后将中心销轴轻放到套管中，放置时保证中心销轴竖直并与周围间隙一致。然后进行下球铰聚四氟乙烯滑动片和上球铰的安装，滑动片安装完成后，各滑动片顶面应在同一球面上，其误差≯ 0.2mm。在球面上滑动片间涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使黄油聚四氟乙烯粉均匀充满滑动片之间的空间，并略高于滑动片顶面。整个安装过程要保持球面清洁，不要将杂物带至球面上。

(4) 球铰安装要点

①保持球铰面不变形，保证球铰面光洁度及椭圆度；

②球铰范围内混凝土振捣务必密实；

③防止混凝土浆或其它杂物进入球铰摩擦部。

4.2 顶推牵引系统

顶推牵引系统由牵引设备、牵引反力支座、顶推反力支座构成；牵引设备采用两台ZLD100型100t连续千斤顶作为牵引千斤顶，两台普通YCW100型100t 千斤顶作为启动助推千斤顶。牵引反力支座布置于承台以外，用现浇钢筋混凝土浇筑而成，牵引索预埋于布置于上承台，上承台是转铰、撑脚与上转盘相连接的部分，又是转体牵引索直接施加牵引力的部位。上承台内预埋牵引索固定端采用P型锚具，同一对牵引索的锚固端设置于同一直径线上并对称于圆心，每根索的预埋高度应和牵引施加点的高度一致。每根索埋入转台的长度为 2.5m，每根索