浅谈转体施工工艺及计算

浅谈连续梁转体施工工艺及转体计算

摘要：桥梁转体施工是上世纪40年代以后发展起来的一种架桥工艺，现在很多跨铁路及跨公路桥中都用到了桥梁转体施工技术。本文简单介绍了长株潭城际铁路214#-217#墩跨越湘潭东车站连续梁转体施工工艺及转体计算。

关键词：连续梁转体牵引力助推力制动距离

一、工程概况

新建长株潭城际铁路CZTZH-Ⅲ标湘潭特大桥在214#～217#墩（75.5+125+75.5）m预应力混凝土连续梁跨越湘潭东车站，起始里程为：XDK44+306.525～XDK44+582.925。考虑到常规施工连续梁梁体对既有线的影响大，该连续梁采用转体施工方案，先在既有线两侧将两个T构预制好后，通过转体球铰结构及连续千斤顶转体施工使两个T构转体到位并合拢成桥。

二、转体施工工艺及注意事项

（一）转体结构简述

本桥转体部分悬臂长度为61.5m，于215#、216#墩中心对称。转体重量为11000吨，通过转体牵引系统转动上转盘使梁体轴线与设计位置重合。下转盘中心设钢转轴，上转盘中心设定位轴套管，使上下转盘中心重合。

转体过程按“中心承重”的思路来进行，不考虑支撑脚的支撑作用。

（二）主要技术参数

1.转动角度：215#墩为逆时钟36°，216#墩为逆时钟26°；

2.梁端转动弧长：215#墩为19.31m，216#墩为1

3.95m；

3.转体重量：11000吨；

4.转体几何尺寸：悬臂长度为61.5m，桥面宽12.2m，0#块高9.036m；

（三）转体牵引体系及转体所需设备

1.转体牵引体系

本桥的牵引体系由千斤顶、牵引索、反力架、锚固端组成。千斤顶采用连续顶进千斤顶，牵引索共2束，反力架采用预埋型钢浇筑混凝土成反力墩，锚固端采用OVM体系。

2.转体设备

（1）同步连续牵引系统

350吨连续千斤顶2台，泵站2台，主控台2套。

（2）助推系统

50吨千斤顶4台，电动油泵4台。

（四）转体施工过程及注意事项

1.转体施工准备

（1）转体过程中的液压及电器设备出厂前要进行测试和标定，并在场内进行试运转；

（2）空载试运行，并检查设备运行是否正常。安装牵引索。将预埋好的钢绞线牵引索顺着牵引方向绕上转盘后穿过千斤顶，并用千斤顶的夹紧装置夹持住，先用1-5KN逐根对钢绞线预压，再用牵引千斤顶在2Mpa油压下对该束钢绞线整体预紧，使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。

（3）转体施工时风速不能大于10m/s（即5级大风），转体前一周与气象部门及时沟通，保证转体不在大风天气下进行。

（4）在转体施工前，完成转体的栏杆、电缆槽等桥面附属工程，避免转体时和转体后桥面施工坠物造成武广高铁的行车安全。

（5）在转体前将桥面的杂物和不用的机械设备清理干净，以免风大吹落物体。

（6）对转体半径覆盖范围内的施工设备清理干净、场地平整、材料机具码放，做好文明现场。

（7）在上转盘上安装转动角速度标尺。

2.试转

正式转动前两天，进行结构转体试运转，全面检查一遍牵引动力系统是否状态良好。试转时应做好以下两项重要数据的测试工作：

（1）每分钟转速，即每分钟转动主桥的角度及悬臂端所转动的水平弧度距离，应将转体速度控制在设计要求内。

（2）控制采取点动方式操作，测量组应测量每点动一次悬臂端所转动水平弧线距离的数据，以供转体初步到位后，进行精确定位提供操作依据。试转过程中，应检查转体结构是否平衡稳定，有无故障，关键受力部位是否产生裂纹。如有异常情况，则应停止试转，查明原因和采取相应措整改后方可继续试转。

3.正式转体

连续千斤顶逐级加载，每次1吨直至转动开始，如果开始转动则连续千斤顶进入自动连续工作状态。转体过程尽量一次到位，在接近到位1m左右的时候采用点动操作方式，点动时间由试转时确定。

（1）分析试转的各项数据，整理出控制转体的详细数据；

（2）转体结构旋转前要做好人员分工，根据各个关键部位、施工环节、对现场人员做好周密部署，各司其职，分工协作，由现场总指挥同意安排；

（3）液压控制系统、要点审批、气象条件、结构物等全部就绪并满足转体要求，各岗位人员到位，转体人员接到指挥长的转体命令后，启动动力系统设备，并使其在“自动”状态下运行；

（4）设备运行过程中，各岗位人员的注意力必须高度集中，时刻注意观察和监控动力系统设备的运行情况及桥面转体情况，左右幅梁每转过5度，向指挥长汇报一次。

（5）转体结构接近设计位置100cm时系统“暂停”。为防止结构超转，先借助惯性结束后，动力系统改由“手动”状态下改为点动操作。每点操作一次，测量人员报轴线走行现状数据一次，反复循环，直至结构轴线精确就位。

4.转体就位

（1）转体就位采用全站仪中线校正，允许其中线偏差不大于1cm；在箱梁两端的边跨直线段上布置2台全站仪，把每台仪器的视线方向设定在箱梁理论中心方向，然后进行转体就位过程观测；在箱梁的两端各布置一台水平仪，用来观测箱梁端部就位后的梁顶高程。

（2）转体就位采用全站仪中线校正，轴线调整到位后，准确测量各悬臂端实际标高，利用千斤顶在转台位置施加力，调整各和合拢段之间的标高，测量达到要求后，利用钢楔块将钢撑脚与滑道之间间隙塞死并焊接牢固。

三、转体结构牵引力、助推力及制动距离计算

（一）牵引力及助推力计算

本桥215#墩设计转动重量(T构总重)90630kN，216#墩设计转动重量96200kN。球铰竖向承载力为100000kN，满足要求。转动体系采用钢球铰，分上下两片，平面直径

R=1500mm=1.5m，采用厂家成套产品。

上转盘底座半径550cm，则牵引力偶臂为2×550cm=11m。据桥规计算公式，转体牵引力计算公式为 T=2fGR/(3D)

式中：T-牵引力；

G-转体最大总重力；

R-球铰水平半径；

D-牵引力偶臂；

f -摩擦系数，静摩擦力系数0.1，动摩擦力系数0.06。

215#墩转体：

启动时所需要最大牵引力T=2×90630×0.1×1.5/(3×11) kN=824kN；

转动时所需要最大牵引力T=2×90630×0.06×1.5/(3×11) =494kN。

216#墩转体：

启动时所需要最大牵引力T=2×96200×0.1×1.5/(3×11) kN=875kN kN；

转动时所需要最大牵引力T=2×96200×0.06×1.5/(3×11) kN=525kN kN。