连续梁桥大吨位平面转体施工控制技术研究
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第 2 期(总第215 期)
山西交通科技
2012 年 4 月 SHANXI SCIENCE ＆ TECHNOLOGY OF COMMUNICATIONS
No．2 Apr．
连续梁桥大吨位平面转体施工控制技术研究
陈明
（山西省长平高速公路建设管理处，山西 长治 046000）
摘要：依托山西省交通厅 ２０１０ 年科技计划“大跨度超万吨级连续箱梁桥转体关键技术研
转体球铰系统由下转盘、上转盘、转轴、转体滑 道、撑脚、牵引索等组成，采用钢板精加工而成。
4 转体前平衡称重和配重
4.1 平衡称重和配重的作用 转体 T 构在沿梁轴线的竖平面内，由于转体体
系制作和安装误差、梁体质量分布的差异以及预应 力张拉程度的差异，可能导致转体 T 构桥墩两侧的 悬臂梁的刚度差别、质量差别，从而产生了转体 T 构的不平衡力矩，使得悬臂梁端下挠度不同，为保证 转体过程中转体 T 构的平衡转动，要预先调整转动 T 构质量的分布，使转动 T 构的质量处于平衡状态。
参考文献：
[1] 张联燕，程懋方，谭邦明，等.桥梁转体施工[M]. 北京：人 民交通出版社，2002.
[2] 周广伟，黄龙华. 桥梁转体施工技术[J].华东公路，2007 (3)：8- 10.
[3] 陈宝春，孙潮，陈友杰. 桥梁转体施工方法在我国的应用 与发展[J].公路交通科技，2001，18(2)：24- 28.
0 引言
桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位 置制作成形后，利用摩擦系数很小的滑道及合理的 转盘结构，以简单的设备，将桥梁结构整体旋转安装 到位的一种施工方法[1]。它可以将在障碍上空的作业 转化为岸上或近地面的作业。
依据不同的分类标准，具体的转体施工方法又 有多种形式。根据桥梁结构的转体方向，可分为竖向 转体施工法、水平转体施工法 (简称竖转法和平转 法)以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应 用较多，平转法又可分为有平衡重转体法和无平衡 重转体法；根据转动支撑的型式，可分为磨心支撑转 体施工法、撑脚支撑转体施工法和转动支撑和后支 撑转体施工法；根据中心转盘型式，可分为平面转铰 转体施工法和球铰转体施工法[2]。
3 转体施工的基本原理
转体过程的原理是主梁重量通过桥墩传递到上 球铰，上球铰通过设置在球铰间的四氟乙烯滑片传 递到下球铰和承台。待 T 构主梁施工完成后，脱空 设置在上下转盘之间的砂箱将主梁的全部重量转移 到球铰，然后对转体 T 构进行称重和配重，通过埋 设在上转盘的由钢绞线组成的牵引索、连续转体的
[7] 梁锦华.转体桥转体结构平衡配重设计[J]. 广东水利水 电，2004(2)：10- 11.
The Construction Control Technique of Large Tonnage Plane Rotation for Continuous Beam Bridge
CHEN Ming （Shanxi Provincial Changping Expressway Construction Administration,Changzhi,Shanxi 046000,China）
首先根据落架后箱梁梁端的下挠情况经初步判 断知：转体 T 构球铰两侧存在较大的不平衡力矩， 中跨端明显重于边跨端，在落架过程中球铰发生了 转动，且中跨侧撑脚着地。因此，采用在中跨侧承台 进行称重，配置 3 台 400 t 千斤顶＋3 台 400 t 的压 力传感器＋4 块百分表进行称重，称重具体结果如 图 4 所示。
平转施工的步骤是：调试牵引力系统，清理滑 道，拆除平转障碍，再启动牵引千斤顶使转动体系转 动，在平转就位处设置卡梁陷位，阻止撑脚到位后继 续前走，平转将到位后降低平转速度，采用点进牵引 力法对好梁的中线，拆除各种转体辅助设施。
图 2 长安高速跨邯长铁路微子立交桥立面图（单位：cm）
图 3 长安高速跨邯长铁路微子立交桥横断面图（单位：cm）
P 配 =25 355/40=633.87 kN， 即配重重量约为 64 t，其中心置于距离铰中心 40 m 处。
5 转体 T 构转动过程的监测方案
5.1 转体 T 构梁体刚体位移监测 5.1.1 测试方法和测点布置
可采用动态位移测试方法获得每对撑脚在转动 过程中任一时刻竖向位移的数值，并根据撑脚的竖 向位移值确定转动过程中任一时刻主梁有可能发生 的竖向刚体位移值。指导或调整转动主梁因不平衡 力矩或其他偶发因素而可能导致的转体 T 构主梁 倾斜量。 5.1.2 准备工作
微子立交桥（见图 1～图 3）位于山西省长治市 邯长铁路微子镇站内。线路在里程 HK8+424.5 处上 跨邯长铁路，主桥跨度为（72+120+72）m 连续梁，主 墩及边墩均设置竖向支座。本桥在位于既有邯长铁 路里程 K200+965.1 处与铁路斜交，交角为 69.6°。 桥梁设计为双向四车道外加紧急停车带，主桥为整 幅 桥 ，桥 宽 26.0 m，采 用（72+120+72）m 连 续 梁 结 构、桥面和结构均整体的结构形式，主桥在 13 号和 14 号墩之间跨越了既有邯长铁路和远期规划铁路， 采用支架现浇、平面转体的施工方法。
0.08
0.07
0.51
0.08
经过分析，转体 T 构的中跨和边跨的竖向振幅 均不到 1 mm，横向加速度均不到 0.1 m/s2，说明转体 过程还是比较平稳的。
6 结语
在连续梁桥平面转体施工中，结构受力十分明 确、简单，施工中的主要技术重点就在合理的施工工 艺上。本文根据以往成功的转体施工工程经验，设计 了一套合理的 12 300 t 转体施工工艺，于 2010 年 10 月 28 日顺利转体成功，达到了安全、优质和高效 的目的，对相类似的施工具有良好的推广应用价值。
[4] 周文胜，朱根云，许柏民. G312 跨沪宁高速公路跨线桥 转体施工[J].桥梁建设，2004(1)：47- 50.
[5] 薛军.大纵坡弯斜桥梁水平转体施工转盘工艺革新与安 装[J]. 铁道勘察，2007(5)：83- 85.
[6] 魏锋，陈强，马林. 北京五环路斜拉桥转体不平衡重称重 试验分析[J]. 铁路建筑，2005(4)：4- 6.
图 4 实测位移与顶力的关系曲线
4.3.2 不平衡力矩计算及配重方案
2012 年第 2 期
陈 明：连续梁桥大吨位平面转体施工控制技术研究
·35·
通过图 4 可得：
P2＝8 000 kN，P2 '＝1 220 kN，本桥 L1=L2=5.5 m. 不平衡力矩：
MG = 8
000×5.5- 1 2
220×5.5
所采取的措施为：采用相应方法对转体 T 构进 行称重，再根据转体 T 构称重结果进行梁体配重， 使得转体 T 构在转动中平衡稳定。 4.2 平衡称重方案[6-7]
不平衡力矩的测试方法有：a)利用球铰转动测 试不平衡力矩法；b)利用挠度测试不平衡力矩法。依 托工程采用第一种方式测试转体的不平衡力矩，即 利用球铰转动测试不平衡力矩法，采用 3 台金码 400 t 应变计，称重过程中的位移测试采用百分表或 SDC 位移计。 4.3 称重测量结果 4.3.1 依托工程称重全过程
Abstract: Combined with the practice，the paper discussed the balance weighing methods and control technique of rotation construction etc. for reference.
利用施工中已铺设的不锈钢板作为位移传感器 的滑道，故除测试前对滑道进行清洁，无需其他的准 备工作。 5.2 转体 T 构转动加速度和速度监测方案
主要测试转动全过程中转动 T 构主梁的线加 速度、线速度和悬臂端竖向的抖动程度，其中包括可 能出现的急起急停等情况下的加速度和速度的变 化。
梁体的线速度和线加速度采用速度传感器和加
图 1 长安高速跨邯长铁路微子立交桥效果图
山西交通科技山。 交通科技
收稿日期：2011－05－27；修回日期：2011－11－04 作者简介：陈 明（1974— ），男，四川兴文人，工程师，2011 年毕业于北京交通大学土木工程专业（函授本科）。
·34·
山西交通科技
2012 年第 2 期
千斤顶，克服上球铰、下球铰之间及撑脚与滑道之间 的动摩擦力矩，使转体 T 构转动到位[5]。
国内虽然该技术的应用起步晚于国外，但使用 该技术建造的桥梁数量和跨径均超过了国外[3]。
本论文从目前国内外水平转体施工的重点出 发，针对山西省长治市长安高速上跨邯长铁路立交 桥工程主桥（72+120+72）m 连续梁转体施工工程特 点，研究连续梁桥水平转体施工合理的结构形式和 相应的施工技术，研究连续梁桥水平转体结构设计、水 平转体施工关键技术以及水平转体施工监控等内容。 1 依托工程概况
=25
355
kN·m.
摩阻力矩：
MZ = 8
000×5.5+1 2
220×5.5
=18
645
kN·m.
球Baidu Nhomakorabea静摩阻系数：
μ=
18 645 0.98×8×123
000
=0.019
.
转动体偏心矩：
e=
25 123
355 000
=0.206
m.
按照不平衡力矩进行配重，设配重荷载置于距
离铰中心 40 m 处，则配重重量：
Key words: continuous beam bridge；plane；rotation；balance；weighing；construction；control
究”及长平高速公路微子立交桥平转工程，详细论述了转体 Ｔ 构平衡称重的方法和转体过程
的控制要点。依托工程的转体成功，表明采取的各项施工控制技术措施可行，为今后同类桥梁
施工控制积累了经验。
关键词：连续梁桥；平面；转体；平衡；称重；施工；控制
中图分类号：U445.4 文献标识码：A
文章编号：1006-3528（2012）02-0033-03
速度传感器时程变化测试，梁端的竖向位移振幅采
用拾振仪测试。
依托工程具体测量统计结果见表 1。
表 1 振幅、加速度结果统计表
序号
测点位置
转动 前半程 转动 后半程
1 中跨梁端 竖向振幅
mm
0.60
0.65
2
中跨梁端 横向加速度
m/s2
3
边跨梁端 竖向振幅
mm
4
边跨梁端 横向加速度
m/s2
0.07
0.51
该箱梁桥为弯桥，自身存在较大偏心，因此整个 结构空间应力也较为复杂，59 m+59 m 转动 T 构的 质量为 12 300 t，在我国连续梁转体施工中的转体 T 构的吨位是最大的，从而配重的难度、施工控制的精 度还是相当大的。 2 转动体系组成
转体部分结构施工是整个转体桥施工中技术要 求高、施工难度相对较高的一个环节。它的质量好 坏，直接关系到转体最终能否顺利实施[4]。
较之与传统施工方法，桥梁转体施工方法优点 明确，如不影响通航，不中断通车，对跨越现有公路 或铁路的桥梁施工，其优势明显；转体所需机具设备 少、工艺简单、操作安全；结构合理，受力明确，力学 性能好；施工速度快、造价低，节约投资。在相同条件 下，采用转体法与传统的悬吊拼装法、挂篮悬臂浇筑 法、桁架伸臂法、塔架法相比，经济效益、社会效益和 环境效益显著，因此转体施工从其诞生初始就成为 桥梁工程师有兴趣探索的问题。
山西交通科技
2012 年 4 月 SHANXI SCIENCE ＆ TECHNOLOGY OF COMMUNICATIONS
No．2 Apr．
连续梁桥大吨位平面转体施工控制技术研究
陈明
（山西省长平高速公路建设管理处，山西 长治 046000）
摘要：依托山西省交通厅 ２０１０ 年科技计划“大跨度超万吨级连续箱梁桥转体关键技术研
转体球铰系统由下转盘、上转盘、转轴、转体滑 道、撑脚、牵引索等组成，采用钢板精加工而成。
4 转体前平衡称重和配重
4.1 平衡称重和配重的作用 转体 T 构在沿梁轴线的竖平面内，由于转体体
系制作和安装误差、梁体质量分布的差异以及预应 力张拉程度的差异，可能导致转体 T 构桥墩两侧的 悬臂梁的刚度差别、质量差别，从而产生了转体 T 构的不平衡力矩，使得悬臂梁端下挠度不同，为保证 转体过程中转体 T 构的平衡转动，要预先调整转动 T 构质量的分布，使转动 T 构的质量处于平衡状态。
参考文献：
[1] 张联燕，程懋方，谭邦明，等.桥梁转体施工[M]. 北京：人 民交通出版社，2002.
[2] 周广伟，黄龙华. 桥梁转体施工技术[J].华东公路，2007 (3)：8- 10.
[3] 陈宝春，孙潮，陈友杰. 桥梁转体施工方法在我国的应用 与发展[J].公路交通科技，2001，18(2)：24- 28.
0 引言
桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位 置制作成形后，利用摩擦系数很小的滑道及合理的 转盘结构，以简单的设备，将桥梁结构整体旋转安装 到位的一种施工方法[1]。它可以将在障碍上空的作业 转化为岸上或近地面的作业。
依据不同的分类标准，具体的转体施工方法又 有多种形式。根据桥梁结构的转体方向，可分为竖向 转体施工法、水平转体施工法 (简称竖转法和平转 法)以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应 用较多，平转法又可分为有平衡重转体法和无平衡 重转体法；根据转动支撑的型式，可分为磨心支撑转 体施工法、撑脚支撑转体施工法和转动支撑和后支 撑转体施工法；根据中心转盘型式，可分为平面转铰 转体施工法和球铰转体施工法[2]。
3 转体施工的基本原理
转体过程的原理是主梁重量通过桥墩传递到上 球铰，上球铰通过设置在球铰间的四氟乙烯滑片传 递到下球铰和承台。待 T 构主梁施工完成后，脱空 设置在上下转盘之间的砂箱将主梁的全部重量转移 到球铰，然后对转体 T 构进行称重和配重，通过埋 设在上转盘的由钢绞线组成的牵引索、连续转体的
[7] 梁锦华.转体桥转体结构平衡配重设计[J]. 广东水利水 电，2004(2)：10- 11.
The Construction Control Technique of Large Tonnage Plane Rotation for Continuous Beam Bridge
CHEN Ming （Shanxi Provincial Changping Expressway Construction Administration,Changzhi,Shanxi 046000,China）
首先根据落架后箱梁梁端的下挠情况经初步判 断知：转体 T 构球铰两侧存在较大的不平衡力矩， 中跨端明显重于边跨端，在落架过程中球铰发生了 转动，且中跨侧撑脚着地。因此，采用在中跨侧承台 进行称重，配置 3 台 400 t 千斤顶＋3 台 400 t 的压 力传感器＋4 块百分表进行称重，称重具体结果如 图 4 所示。
平转施工的步骤是：调试牵引力系统，清理滑 道，拆除平转障碍，再启动牵引千斤顶使转动体系转 动，在平转就位处设置卡梁陷位，阻止撑脚到位后继 续前走，平转将到位后降低平转速度，采用点进牵引 力法对好梁的中线，拆除各种转体辅助设施。
图 2 长安高速跨邯长铁路微子立交桥立面图（单位：cm）
图 3 长安高速跨邯长铁路微子立交桥横断面图（单位：cm）
P 配 =25 355/40=633.87 kN， 即配重重量约为 64 t，其中心置于距离铰中心 40 m 处。
5 转体 T 构转动过程的监测方案
5.1 转体 T 构梁体刚体位移监测 5.1.1 测试方法和测点布置
可采用动态位移测试方法获得每对撑脚在转动 过程中任一时刻竖向位移的数值，并根据撑脚的竖 向位移值确定转动过程中任一时刻主梁有可能发生 的竖向刚体位移值。指导或调整转动主梁因不平衡 力矩或其他偶发因素而可能导致的转体 T 构主梁 倾斜量。 5.1.2 准备工作
微子立交桥（见图 1～图 3）位于山西省长治市 邯长铁路微子镇站内。线路在里程 HK8+424.5 处上 跨邯长铁路，主桥跨度为（72+120+72）m 连续梁，主 墩及边墩均设置竖向支座。本桥在位于既有邯长铁 路里程 K200+965.1 处与铁路斜交，交角为 69.6°。 桥梁设计为双向四车道外加紧急停车带，主桥为整 幅 桥 ，桥 宽 26.0 m，采 用（72+120+72）m 连 续 梁 结 构、桥面和结构均整体的结构形式，主桥在 13 号和 14 号墩之间跨越了既有邯长铁路和远期规划铁路， 采用支架现浇、平面转体的施工方法。
0.08
0.07
0.51
0.08
经过分析，转体 T 构的中跨和边跨的竖向振幅 均不到 1 mm，横向加速度均不到 0.1 m/s2，说明转体 过程还是比较平稳的。
6 结语
在连续梁桥平面转体施工中，结构受力十分明 确、简单，施工中的主要技术重点就在合理的施工工 艺上。本文根据以往成功的转体施工工程经验，设计 了一套合理的 12 300 t 转体施工工艺，于 2010 年 10 月 28 日顺利转体成功，达到了安全、优质和高效 的目的，对相类似的施工具有良好的推广应用价值。
[4] 周文胜，朱根云，许柏民. G312 跨沪宁高速公路跨线桥 转体施工[J].桥梁建设，2004(1)：47- 50.
[5] 薛军.大纵坡弯斜桥梁水平转体施工转盘工艺革新与安 装[J]. 铁道勘察，2007(5)：83- 85.
[6] 魏锋，陈强，马林. 北京五环路斜拉桥转体不平衡重称重 试验分析[J]. 铁路建筑，2005(4)：4- 6.
图 4 实测位移与顶力的关系曲线
4.3.2 不平衡力矩计算及配重方案
2012 年第 2 期
陈 明：连续梁桥大吨位平面转体施工控制技术研究
·35·
通过图 4 可得：
P2＝8 000 kN，P2 '＝1 220 kN，本桥 L1=L2=5.5 m. 不平衡力矩：
MG = 8
000×5.5- 1 2
220×5.5
所采取的措施为：采用相应方法对转体 T 构进 行称重，再根据转体 T 构称重结果进行梁体配重， 使得转体 T 构在转动中平衡稳定。 4.2 平衡称重方案[6-7]
不平衡力矩的测试方法有：a)利用球铰转动测 试不平衡力矩法；b)利用挠度测试不平衡力矩法。依 托工程采用第一种方式测试转体的不平衡力矩，即 利用球铰转动测试不平衡力矩法，采用 3 台金码 400 t 应变计，称重过程中的位移测试采用百分表或 SDC 位移计。 4.3 称重测量结果 4.3.1 依托工程称重全过程
Abstract: Combined with the practice，the paper discussed the balance weighing methods and control technique of rotation construction etc. for reference.
利用施工中已铺设的不锈钢板作为位移传感器 的滑道，故除测试前对滑道进行清洁，无需其他的准 备工作。 5.2 转体 T 构转动加速度和速度监测方案
主要测试转动全过程中转动 T 构主梁的线加 速度、线速度和悬臂端竖向的抖动程度，其中包括可 能出现的急起急停等情况下的加速度和速度的变 化。
梁体的线速度和线加速度采用速度传感器和加
图 1 长安高速跨邯长铁路微子立交桥效果图
山西交通科技山。 交通科技
收稿日期：2011－05－27；修回日期：2011－11－04 作者简介：陈 明（1974— ），男，四川兴文人，工程师，2011 年毕业于北京交通大学土木工程专业（函授本科）。
·34·
山西交通科技
2012 年第 2 期
千斤顶，克服上球铰、下球铰之间及撑脚与滑道之间 的动摩擦力矩，使转体 T 构转动到位[5]。
国内虽然该技术的应用起步晚于国外，但使用 该技术建造的桥梁数量和跨径均超过了国外[3]。
本论文从目前国内外水平转体施工的重点出 发，针对山西省长治市长安高速上跨邯长铁路立交 桥工程主桥（72+120+72）m 连续梁转体施工工程特 点，研究连续梁桥水平转体施工合理的结构形式和 相应的施工技术，研究连续梁桥水平转体结构设计、水 平转体施工关键技术以及水平转体施工监控等内容。 1 依托工程概况
=25
355
kN·m.
摩阻力矩：
MZ = 8
000×5.5+1 2
220×5.5
=18
645
kN·m.
球Baidu Nhomakorabea静摩阻系数：
μ=
18 645 0.98×8×123
000
=0.019
.
转动体偏心矩：
e=
25 123
355 000
=0.206
m.
按照不平衡力矩进行配重，设配重荷载置于距
离铰中心 40 m 处，则配重重量：
Key words: continuous beam bridge；plane；rotation；balance；weighing；construction；control
究”及长平高速公路微子立交桥平转工程，详细论述了转体 Ｔ 构平衡称重的方法和转体过程
的控制要点。依托工程的转体成功，表明采取的各项施工控制技术措施可行，为今后同类桥梁
施工控制积累了经验。
关键词：连续梁桥；平面；转体；平衡；称重；施工；控制
中图分类号：U445.4 文献标识码：A
文章编号：1006-3528（2012）02-0033-03
速度传感器时程变化测试，梁端的竖向位移振幅采
用拾振仪测试。
依托工程具体测量统计结果见表 1。
表 1 振幅、加速度结果统计表
序号
测点位置
转动 前半程 转动 后半程
1 中跨梁端 竖向振幅
mm
0.60
0.65
2
中跨梁端 横向加速度
m/s2
3
边跨梁端 竖向振幅
mm
4
边跨梁端 横向加速度
m/s2
0.07
0.51
该箱梁桥为弯桥，自身存在较大偏心，因此整个 结构空间应力也较为复杂，59 m+59 m 转动 T 构的 质量为 12 300 t，在我国连续梁转体施工中的转体 T 构的吨位是最大的，从而配重的难度、施工控制的精 度还是相当大的。 2 转动体系组成
转体部分结构施工是整个转体桥施工中技术要 求高、施工难度相对较高的一个环节。它的质量好 坏，直接关系到转体最终能否顺利实施[4]。
较之与传统施工方法，桥梁转体施工方法优点 明确，如不影响通航，不中断通车，对跨越现有公路 或铁路的桥梁施工，其优势明显；转体所需机具设备 少、工艺简单、操作安全；结构合理，受力明确，力学 性能好；施工速度快、造价低，节约投资。在相同条件 下，采用转体法与传统的悬吊拼装法、挂篮悬臂浇筑 法、桁架伸臂法、塔架法相比，经济效益、社会效益和 环境效益显著，因此转体施工从其诞生初始就成为 桥梁工程师有兴趣探索的问题。