1、1试论桥梁转体法施工技术的应用摘 要：近年来，桥梁平转法施工的承重系统大都采用钢球铰，球铰连同定位支架、环道、撑脚等用钢量很大，再加上钢球铰加工需特殊设备，只有极少数专业厂家可以承担，费用昂贵，不利于在经济相对落后的地区推广，今后应该注重投资效益，针对不同转体重量，适当采用造价较低的钢平板铰或混凝土球铰以降低工程成本。 关键词 桥梁 转体 施工技术 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1 引言 进入 21 世纪后，随着大陆经济的快速发展以及基础设施的大规模建设，桥梁转体法施工特别是水平转体法施工因跨越铁路、公路、航道时可以最大限度地减少对交通运输的干扰，故而得到了运营管理部门的青
2、睐，在跨越繁忙交通线路与航道的桥梁施工中逐步推广，取得了诸多创新成果，丰富和发展了桥梁转体法特别是水平转体法施工技术。 2 水平转体系统创新 桥梁水平转体体系由承重系统、转动系统和平衡保险系统三部分组成。相对上世纪，承重系统和转动系统创新显著。 2 1 承重系统 承重系统是桥梁转体法施工的核心，与工程投资、转体重量、施工工艺等密切相关。上世纪后期，承重系统多采用混凝土球铰。混凝土球2铰由钢筋混凝土球缺、铰盖和转轴组成。转轴在球铰浇筑时预埋，铰盖需等球缺打磨圆顺光滑后以球铰为底模浇筑。由于人工打磨混凝土球缺、铰盖比较困难，转动摩擦阻力较大，桥梁转体重量受到限制。当桥梁转体重量增大后，承重系统多采
3、用钢结构，出现了钢球铰、钢平板铰和组合铰，铰结构以工厂加工为主，安装工艺日趋简单，转动更加灵活。 2 1 1 钢球铰 钢球铰和混凝土球铰一样，同属单点支承结构，承受全部转体重量，具有承载力大、加工精度高、安装简便、转动灵活等优点。钢球铰一般由下球铰、上球铰和转轴组成。上、下球铰在工厂用钢板精加工而成，运到现场后，在钢支架上安装定位。钢球铰凹面向下，接触面镶嵌聚四氟乙烯滑块，并填充润滑剂，以减少转动摩擦阻力。 2 1 2 钢平板铰 钢平板铰与混凝土球铰、钢球铰同属单点支承，承受全部转体重量，具有受力明确、承载力大、易于加工、安装简便、转动灵活等优点。钢平板铰由上钢板、下钢板和转轴组成，上下钢板之
4、间敷设不锈钢板或镶嵌聚四氟乙烯滑块，并填充润滑剂，以减少转动摩擦阻力。2003 年 8 月转体就位的赣龙铁路吊钟岩大桥跨南水河及 319 国道 140 m 上承式劲性钢管骨架钢筋混凝土提篮拱桥的承重系统即采用 4 m 钢平板铰，岸两侧半跨转动体各重 3 012 t，在 4 台 10 t 倒链拽拉下分别平转 180、81合龙。 2 1 3 组合铰 组合铰由转轴、上钢板、下钢板、环道及撑脚组成，上下钢板之间3以及撑脚与环道之间均镶嵌聚四氟乙烯滑块、填充润滑剂，以减少转动摩擦阻力。组合铰介于单点支承和双点支承之间，转体重量以撑脚承受为主，转轴四周上下钢板承受为辅，承载力大，稳定性高，但受力较为复杂，
5、转动的灵活性受铰结构安装质量影响比较大。 2 2 转动系统 上个世纪，我国桥梁转动体的重量一般为几百吨至几千吨，转动阻力相对较小，转动系统多采用倒链和普遍千斤顶。随着转动体重量的剧增，倒链和普通千斤顶的动力不能满足要求，最初主要用于竖向提升的大吨位连续张拉千斤顶被创造性地用于大吨位桥梁的平转和竖转，同时还实现了近距离桥梁的双幅同步平转。转动系统一般由钢绞线、反力座、穿心式张拉千斤顶、液压泵站和控制台组成。转体时，千斤顶对称布置在下转盘两侧的反力座后方，通过拽拉一端锚固在上转盘中的钢绞线，使桥梁匀速、平稳转动。 3 转体平衡检测方法创新 就桥梁转体过程中的平衡稳定方式而言，分自平衡转体和有平衡重
6、转体两种。在桥梁转体之前，即使结构对称的 T 形刚构也不例外，均需进行计算和平衡检查，找出转动体纵横向的弯矩差，并根据结果采取配重等措施。但当转动体的结构比较复杂时，不平衡弯矩的计算和检查相当困难。如何预先准确检查出转动体的平衡性能、确保顺利转体的问题，在本世纪初通过采用称重试验方法得到了有效解决。 2003 年，中国铁道科学研究院结合北京五环石景山( 45 +65 + 95 + 40) m 连续独塔单索面预应力混凝土部分斜拉桥 14 000 t 转体施工，4率先进行了不平衡重称重试验研究。现场试验时，在斜拉桥转动体两端悬臂下方各布置 4 台带荷重传感器的千斤顶，在上下转盘之间布置 4 个百分
7、表。当转动体拆除现浇支架时，记录千斤顶的反力和百分表的读数。接着顶升受到压力一端的千斤顶，使转动体发生微小转动，记录千斤顶的顶力和百分表读数。然后，根据力矩平衡原理，可以计算得到转动体的不平衡力矩、偏心距、摩擦阻力及静摩擦系数，从而确定转体作业所需动力大小以及是否需要配重。该试验方法后经完善，直接将更大吨位试验千斤顶布置在上下转盘之间，操作更方便，试验成果相继被推广应用到其他桥梁转体平衡检测，对安全转体发挥了积极作用。 4 典型桥梁转体实例 上世纪，我国桥梁转体法施工的桥型以拱桥居多，另有少量的刚构桥和极少量的斜拉桥、钢桁梁桥。本世纪近十余年以来，桥梁转体法施工呈现出桥型多、转体重量大、跨铁路
8、和高速公路桥梁应用多、由中西部山区向东部平原推广等特点，涌现出一批典型工程。 在刚构桥中，T 形刚构桥因自平衡性能强、便于支架现浇或悬灌等特点，在桥梁转体法施工中占有很高比例，并且多数转动体的重量超过 10 000 t。2004 年 6 月，贵州崇遵高速公路楚米大桥采用连续张拉千斤顶，首次实现了 2 座 2 51 5 m T 形刚构同步平转跨越黔渝铁路。2008 年 7 月，郑西铁路客运专线洛河特大桥跨二广高速公路( 48 +80 +48) m V 型墩连续刚构成功转体，两侧的 2 39 m V 型刚构转体重量约 3 800 t、转角 57，成为首座平转施工的铁路刚构桥。 2010 年 1 月
9、，河北保阜高速公路跨京广铁路及 107 国道 2 80 m T 形刚构桥转5体到位，转动体重 14 400 t、长 128 m，成为转动体最长的 T 构。2010 年 11 月，河北磁县跨京广铁路及 107 国道 2 55 m T 形刚构桥转体成功，重量为 15 300 t，创转体 T 形刚构重量之最。2010 年 10 月，山西阳泉至盂县高速公路桃河大桥跨石太铁路 2 50 m T 形刚构的转动体高度达 48 m，创转体 T 形刚构高度之最。 5 结束语 大部分桥梁平面转体法施工时的平衡保险系统采用上转盘撑脚加下转盘环道与保险柱的密集复杂结构，既不能真正起到平衡保险作用，而且施工难度大，工程
10、成本高，还需要深入研究改进。小半径平曲线桥梁因结构偏心产生的不平衡弯矩的分析以及大跨拱桥、斜拉桥索塔等在竖转过程中的稳定控制事关安全转体，有待深入研究。桥梁转动体的重量越来越大，对转体体系的要求越来越高，相应临时施工措施费用随之大幅增加。因此，需研究新结构和新材料，有效减轻桥梁转体重量。在沿海等软弱土地区，有的桥梁转体法施工时因结构选择不当或工期紧迫，不便采用悬浇法、悬拼法施工，而是在支架上现浇，造成支架地基处理费用剧增，今后需加以研究论证，设法规避。桥梁转体法施工规范以及设计标准滞后于工程实践，急需系统研究和总结。少数桥梁在转体前的施工过程中几何尺寸控制不严，致使结构重心的实际位置与理论计算位置有明显出入，平转过程中局部撑脚顶住环道，造成环道变形、转动困难等问题，有关施工工艺和质量控制方法有待改进。 参考文献 1肖智慧浅议施工技术在路桥施工中的应用及分析 ， 四川建设62008（5） 2郑联昌浅析路桥施工的技术及质量控制措施 ， 价值工程,2010,29(33) 3陈维璋阿坝州桥梁转体施工.中国公路学报，1991.4
