1、谈桥梁转体法施工技术的应用摘要：随着我国经济的不断发展，对基础设施例如桥梁的建设需求不断增加，本文重点介绍了我国桥梁转体法体系在承重系统、转动系统、平衡检测方面的技术创新以及桥梁平转与竖转典型工程实例，结合桥梁转体法施工存在的主要问题，提出了研究解决方向。 关键词：桥梁； 转体； 施工技术；应用 中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号： 1 引言 由于我国国土面积巨大，疆域广阔，地质形式比较复杂，因此上个世纪，中国桥梁转体法施工多用于山区跨河越谷公路桥梁的施工。桥梁转体法施工是指在偏离设计位置将桥梁浇筑或拼装成形，然后借助动力将桥梁转动就位的一种施工方法。根据转动平面的不同，分为
2、水平转体法和竖直转体法( 简称平转和竖转) ; 根据支承形式，又分为单点支承和双点支承。国外桥梁转体法施工始于上世纪 40 年代，我国则于 1977 年 3 月在四川遂宁首次采用水平转体法建成 70 m 跨径箱肋拱桥起，迄今已建成桥梁数百座。改革开发以后，随着我国国经济的飞速发展，对基础设施的建设需求越来越多，桥梁的转体法得到了长足发展，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 水平转体系统创新技术的应用 2.1 承重系统 承重系统在桥梁施工中的地位很重要，尤其在转体法施工中，是其工程施工的核心，以前的 承重系统多采用混凝土球铰。如图 1 所示，混凝土球铰由钢筋
3、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。 如图 2 所示，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，
4、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。 如图 3 所示，钢平板铰由上钢板、下钢板和转轴组成，上下钢板之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直径 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。 2004 年 8 月，重
5、 8 498 t 的贵州崇遵高速公路鞍山大桥跨黔渝铁路 2 515 m T 形刚构采用3 02 m 钢平板铰，平转 45后合龙。 2005 年 9 月，转动体长 196 m、重 14 000 t 的黑龙江绥芬河市新华街西延伸线 2 100 m 独塔单索面斜拉桥采用 4 m 钢平板铰，平转 70 4就位，是我国转动体最长的斜拉桥。 2.1.3 组合铰 如图 4 所示，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
6、高，但受力较为复杂，转动的灵活性受铰结构安装质量影响比较大。 2000 年 6 月建成通车的广州丫髻沙大桥采用( 76 +360 +76) m 连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱跨越珠江，江两岸半跨主拱肋卧拼竖转之后连同边跨拱肋一并分别平转 92117合龙。承重系统即采用组合铰，由 300 mm 转轴、2 m 上下钢板、33 m 1 1 m 环道以及 14 对撑脚组成。转动体长 258 7 m、宽 39 4 m、高 86 3 m，重量 13 685 t。 2006 年 1 月，广东佛山东平大桥跨越东平河( 435 +955 +300 +95 5 +43 5) m 连续梁 自锚式钢箱拱协作体系拱采用
7、与丫髻沙大桥类似的组合铰，两岸的转动体各重 14 800 t，分别平转 1046、180后合龙。 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。 如图 5 所示，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
8、衡检测方法创新应用 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，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
9、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。 结语 纵观本世纪我国桥梁转体法施工历程，不难发现采用转体法施工的桥梁数量已居世界之首。但客观地分析，
10、还存在一些值得反思和改进的问题。 ( 1) 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。 ( 2) 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，工程成本高，还需要深入研究改进。 ( 3) 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
11、中的稳定控制事关安全转体，有待深入研究。 ( 4) 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。 ( 5) 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。 参考文献： 【1】朱文卫 浅谈鞍山转体大桥的转盘施工J 交通科技，2005( 5) 【2】刘建红 绥芬河斜拉桥设计与转体施工J 铁道标准设计，2009( 8) 【3】贾优秀，徐家定 跨沪杭高速公路特大桥转体球铰安装施工技术J 铁道建筑技术，2011( 1) 【4】贾建平，京沪高铁大跨度钢箱拱桥转体施工控制分析J 价值工程，2011( 10)
