T构转体桥转盘施工工法

作者：程启刚

来源：《城市建设理论研究》2014年第08期

        摘要 ：介绍葫芦岛经济开发区特大桥转体桥转盘球铰施工工艺流程及球铰结构。论述下承台施工及下球铰、滑道板安装、上承台施工及上球铰、支撑脚安装、上下承台临时约束及球铰滑动面防护等施工技术。转体桥转盘球铰施工技术具有安全可靠、操作简洁、实施快速、降低造价等特点。 

        关键词 ：葫芦岛经济开发区特大桥；转体桥；转盘球铰；施工技术 

        中图分类号：TU74文献标识码： A 

        随着桥梁施工水平的不断提高，对跨越既有交通道路行车安全的防护等级的要求越来越高，提高施工质量，加快施工进度，降低工程成本等，都给桥梁的施工工法提出了更高的要求，传统的桥梁施工工法某些程度已不能达到上述的要求，而当今技术成熟的转体法施工在整个桥梁施工过程中几乎不会对其所跨的既有的交通道路造成任何影响，也能使施工安全、施工质量、施工进度、工程造价等因素都能大幅度的提高。 

        桥梁转体施工是指桥梁结构在非设计轴线位置制作(浇筑或拼接)成形后，通过转体使其就位的一种施工方法。 

        葫芦岛经济开发区特大桥位于辽宁省锦州市锦州技术经济技术开发区天桥西村境内，全长8720.96m ，采用18-32简支T梁+2-24m简支T梁+16-32m简支T梁+（2×48m）mT构+74-32m简支T梁+1-24m简支T梁+-32m简支T梁+3-24m简支T梁+61-32m简支T梁。为保证高天铁路运输安全和正常运营，此处采用水平转体施工法。桥梁转体结构为大型混凝土箱梁，箱梁中支点高5.2 m ，端部高2.7m，转体质量3374t，转体角度47°。箱梁转体到位后，采用支架现浇合拢段。桥梁转体施工对上转盘和下转盘转体牵引系统要求很高，此采用特制的钢转盘球铰。 

        1 转盘球铰施工工艺 

        转动支承系统是水平转体施工法的关键设备，由上转盘和下转盘构成。上转盘支承转动结构，下转盘与基础相连 ，通过上转盘和下转盘转动进行转体。转动支承系统的关键技术是转盘球铰施工，其工艺是：承台第一次浇筑混凝土→安装下球铰骨架、滑道骨架→进行第二次浇筑→下转盘球铰及滑道安装→绑扎反力座钢筋，安装反力座模板，第三次浇筑混凝土→下球铰聚四氟乙烯滑块安装→上球铰安装→上转盘撑脚安装浇筑第四次混凝土→上承台施工，浇筑第五次混凝土→转体完成后，浇筑后封闭部分。 

        2转盘球铰施工技术 

        2 ．1球铰结构 

        球铰分为上球铰 、下球铰和定位钢销轴部分，转体系统球铰中心转盘球面：上球铰球面半径8.0m ，平面直径3.2m；下球铰球面半径8.008m，平面半径2.7m，上转盘球缺高度0.241m，定位中心转轴直径270mm。球铰由上下两块钢质球面板组成，竖向承载力33824.6kN，上球面板为凸面，通过转台与上部牵转盘连接，上钢盘就位于牵转盘上；下球面板为凹面，其上镶嵌有填充了四氟乙烯滑片 (LR516)，与上球面板组成摩擦副，并涂抹黄油四氟粉进行润滑，嵌固于下钢盘顶面。上、下球面板由40mm厚的Q 345钢板压制成球面，背部设置肋条 ，采用起起Q235钢，防止在加工、运输过程中变形 ，并方便球铰定位和加强与周围混凝土的连接。球铰支架及转盘球铰结构示意图。 

        2．2下承台施工及下球铰滑道安装技术 

        下承台为转体结构基础，转体完成后与上承台共同形成主桥基础。下承台设有内保险脚环形滑道、转体牵引千斤顶反力座和下球铰等。下承台厚3.0m ，其顶部0.8m为封铰部分 ，共分六个阶段浇筑 。 

        （1）、承台第一次浇筑混凝土 

        因球铰安装精度较高，因骨架焊接在钢筋网片中，为避免下球铰型钢骨架随钢筋网片变形引起偏移，承台第一次浇筑位置定于下球铰型钢骨架底端（厚度为1.78m），待混凝土达到一定强度后，在混凝土上部定位骨架。 

        在下承台底层钢筋绑扎完成后，预先测量定位下球铰支架的准确位置，并预埋固定支架的钢筋，待安装支架固定使用。 

        （2）安装下球铰、滑道型钢骨架、第二次浇筑混凝土 

        定位球铰、滑道型钢骨架，球铰骨架1.95m×1.95m，滑道骨架（中心半径3.30m、滑板宽0.9m）需和滑道板一起吊装，以方便吊装，调整。绑扎承台钢筋，预埋千斤顶反力座、牵引力反力座竖向筋支立加固好后浇筑第二次混凝土。 

        球铰安装步骤：下球铰骨架安装→精确定位及调整→吊放下球铰→精确定位及调整→固定→浇注混凝土 

        球铰调整步骤：球铰安装在型钢骨架后，先通过螺母进行标高调整。然后通过球铰的排气孔连线确定球铰中心位置，进行球铰中心平面位置调整，调整到位后，再进行标高精确调整，标高控制采用精密电子水准仪精确调整球铰边缘各点标高，到位后在符合中心坐标位置如此反复，直到球铰中心坐标和球铰边缘各点标高均满足要求。球铰安装精度质量控制如下：①球铰顶口务必水平，其顶面任两点误差不大于1mm；球铰转动中心务必位于设计位置，其误差顺桥向±1mm，横桥向±1.5mm。 

        球铰就位后将其固定，防止浇筑混凝土时引起标高方位变化。球铰加固后，浇筑C40混凝土，为了防止浇筑混凝土污染球铰，浇筑前覆盖帆布进行保护，以免将球铰弄脏，安装排气管，用塑料胶带和帆布将振捣孔和销轴孔进行仔细的覆盖好。 

        浇筑完毕后，再对球铰标高、位置检查，如有变化，及时调整。 

        滑道的安装： 

        滑道的安装步骤控制方法与球铰相同，此处将不再累述。 

        第二步混凝土浇筑完毕后，需安装滑道不锈钢板，安装前应先将滑道钢板打磨、清理干净，按顺序将不锈钢板试拼，拼装确认无误后采用THA102不锈钢焊条，将不锈钢板焊接在滑道钢板上，焊道处应仔细进行打磨，以确保平整度。 

        4、绑扎反力座钢筋、支模板浇筑第三步混凝土 

        反力座包括牵引反力座与千斤顶反力座，牵引反力座用来牵引上束钢绞线，牵引反力座高度为1.35m用来牵引下束钢绞线，施工时注意两束钢绞线位置，避免交叉。千斤顶反力座每个承台有4组，用于转体的启动、止动和姿态微调。 

        5、 聚四氟乙烯滑动片、上球铰安装 

        下球铰混凝土浇注完成后，先将下球铰顶面清理干净，在销轴孔涂一层黄油，将定位销轴（Ф270mm）吊入孔内。保证球铰表面及安装聚四氟乙烯滑动片的孔内不得有任何杂物，并将球面吹干。根据聚四氟乙烯滑动片的编号将其安放在相应的镶嵌孔内。每个球铰布置304块φ60×18mm的聚四氟乙烯滑动片（红面对号，白面为受压面）。 

        聚四氟乙烯滑动片安装完成后，在球面上各聚四氟乙烯滑动片间，涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使黄油聚四氟乙烯粉均匀填充满聚四氟乙烯滑动片之间的空间，并略高于聚四氟乙烯滑动片，保证其顶面有一层黄油聚四氟乙烯粉。整个安装过程应保持球面清洁，严禁将杂物带至球面上。 

        将上球铰吊起，将上球铰对准中心销轴轻落至下球铰上，用倒链微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙一致，去除被挤出的多余黄油，并用宽胶带将上下球铰边缘的缝隙密封，防止杂物进入球铰摩擦部分。 

        6、上转盘撑脚砂箱安装浇筑第四次混凝土 

        上转盘共设有6组撑脚，每组撑脚由2个φ600×24mm的钢管混凝土组成，下设30mm厚钢板，钢管内灌注C50微膨胀环氧混凝土。撑脚中心线的直径为6.6m。撑脚在工厂整造后运进现场，在下转盘混凝土浇注完成，上球铰安装就位时即安装撑脚，安装撑脚时确保撑脚与滑道顶面的间隙为24mm。转体前在滑道面内铺装6mm厚不锈钢板。 

        浇筑前放置12个砂箱作为转体前临时支撑。每两个撑脚之间放置2个砂箱。 

        2束牵引索预埋，转体牵引力施加在上转盘第四步混凝土中，施工时需进行牵引束预埋，牵引束为12根钢绞线，因牵引束预埋距转体需要很长时间所以采用波纹管对牵引索进行保护，以防水泥浆进入到波纹管内，影响钢绞线的正常牵引。 

        7、上转盘上层2m段施工,浇筑第五次混凝土 

        预埋墩柱钢筋，钢筋、模板、检查无误后浇筑第五次混凝土。 

        2 .3上承台施工及上球铰、支撑脚安装技术 

        (1) 上球铰安装。将黄油与四氟粉按120:1配制，在中心销轴套管中放入黄油四氟粉后，将中心销轴放入，并竖直在套管中心位置。在下球铰凹球面上，由内到外安装聚四氟乙烯滑板 ，安装完成后用黄油四氟粉填满聚四氟乙烯滑板之间缝隙 。接好上球铰段销轴套管，采用螺栓同定。上球铰凸球面涂抹黄油后，用防水塑料布包好 。使用时用纱布将凸球面擦试干净，在凸球面上抹涂一层黄油四氟粉 ，将上球铰对准中心销轴轻落至下球铰上。用拉链葫芦微调上球铰位置 ，使之水平并与下球铰外圈间隙一致。去除挤出的黄油 ，用胶带纸将上球铰和下球铰边缘的缝隙密封 。 

        (2) 模板及钢筋安装 。上承台底面形状复杂，底模安装难度较大。结合工程经验，采用竹胶板作为 底模，便于成型和后期拆除。底模铺设好后，安装上承台钢筋，钢筋与模板间设置混凝土垫块以保证保护层厚度。转体桥转盘基础浇筑顺序示意图。 

        转体桥转盘基础浇筑顺序示意图 

        (3) 撑脚钢筒安装。上承台钢筋安装前应及时加工并定位安装撑 脚钢筒，钢筒内填充C50微膨胀环氧混凝土。 

        (4)牵引索钢绞线预埋。上承台底层钢筋安装完成后，及时定位并安装牵引索钢绞线。钢绞线在混凝土内采用P型锚具锚固，锚固长度不小于3.0 m ，并利用固定在底层钢筋上的定位钢板确定钢绞线的平面和高度。 

        (5)上承台混凝土浇筑。上承台浇筑前准确预埋墩身钢筋。上承台混凝土采用 C40混凝土，由周边向中心浇筑 ，平面分层浇筑高度30～50 cm。浇筑过程中应避免振动棒触碰定位钢支架和预埋件。 

        2．4上承台和下承台间临时约束及球铰滑动面防护技术 

        ( 1 ) 上承台和下承台间临时约束。墩身及箱梁浇筑过程中，对上承台和下承台进行临时约束，应保证不发生相对位移和转动。在下承台顶面保险脚之间安装HW400型钢作为限位梁，限位梁与上承台支撑脚之间布置钢支撑，并用钢楔子打紧。转体施工时打掉钢楔子，解除约束，同时保留部分限位梁，作为启动助推反力梁。 

        (2 )上球铰和下球铰滑动面防护。球铰在运输与存放过程中，上球面板与下球面板一旦分离，应立即用塑料布包好，保证其清洁。混凝土浇筑完成后，做好养生工作，及时清理积水、混凝土残渣 。墩身及上部结构浇筑过程中，应用胶带纸密封上球铰和下球铰间的缝隙，确保不进水，不飘入灰尘。 

        3结束语 

        通过葫芦岛经济开发区特大桥转体桥的转盘施工，总结几点：①、球铰支架、下球铰、滑道板的安装精度控制；②、下球铰清理、聚四氟乙烯滑片安装、涂抹黄油和聚四氟乙烯粉拌合比例以及涂抹厚度、中心销轴黄油涂抹及安装等环节进行严格的控制；③、下球铰底部混凝土浇筑时，安装排气管和注浆管，检查排气管中混凝土的上升液面，确保混凝土的密实情况；④、下转盘滑道钢板与撑脚之间的间隙尺寸，一般为24mm较好；⑤、浇筑上转盘承台混凝土时，布置排气孔和压浆孔，确保混凝土的密实；⑥、转体牵引索的预埋，包括锚固的长度，安装位置，以及对钢绞线的保护措施；⑦、球铰安装后，上下球铰的缝隙采用黄油和塑料进行密封，以免杂物进入。这些是本人通过转体桥转盘施工所积累的一点经验，希望能对以后转体施工的有所帮助。 

        参考文献 

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