陈 阳
北京中铁诚业工程建设监理有限公司
摘要：随着社会经济的快速发展，基础设施建设步伐加快，桥梁工程的建设越来越多，桥梁转体施工在跨越既有线建设中能够安全快速施工，确保既有运输通道畅通，发挥出其独特的优势，产生显著的社会经济效益。
关键词：桥梁，转体施工，连续梁，技术
随着科学技术的不断发展，桥梁无支架施工不断出现新工艺，转体施工就是其中的一种。桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接）成形后，通过转体就位的一种施工法。它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业。
银西铁路甘宁段YXZQ-4标定武高速立交特大桥40+64+40m连续梁采用转体施工，安全、经济、优质完成了连续梁施工。
1.工法特点
转体施工方法可利用地形，方便预制；施工不影响交通；施工设备少，装置简单；节省施工用料。施工工序简单，施工迅速，保证了铁路或公路的正常运输又有大量节省支架木材或钢材通行，降低了安全风险，具有安全、可靠、减小施工难度及经济实用的特点。
2.适用范围
适合于单跨和三跨桥梁，可在深水、峡谷中建桥采用，同时也适应在平原区及城市跨线桥。
3.工艺原理
桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接）成形后，通过转体就位。根据桥梁结构的转动方向，它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，其中平转法分为墩顶转体和墩底转体两种）以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应用最多。
水平转体施工是采用下方转体球铰结构及后期连续千斤顶转体施工使两个处于交角或平行的半桥转体到位并合拢成桥。
4.施工工艺流程及操作要点
4.1施工工艺流程
总体施工顺序：钻孔桩施工→承台施工（下承台转盘区预留暂不施工）→下承台转盘区施工（下转盘预埋件施工）→安装球铰（注意球铰上、下片之间润滑层施工）及转体临时设备等→浇筑上转盘混凝土→中墩墩底临时锁定→中墩墩身施工→进入梁部施工阶段→墩顶0#块施工→对称悬臂浇筑段施工→拆除中墩墩底临时锁定→试转及准备→正式转体施工→墩底永久固结，施工墩底封铰混凝土→边跨现浇段施工（在主梁转体前适时施工）→主梁转体到位后中跨合拢段施工→边跨合拢段施工→桥面系施工。
该联连续梁采用基础施工形成平转法承重，顶推牵引、平衡等三大系统，连续梁“T”构沿定武高速方向采用场外碗扣支架分段现浇施工方法，实现转体合龙的施工方案。
跨定武高速连续梁单个转体结构长度62m，单悬臂长度31m，中跨合龙段长度2m，边跨现浇段长度9.75m。单个桥梁转体结构转体计算重量50000KN,水平转体角度为70°。
4.2转体系统组成
本桥转体系统组成为：RPC球铰及撑脚、滑道、上转盘、下转盘、转体牵引系统、助推系统、轴线微调系统、顶梁系统、临时辅助平衡系统（楔形钢板、配重）等。
承重系统由上转盘、下转盘和转动球铰构成，下转盘为支撑转体结构全部重量的基础，转体完成后，与上转盘共同形成基础，上转盘为纵横双向体系，是转体结构的重要结构，转体完成后，上、下转盘共同形成基础，上下转盘之间设转动球铰，通过球绞使上转盘相对于下转盘转动，达到转体目的；顶推牵引系统由牵引索、牵引设备(两台ZLD100型连续千斤顶及两台普通YCD60型穿心式助推千斤顶构成)、牵引反力支座、助推反力支座构成；平衡系统由结构本身、上转盘8个双φ40cm的钢管混凝土撑脚、滑道上8个每个理论承重500t的临时砂箱及梁顶放置的备用配重等构成。
4.2.1RPC球铰
球铰施工顺序：浇注下承台第一次混凝土→安装球铰定位底座→浇注第二次承台混凝土（球铰和环道部分不浇）→安装下球铰→浇注球铰下混凝土→安装环道→浇注环道下混凝土→浇注反力座混凝土→安装上球铰→封闭上下盘→安装上盘底模→安装钢撑脚→浇筑上盘混凝土。
球铰承载能力为50000KN，由球铰上盘、球铰下盘、上座板、下座板和中心转轴组成，均采用钢-RPC组合结构。
球铰下盘设有向上的凹球面，球铰上盘设有向下的凸球面，下球铰球面半径为3.0m，下球铰平面直径为2m，上球铰平面直径为2m，球面半径为3m，定位中心销轴直径为200mm。在球铰上、下盘球面之间设有超高分子量聚乙烯滑板和不锈钢组成的摩擦副。RPC球铰的静摩擦系数≤0.06，动摩擦系数≤0.03。RPC球铰采用C120级RPC材料，设计允许应力≤42MPa。RPC球铰采用的超过分子量聚乙烯滑板，设计允许应力≤45MPa。
球铰上、下盘分别固定于上、下座板上，下座板预埋在桥梁基础砼的顶面，上座板与待转体的上部结构砼浇筑为一体。在球铰上下盘和上下座板的中心设置有中心转轴，以保证转体过程中的定位和稳定。
球铰在转体过程中支撑转体重量，是平衡转动体系的支撑中心和转动中心，其加工及安装精度直接影响转体效果。为此，设计要求：球铰各部件的所有外轮廓尺寸误差不大于±2mm；球铰上、下盘的球面度误差不大于0.3mm；球铰上、下盘与上、下座板之间接触面的平整度误差不大于0.5mm。
球铰上座板和下座板在工厂采用RPC加工制造。现场安装时上座板与球铰上盘通过连接板固结后再与转体桥的上承台连为一体；下座板与球铰下盘通过连接板固结后再与下承台连为一体。
4.2.2钢管RPC撑脚
为了保证安全转体，在下转盘上表面沿滑到两侧各设置了8个助推反力支座，同时在上转盘下表面沿圆周均匀设置了8个双Φ40cm钢管砼撑脚，撑角内浇筑C120级活性粉末砼。为减小撑角与环形滑道的摩擦，撑脚底面焊接3mm厚的不锈钢板。助推反力支座采用预埋槽钢。上转盘撑脚距离下转盘滑道顶面20mm，发生倾斜时，撑脚支撑于下转盘之上，防止结构进一步倾斜。
4.2.3环形滑道
滑道采用RPC板工厂预制而成，板上留有振捣孔，便于现场安装时振捣板下的混凝土以及便于排气。RPC滑道板顶面铺设16mm厚的四氟板。四氟板通过环氧树脂胶粘贴于不锈钢板上，四氟板与撑脚预留4mm的缝隙。滑道顶与下承台顶齐平，滑道槽表面平整度及高程误差控制在1.0mm以内。
4.2.4转体牵引系统
牵引系统主要作用是张拉牵引索给上转盘提供一个克服上下球铰之间及撑脚与下滑道之间动摩阻力矩的力偶；助推系统主要作用是提供一个克服静、动摩阻力差的力偶，以免牵引系统太复杂，另外，也作为牵引系统不正常工作时的应急手段。
本桥单个转体结构采用2束标准强度1860MPa钢绞线牵引索，每束牵引索由7根Φ15.24mm钢绞线组成，单个转体结构牵引设备采用3台ZLD100型连续千斤顶（1台备用），配合泵站、主控台，组成连续牵引系统；
4.2.5助推系统：在转体施工的应急预案中，需要配备有顶推千斤顶和备用助推千斤顶，防止出现意外情况而转不动。助推千斤顶选用2台YCD60型穿心式千斤顶，牵引设备及助推设备选用相关厂家配套整体设备。
4.2.6位控系统：本桥转体就位时50000KN的转体重量惯性非常大，很难精确的控制其转体就位精度，一旦发生过转情况，需采取其他复杂措施将整个结构进行回转，因此有必要设置转体就位控制系统防止转体结构发生过转状况。
位控系统由止动挡块，止动型钢、橡胶板等组成。
4.2.7微调系统
转体结构转体前调整平衡状态、转体过程发生撑脚顶死无法转动、转体后高程偏差过大等情况，均需对转体的悬臂端高程及轴线进行微小调整，需设置微调系统。微调系统通过在上承台与下承台之间设置钢支墩及400t千斤顶，向偏位相反方向调整，在另一侧设置限位梁，以防微调超限。
微调系统由钢支墩、千斤顶、限位块、测量仪器等组成。
4.3转体施工流程
采用中心支承转动、辅以保险平衡钢撑脚稳定的方案，在上下层承台间设置转动体系，转盘采用北京交大铁工科技有限公司生产的50000KN桥梁转体用RPC球铰。
连续梁转体阶段现浇完成，完成跨高速公路侧公路上部的遮板、防护栏杆等。对单个转体结构进行称重试验，按照试验结果进行合理配重。
人工将牵引索按照顺序均匀排列并临时固定在转台周边，利用YDC135Q专用千斤顶对牵引对牵引索进行预紧，安装ZLD100型连续顶推千斤顶、ZLDB液压泵站及ZLDK型主控台组成整套转体动力系统后进行试转，实际测定动、静摩阻系数及转体过程中惯性影响系数。
确认无误后开始连续转体，转体到位前，利用转体系统的手动功能缓慢就位。准确调整轴线位置及合龙口两侧标高后对钢撑脚与滑道临时固结，并在合龙口悬臂端设置劲性骨架支撑措施，确保结构稳定。施工上、下承台间的连接钢筋，及时浇筑封铰砼。
转体完成后，浇筑边墩边跨现浇段，与转体结构实现合龙形成全桥。
4.4转体施工步骤
（1）转体施工步骤一
拆改与基础相干扰的各种管线；施工主墩基坑桩基，基坑开挖，预埋上下承台临时锚固精轧螺纹钢筋，下承台首次浇筑2.4m高；施工2个边墩桩基及承台。
（2）转体施工步骤二
安装RPC球铰下座板及下盘，安装滑道，安装助推反力座，浇筑下承台第二次60cm高砼，施工牵引反力座，施工2个边墩墩身、垫石。
（3）转体施工步骤三
清理下球铰球面，安装聚四氟乙烯滑块，安装转轴、上球铰及上座板；安装撑脚及砂箱；支立转盘支架及模板，绑扎转盘钢绞线，浇筑转盘50cm高砼。
（4）转体施工步骤四
支立上承台支架及模板，绑扎承台钢筋，预埋墩身钢筋，浇筑上承台170cm高砼。
（5）转体施工步骤五
绑扎主墩墩身钢筋，浇筑主墩墩身砼；施工垫石、支座；设置墩顶临时固结。
（6）转体施工步骤六
搭设1号梁段现浇支架，施工1号梁段钢筋、砼，等强后施工1号梁段预应力。
（7）转体施工步骤七
拆除1号梁段现浇支架，搭设2号梁段现浇支架，施工2号梁段钢筋、砼，等强后施工2号梁段预应力。
（8）转体施工步骤八
施工跨公路侧公路影响范围内的遮板、护栏等，清理梁面；在一个转体结构上安装中跨合龙段吊架。拆除2号梁段现浇支架，搭设边跨现浇段支架（转体影响范围暂不搭设）。
拆除砂箱及撑脚下钢楔块，清理滑道，进行转体结构的称重试验并根据试验结果合理配重；安装转体设备，进行系统调试，进行试转体试验。
实施桥梁转体，转体后临时锁定转体结构，施工封铰砼。
（9）转体施工步骤九
吊架法施工中跨合龙段，施工预应力，拆除墩顶临时固结，完成体系转换。拆除合龙段吊架。搭设边跨现浇段受转体影响范围内支架，安装模板及钢筋。
（10）转体施工步骤十
施工边跨现浇段，施工预应力，拆除边跨现浇段支架。施工桥面附属，形成全桥。
4.5操作要点
①梁体在顺高速公路方向采用支架分段浇筑施工，施工时注重加强变形监控和线形控制。
②跨公路转体时报施工封锁计划，转体施工前做好公路的安全防护。
③预先进行转动支承、牵引系统及平衡系统的试验研究，并加强线形监控及模型分析，确保转体施工的顺利实施。
④正式转体施工前先试转，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。为正式转体施工提供数据支持及技术储备。
⑤转体施工过程中注重同步、平衡的控制。
⑥转体球铰安装精度控制技术：设置球铰安装骨架和限位装置，球铰中心采用“十字放线”法和坐标控制法，现场精度采用“边测边调”的控制方法。
⑦平衡控制技术：整理混凝土浇筑记录，计算混凝土不平衡重及结构不平衡力矩。梁部施工完成、支架拆除后，在梁下利用千斤顶进行等力、不等力反顶称重并观测其变化，根据观测数据和理论计算结果分析确定不平衡重调整值。
⑧同步控制牵引技术：转体牵引设备采用全液压、自动同步控制、连续运行的牵引动力系统，确保同步，牵引力平衡，使整个转体过程平衡、无冲击颤动。
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转体施工操作控制流程图
5.材料与设备
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6.质量控制
6.1质量控制依据
《DK506+699跨定武高速公路立交特大桥（40+64+40）m预应力混凝土连续箱梁（转体施工）》(图号：银西施桥（特变）-78）。
《定武高速立交特大桥（40+64+40m)连续梁水平转体施工方案设计》(方案编号：SJGS01-2017-019）。
《定武高速立交特大桥（40+64+40m)连续梁现浇支架设计》(方案编号：SJGS01-2017-025）。
《桥梁转体用RPC球铰（50000KN球铰设计图）》(图号：RSH-50）。
定武高速立交特大桥（40+64+40）m连续梁转体施工转体施工设计图》（图号：银西施桥（特）-78-Ⅱ）。
《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR 9603-2015）
《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（TB10110-2011）
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010）。
6.2质量控制措施
(1)试转结束，分析采集的各项数据，编制详细的转体方案，即可进行正式转体。
(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，由现场总指挥统一安排。
(3)先让辅助千斤顶达到预定吨位，启动动力系统设备，并使其在“自动”状态下运行。
(4)转体使用的对称千斤顶的作用力始终保持大小相等、方向相反，以保证上转盘仅承受与摩擦力矩相平衡的动力偶，无倾覆力矩产生。
(5)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和转体各部位的运行情况。如果出现异常情况，必须立即停机处理，待彻底排除隐患后，方可重新启动设备继续运行。
(6)旋转70-2=68度时放慢转速，改用手动控制千斤顶至梁体就位，本次转体时间约65分钟。
(7)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，梁端每转过5m，向指挥长汇报一次，在距终点5m以内，每转过1m向指挥长汇报一次，在距终点40cm以内，每转过2cm向指挥长汇报一次。
（8）转体到位后约束固定：
转体结构精确就位后，即对结构进行约束固定：
①转体在上、下盘的环道之间均设置有保险腿、保险支撑柱和临时支撑，以上结构施工时已经同盘下承台一次浇筑成整体，顶面距离上盘环道底面有10mm的缝隙。转体结构精确就位后，采用钢抄手进行抄垫固定，并用电焊将钢抄手同支撑顶面钢板、连同上盘环道预埋钢板立即进行全面焊接联接。
②清洗底盘上表面，焊接预留钢筋，立模浇注封固混凝土，使上转盘与下转盘连成一体。混凝土拌制时掺入微量膨胀剂，以方便振捣和增强封固效果。
7.安全措施
1、转体重心位置的确定（转体称重试验）
2、环形滑道清理干净，检查滑道与撑脚间间隙，涂抹撑脚走道板前端黄油四氟粉。
3、平转千斤顶、辅助千斤顶、微调千斤顶标定。
4、平转千斤顶、牵引索、锚具、泵站配套安装、调试。要求各束钢绞线平直、不打绞、纽结。
5、助推千斤顶安装。
6、安装微调及控制设备，作好各种测控标志，标明桥梁轴线位置。
7、在转体梁就位的滑道位置设置限位型钢加橡胶缓冲垫，以限制梁体超转。
8、各关键部位再次检查。确认签字。
9、技术准备（技术交底，记录表格，各观测点人员分工，控制信号，通讯联络等方面）。
10、转体静置24小时后，各种测量数据上报监控组，确认其是否处于平衡状态。
11、桥墩、临时墩上限位装置设置好。转体范围内障碍清除干净。
12、作业天气要求风力小于10m/s，无雨。
13、转体施工设备配置
桥梁转体施工对设备要求高，项目整体租用专业厂家的专用设备进行转体施工，考虑到转体施工对时间要求的特殊性，转体设备特别是连续牵引千斤顶应有备用。
8.环保措施
坚持“保护优先、预防为主”，环境保护贯穿建设全过程；实现污染控制有效，土地资源节约利用，绿化完善美观。节能、环保和水保各项措施落实到位，满足国家验收标准。
9.效益分析
9.1技术效益
通过定武高速立交特大桥40+64+40m连续梁转体施工技术研究，掌握了连续梁转体施工技术，为单位培养了一批转体施工技术人员，技术效益显著。
9.2经济效益
定武高速立交特大桥40+64+40m连续梁运用转体进行施工，施工工序简单，施工迅速，保证了高速公路的正常运输又大量节省支架钢材，降低了安全风险，加快了施工进度。共节约费用约40万元。
9.3社会效益
本工法的应用，成功解决了将在定武高速公路上空的作业转化为近地面的作业，安全、可靠、优质、高效、经济的完成了定武高速立交特大桥40+64+40m连续梁施工。得到了监理单位、建设单位、设计单位、地方政府的一致肯定。社会效益显著。
10.结束语
桥梁转体施工是近年出现的一种新工艺，桥梁转体施工具有施工时间短，节省吊装费用，安全、可靠、整体性好等特点。最适宜在跨越深谷、急流、铁路立交及公路立交情况下采用，桥梁转体施工工艺，无论从技术上和经济上都是可行的，特殊桥位处采用此工艺最好。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，通过转体就位的一种施工方法。
参考文献：
[1]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年02期
[2]陈海学.铁路大跨度拱桥劲性钢骨架转体施工及控制[J].石家庄铁道学院学报.2004年S1期
[3]郭文复，赵立成.连续梁转体施工法[A].95预应力混凝土连续梁和刚构桥学术会议论文集[C].1995年