胡忠强
中铁隧道集团三处有限公司 河南郑州450000
摘要：
桥梁是我国的重要建设区域，桥梁整体的质量与我国的经济具有较大关联。因此，本文将就九府庄丹河特大桥墩顶转体施工分析展开讨论，阐述工程相关概况，研究其相关的转体施工方案以及施工技术。
关键词：建筑领域；转体系统施工；墩顶转体施工；方案研究
1 前言
在进行九府庄丹河特大桥墩顶转体施工当中，对九府庄丹河特大桥的工程基本概况进行详细认知。随后，在施工当中，确定墩顶转体施工方案。明确整体结构施工的可行性，分析桥梁转体施工工艺，对其下转盘、下球铰安装、滑道安装等步骤进行有效分析。梁转体施工安全、不影响通航、不中断桥下通行等优点,所以该施工方法发展迅速应用越来越广泛。尤其是对修建处于交通运输繁忙、安全要求苛刻的铁路跨线桥。
2 工程概况
2.1工程简介
九府庄丹河特大桥跨焦柳线（48＋80＋48）m连续梁（墩顶转体）位于焦作市沁阳市境内，连续梁起讫里程为DK337+965.21～DK338+142.72（15＃～18＃墩）。该梁平面位于半径3000m的圆曲线上，线路纵坡为25‰。其中15#～18#墩跨越既有焦柳线，焦柳线为国家繁忙干线。
15#～18#墩跨越既有焦柳线，与既有铁路线斜交角度为32°，为减少上部结构施工对既有线行车安全的影响，16#、17#主墩T构采用平面转体的施工方法。即先在既有线两侧浇筑梁体,然后通过转体使主梁就位，调整梁体线形，封固球铰转动体系的上、下转盘，最后浇筑合龙段,使全桥贯通。转体段梁长39m+39m；转体角度16#、17#墩均为32°。
图1 九府庄丹河特大桥转体梁立面示意图
图2 九府庄丹河特大桥转体梁断面示意图
2.2墩顶转体连续梁设计基本情况
15#-18#墩跨焦柳线设计采用1-（48+80+48m）连续梁，梁体现浇采用悬臂法施工，现浇完成后采用水平转体法施工，转体重量3730t（含桥面系等附属结构重量），转体角度32°,16#、17#墩悬臂转体长度均为78m。连续梁全联长176m,两联三孔（48+80+48）m。该连续梁为有砟轨道悬臂现浇预应力混凝土双线连续梁，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12.2m，底宽为6.4m。
3 墩顶转体施工方案
3.1墩顶转体结构施工
在桥梁设计中，对桥体结构进行分析，可以得知其转动体系主要由下转盘、上转盘、滑道、牵引系统等组成。其转体系统以球铰支撑为主导，完成转体的稳定。转体系统设计承载力保持在42000kN等值中。在进行转体施工中，需要测量桥梁的整体位置，并完成实时反馈，以确保指挥人员依据测量结果的精准度，进行桥梁转体的工程设置。在球铰的加工运输当中，加强监管机制，使其球铰的尺寸符合设计要求。
3.1.1滑道的整体安装
在滑道安装中，找平预埋定位支撑，安装滑道，滑道宽0.8m，滑道中心的直径为4.4m，为减小撑脚底面与滑道的摩擦，滑道由专业厂家加工，滑道不锈钢板顶面刨光，粗糙度不小于25μm。在桥梁施工中，根据项目的详细情况，滑道将在相关的工厂制作完毕后，经过运输，抵达安装现场。施工人员采用螺栓，将连接板下的滑道进行连接拼装，在初步调平加固后，将其埋入桥梁的预定位置[1]。随后，采用相关工具，例如千斤顶，撬棍等进行精确调整。通过调节螺栓，对滑道的整体进行全面调节。在标高当中，采用精度为0.01mm的精准水平仪，使整个滑道面在同一水平面上，任意完成3m弧长内滑内环道。使整体高差不大于1mm，在调整完毕后，将骨架与墩身预留钢筋焊接牢固[2]。
滑道安装加固完成后，安装下球铰，安装精度要求：转动中心与设计误差纵横桥向小于1mm。
3.1.2下球铰的整体安装
在下球铰安装中，根据相关图纸，可以将其下球铰支架安装至底面，以保障其可以完成桥梁顶面标高。在安装精度当中，其安装误差需要小于1mm[3]。此外，在利用调节螺栓对球铰中心位置及水平度进行调整。在精确定位以及相关调整工序完毕后，对下球铰的中心平整度等进行复查，以保障其整体数据以及位置的精准。例如，采用全站仪检查，并根据水平仪以及钢尺多点复测，以保证检查效果。
3.1.3下转盘混凝土浇注
下球铰及滑道安装完成后，安装支座预埋钢筋、牵引反力座预埋钢筋及其他预埋件，进行下转盘混凝土浇注。为防止后期施工过程中水或杂物进入上下球铰之间的空隙，施工时下转盘混凝土顶面比下球铰顶面低50cm。首次浇筑一定预留槽高度的混凝土，测量下球铰和滑道表面是否达到精度要求[4]。若满足，则继续浇筑剩余混凝土。若不满足精度要求，则调节竖向调位螺栓达到设计要求。需要注意的是，混凝土浇筑其关键点在于混凝土自身的密实度。混凝土的浇注关键在于混凝土的密实度、浇注过程中下转盘球铰应不受扰动、混凝土的收缩不至于对转盘产生影响。为解决这几个问题主要采取以下三点措施。
其一，利用下转盘球铰上设置混凝土浇注及排气孔分块单独浇注各肋板区，混凝土的浇注顺序由中心向四周进行；
其二，在混凝土浇注前搭设工作平台。人员在工作平台上作业，避免操作过程对其产生扰动；
其三，严格控制混凝土浇筑模式，加强对混凝土的后续养护。混凝土在浇筑完毕后，在其凝固过程中，必须进行有效观察[5]。例如，施工人员敲击边缘进行检测，对混凝土收缩所产生的缝隙，可以采用钻孔压浆的方法进行处理。
3.1.4上球铰安装
待混凝土固化后。清理下球铰球面，去除水份及杂物。必要时可采取打磨去除铁锈。在下球铰凹球面上按照顺序由内到外安装聚四氟乙烯滑板。聚四氟乙烯滑板安装完毕，将黄油四氟粉填至下球铰凹球面上，填满聚四氟乙烯滑板之间的间隙，黄油面与四氟滑板面相平。整个安装过程注意保持球面清洁，不要将杂物带至球面上。吊装上球铰至墩顶并对中下落至下球铰中心，并放入销轴及钢锭。上球铰安装就位后，然后调整上球铰与销轴间缝隙及与下球铰位置，进行人工试转，试转完成后，精确调整上球铰位置，安装水平位置误差不大于1.0mm。上转盘施工前，按照图纸要求设置撑脚、砂箱及牵引反力座施工
3.1.5上转盘施工
上转盘是转体时的重要结构，在整个转体过程中是一个多项、立体的受力状态，受力较复杂。上转盘设于梁低，直径7.7m，高度0.7m。
上球铰安装完成后，在对应滑道位置上转盘内共设有4对双φ500×24mm的撑脚，撑脚高1m。撑脚中心线的直径为4.4m。撑脚在工厂整体制造后运进现场，撑脚与滑道之间的空隙设为20mm，撑脚与滑道之间的空隙放石英砂，在石英砂四周采用木框将其定型。同时设置12个φ650×16mm的砂箱，砂箱内设石英砂，石英砂水洗干净并烘干后方可使用。
安装上转盘模板，绑扎上转盘钢筋，转盘内预埋牵引索固定端采用P型锚具，同一对牵引索的锚固端应在同一直径线上并对称于圆心，注意每根索的预埋高度和牵引方向，每根索埋入上转盘的长度大于4m，每根索的出口点也应对称于转盘中心，预埋上转盘与0#块接茬钢筋，然后浇筑上转盘混凝土。
3.2墩顶转体施工
3.2.1牵引动力系统
本工程转体牵引体系由2台主控台、4台液压泵站和4台ZLD-4000智能连续转体千斤顶通过高压油管和电缆线连接组成2套转体动力系统。每台智能连续转体千斤顶公称牵引力2000kN[6]，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶前端均配有夹持装置。本系统兼具自动和手动功能，手动控制主要用于各千斤顶的位置调试和距离运动，自动控制作为主要功能用于正常工程过程。智能连续转体千斤顶分别水平、平行、对称的布置于转盘两侧的反力墩上，千斤顶的中心线必须与上转盘钢绞线相切引出的轴向同轴，两台千斤顶到上转盘的距离相等。每台千斤顶用四颗高强螺栓固定于反力架上，反力架可根据现场情况通过焊接或高强螺栓与牵引反力座固定，牵引反力座与反力架必须能承受2000kN荷载，应做反力实验合格。主控台应放置于视线开阔、能清楚观察现场整体情况的位置。
3.2.2穿索
在工程施工中，穿索主要分为以下四大步骤。
其一，把钢绞线的一端带上引线套，逐一从后顶尾部穿心孔内穿入，此时应注意将前后工具锚板各孔中心找正，再顺次穿过牵引装置上的后、前工具锚板。注意：使用的钢绞线应尽量左、右旋均布；不能交叉、打绞或扭转；不得拆、碰行程开关组件，以免穿束后难以安装、调试、空载联试等。
其二，将油路卸荷，顶锚板在弹簧作用下回位，把夹片压紧。检查顶锚板上各钢绞线与锚板孔是否对正，同时保证钢绞线没有交叉和扭转，最后用手动拉紧器或其它设备预紧各钢绞线，使各根钢绞线松紧程度基本一致。
其三，操作各泵站，预紧各千斤顶钢绞线，使各千斤顶钢绞线松紧程度基本一致。
其四，将前、后退锚顶的油嘴拆下，等需松夹片时再装上，以免在顶推过程中因活塞的旋转而将油嘴碰坏。左右两幅的牵引动力系统调试、穿索及各项准备工作结束后，方可开始牵引。
3.2.3助推系统
助推系统主要作用是提供一个克服静、动摩阻力矩差的力偶，也作为牵引系统不正常工作时的应急手段。智能连续转体系统每台顶配置19根钢绞线，满载时，正常运行可转体2000kN，两点合计总转体力为4000kN。只要受力点及牵引反力座能承受此力，可不考虑助推系统。
3.2.4微调系统
为了对转体转动中可能出现的偏移及时调整，在上下转盘之间设置4台300t千斤顶，用于精确定位前调整转体顺桥向与横桥向姿态。4台300t千斤顶设置的原则是在上下转盘之间对称设置。
3.3关于墩顶转体施工的几点思考：
（1）墩顶转体施工，通常会遇到作业空间不足，作业平台搭设不合理，高空作业风险大等问题，建议在设计梁体0#块施工的支（托）架平台时，同步考虑后期墩顶转体施工的操作平台，减少后期工作量及施工分险。
（2）对于墩顶转体施工，提前预埋支座钢板时，需提前考虑支座纵向预偏量，支座纵向预偏量系指支座上板对理论中心线的纵向偏移量，即为箱梁弹性变形及收缩徐变引起的各支点处的偏移量与箱梁体系温差引起的偏移量之和。
4 结束语
综上所述，在施工过程中，必须对转体、下球铰、滑道、下转盘、牵引动力系统、穿索等进行有效设定，以实现大桥转体施工的有效运行。
参考文献
[1]李卫平.桥梁转体施工过程中球铰应力研究[J].现代城市轨道交通,2020.
[2]赵晓博.桥梁转体施工中梁端间距的影响因素及控制分析[J].交通世界,2020,No.536(14):124-125+128.
[3]彭计卓,孔卫杰,杨培诚,等.平转体施工技术在桥梁建设工程中的应用分析[J].智能城市,2020,v.6(10):238-239.
[4]李俞凛、崔凤坤、苗雷、许亮、胡佩清、许瑞珂.基于新式撑脚的宽幅超重桥梁转体施工工艺及力学性能研究[J].公路,2020,v.65(11):225-228.
[5]魏乐乐.桥梁转体施工工艺与关键技术分析[J].价值工程,2020,v.39;No.560(12):113-114.
[6]李杰,高清炎,梁岩,等.郑万高铁跨南水北调大桥拱肋竖向转体施工分析[J].公路,2019,v.64(01):126-131.胡忠强
中铁隧道集团三处有限公司 河南郑州450000
摘要：
桥梁是我国的重要建设区域，桥梁整体的质量与我国的经济具有较大关联。因此，本文将就九府庄丹河特大桥墩顶转体施工分析展开讨论，阐述工程相关概况，研究其相关的转体施工方案以及施工技术。
关键词：建筑领域；转体系统施工；墩顶转体施工；方案研究
1 前言
在进行九府庄丹河特大桥墩顶转体施工当中，对九府庄丹河特大桥的工程基本概况进行详细认知。随后，在施工当中，确定墩顶转体施工方案。明确整体结构施工的可行性，分析桥梁转体施工工艺，对其下转盘、下球铰安装、滑道安装等步骤进行有效分析。梁转体施工安全、不影响通航、不中断桥下通行等优点,所以该施工方法发展迅速应用越来越广泛。尤其是对修建处于交通运输繁忙、安全要求苛刻的铁路跨线桥。
2 工程概况
2.1工程简介
九府庄丹河特大桥跨焦柳线（48＋80＋48）m连续梁（墩顶转体）位于焦作市沁阳市境内，连续梁起讫里程为DK337+965.21～DK338+142.72（15＃～18＃墩）。该梁平面位于半径3000m的圆曲线上，线路纵坡为25‰。其中15#～18#墩跨越既有焦柳线，焦柳线为国家繁忙干线。
15#～18#墩跨越既有焦柳线，与既有铁路线斜交角度为32°，为减少上部结构施工对既有线行车安全的影响，16#、17#主墩T构采用平面转体的施工方法。即先在既有线两侧浇筑梁体,然后通过转体使主梁就位，调整梁体线形，封固球铰转动体系的上、下转盘，最后浇筑合龙段,使全桥贯通。转体段梁长39m+39m；转体角度16#、17#墩均为32°。
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2.2墩顶转体连续梁设计基本情况
15#-18#墩跨焦柳线设计采用1-（48+80+48m）连续梁，梁体现浇采用悬臂法施工，现浇完成后采用水平转体法施工，转体重量3730t（含桥面系等附属结构重量），转体角度32°,16#、17#墩悬臂转体长度均为78m。连续梁全联长176m,两联三孔（48+80+48）m。该连续梁为有砟轨道悬臂现浇预应力混凝土双线连续梁，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12.2m，底宽为6.4m。
3 墩顶转体施工方案
3.1墩顶转体结构施工
在桥梁设计中，对桥体结构进行分析，可以得知其转动体系主要由下转盘、上转盘、滑道、牵引系统等组成。其转体系统以球铰支撑为主导，完成转体的稳定。转体系统设计承载力保持在42000kN等值中。在进行转体施工中，需要测量桥梁的整体位置，并完成实时反馈，以确保指挥人员依据测量结果的精准度，进行桥梁转体的工程设置。在球铰的加工运输当中，加强监管机制，使其球铰的尺寸符合设计要求。
3.1.1滑道的整体安装
在滑道安装中，找平预埋定位支撑，安装滑道，滑道宽0.8m，滑道中心的直径为4.4m，为减小撑脚底面与滑道的摩擦，滑道由专业厂家加工，滑道不锈钢板顶面刨光，粗糙度不小于25μm。在桥梁施工中，根据项目的详细情况，滑道将在相关的工厂制作完毕后，经过运输，抵达安装现场。施工人员采用螺栓，将连接板下的滑道进行连接拼装，在初步调平加固后，将其埋入桥梁的预定位置[1]。随后，采用相关工具，例如千斤顶，撬棍等进行精确调整。通过调节螺栓，对滑道的整体进行全面调节。在标高当中，采用精度为0.01mm的精准水平仪，使整个滑道面在同一水平面上，任意完成3m弧长内滑内环道。使整体高差不大于1mm，在调整完毕后，将骨架与墩身预留钢筋焊接牢固[2]。
滑道安装加固完成后，安装下球铰，安装精度要求：转动中心与设计误差纵横桥向小于1mm。
3.1.2下球铰的整体安装
在下球铰安装中，根据相关图纸，可以将其下球铰支架安装至底面，以保障其可以完成桥梁顶面标高。在安装精度当中，其安装误差需要小于1mm[3]。此外，在利用调节螺栓对球铰中心位置及水平度进行调整。在精确定位以及相关调整工序完毕后，对下球铰的中心平整度等进行复查，以保障其整体数据以及位置的精准。例如，采用全站仪检查，并根据水平仪以及钢尺多点复测，以保证检查效果。
3.1.3下转盘混凝土浇注
下球铰及滑道安装完成后，安装支座预埋钢筋、牵引反力座预埋钢筋及其他预埋件，进行下转盘混凝土浇注。为防止后期施工过程中水或杂物进入上下球铰之间的空隙，施工时下转盘混凝土顶面比下球铰顶面低50cm。首次浇筑一定预留槽高度的混凝土，测量下球铰和滑道表面是否达到精度要求[4]。若满足，则继续浇筑剩余混凝土。若不满足精度要求，则调节竖向调位螺栓达到设计要求。需要注意的是，混凝土浇筑其关键点在于混凝土自身的密实度。混凝土的浇注关键在于混凝土的密实度、浇注过程中下转盘球铰应不受扰动、混凝土的收缩不至于对转盘产生影响。为解决这几个问题主要采取以下三点措施。
其一，利用下转盘球铰上设置混凝土浇注及排气孔分块单独浇注各肋板区，混凝土的浇注顺序由中心向四周进行；
其二，在混凝土浇注前搭设工作平台。人员在工作平台上作业，避免操作过程对其产生扰动；
其三，严格控制混凝土浇筑模式，加强对混凝土的后续养护。混凝土在浇筑完毕后，在其凝固过程中，必须进行有效观察[5]。例如，施工人员敲击边缘进行检测，对混凝土收缩所产生的缝隙，可以采用钻孔压浆的方法进行处理。
3.1.4上球铰安装
待混凝土固化后。清理下球铰球面，去除水份及杂物。必要时可采取打磨去除铁锈。在下球铰凹球面上按照顺序由内到外安装聚四氟乙烯滑板。聚四氟乙烯滑板安装完毕，将黄油四氟粉填至下球铰凹球面上，填满聚四氟乙烯滑板之间的间隙，黄油面与四氟滑板面相平。整个安装过程注意保持球面清洁，不要将杂物带至球面上。吊装上球铰至墩顶并对中下落至下球铰中心，并放入销轴及钢锭。上球铰安装就位后，然后调整上球铰与销轴间缝隙及与下球铰位置，进行人工试转，试转完成后，精确调整上球铰位置，安装水平位置误差不大于1.0mm。上转盘施工前，按照图纸要求设置撑脚、砂箱及牵引反力座施工
3.1.5上转盘施工
上转盘是转体时的重要结构，在整个转体过程中是一个多项、立体的受力状态，受力较复杂。上转盘设于梁低，直径7.7m，高度0.7m。
上球铰安装完成后，在对应滑道位置上转盘内共设有4对双φ500×24mm的撑脚，撑脚高1m。撑脚中心线的直径为4.4m。撑脚在工厂整体制造后运进现场，撑脚与滑道之间的空隙设为20mm，撑脚与滑道之间的空隙放石英砂，在石英砂四周采用木框将其定型。同时设置12个φ650×16mm的砂箱，砂箱内设石英砂，石英砂水洗干净并烘干后方可使用。
安装上转盘模板，绑扎上转盘钢筋，转盘内预埋牵引索固定端采用P型锚具，同一对牵引索的锚固端应在同一直径线上并对称于圆心，注意每根索的预埋高度和牵引方向，每根索埋入上转盘的长度大于4m，每根索的出口点也应对称于转盘中心，预埋上转盘与0#块接茬钢筋，然后浇筑上转盘混凝土。
3.2墩顶转体施工
3.2.1牵引动力系统
本工程转体牵引体系由2台主控台、4台液压泵站和4台ZLD-4000智能连续转体千斤顶通过高压油管和电缆线连接组成2套转体动力系统。每台智能连续转体千斤顶公称牵引力2000kN[6]，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶前端均配有夹持装置。本系统兼具自动和手动功能，手动控制主要用于各千斤顶的位置调试和距离运动，自动控制作为主要功能用于正常工程过程。智能连续转体千斤顶分别水平、平行、对称的布置于转盘两侧的反力墩上，千斤顶的中心线必须与上转盘钢绞线相切引出的轴向同轴，两台千斤顶到上转盘的距离相等。每台千斤顶用四颗高强螺栓固定于反力架上，反力架可根据现场情况通过焊接或高强螺栓与牵引反力座固定，牵引反力座与反力架必须能承受2000kN荷载，应做反力实验合格。主控台应放置于视线开阔、能清楚观察现场整体情况的位置。
3.2.2穿索
在工程施工中，穿索主要分为以下四大步骤。
其一，把钢绞线的一端带上引线套，逐一从后顶尾部穿心孔内穿入，此时应注意将前后工具锚板各孔中心找正，再顺次穿过牵引装置上的后、前工具锚板。注意：使用的钢绞线应尽量左、右旋均布；不能交叉、打绞或扭转；不得拆、碰行程开关组件，以免穿束后难以安装、调试、空载联试等。
其二，将油路卸荷，顶锚板在弹簧作用下回位，把夹片压紧。检查顶锚板上各钢绞线与锚板孔是否对正，同时保证钢绞线没有交叉和扭转，最后用手动拉紧器或其它设备预紧各钢绞线，使各根钢绞线松紧程度基本一致。
其三，操作各泵站，预紧各千斤顶钢绞线，使各千斤顶钢绞线松紧程度基本一致。
其四，将前、后退锚顶的油嘴拆下，等需松夹片时再装上，以免在顶推过程中因活塞的旋转而将油嘴碰坏。左右两幅的牵引动力系统调试、穿索及各项准备工作结束后，方可开始牵引。
3.2.3助推系统
助推系统主要作用是提供一个克服静、动摩阻力矩差的力偶，也作为牵引系统不正常工作时的应急手段。智能连续转体系统每台顶配置19根钢绞线，满载时，正常运行可转体2000kN，两点合计总转体力为4000kN。只要受力点及牵引反力座能承受此力，可不考虑助推系统。
3.2.4微调系统
为了对转体转动中可能出现的偏移及时调整，在上下转盘之间设置4台300t千斤顶，用于精确定位前调整转体顺桥向与横桥向姿态。4台300t千斤顶设置的原则是在上下转盘之间对称设置。
3.3关于墩顶转体施工的几点思考：
（1）墩顶转体施工，通常会遇到作业空间不足，作业平台搭设不合理，高空作业风险大等问题，建议在设计梁体0#块施工的支（托）架平台时，同步考虑后期墩顶转体施工的操作平台，减少后期工作量及施工分险。
（2）对于墩顶转体施工，提前预埋支座钢板时，需提前考虑支座纵向预偏量，支座纵向预偏量系指支座上板对理论中心线的纵向偏移量，即为箱梁弹性变形及收缩徐变引起的各支点处的偏移量与箱梁体系温差引起的偏移量之和。
4 结束语
综上所述，在施工过程中，必须对转体、下球铰、滑道、下转盘、牵引动力系统、穿索等进行有效设定，以实现大桥转体施工的有效运行。
参考文献
[1]李卫平.桥梁转体施工过程中球铰应力研究[J].现代城市轨道交通,2020.
[2]赵晓博.桥梁转体施工中梁端间距的影响因素及控制分析[J].交通世界,2020,No.536(14):124-125+128.
[3]彭计卓,孔卫杰,杨培诚,等.平转体施工技术在桥梁建设工程中的应用分析[J].智能城市,2020,v.6(10):238-239.
[4]李俞凛、崔凤坤、苗雷、许亮、胡佩清、许瑞珂.基于新式撑脚的宽幅超重桥梁转体施工工艺及力学性能研究[J].公路,2020,v.65(11):225-228.
[5]魏乐乐.桥梁转体施工工艺与关键技术分析[J].价值工程,2020,v.39;No.560(12):113-114.
[6]李杰,高清炎,梁岩,等.郑万高铁跨南水北调大桥拱肋竖向转体施工分析[J].公路,2019,v.64(01):126-131.