平转法转体施工工法

平转法转体施工工法

平转法转体施工工法

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

1．前言

盘锦至营口客运专线是哈大客专与京沈铁路之间的联络线， 其中盘锦特 大桥124#〜127#墩设计为（80+ 128+ 80） m现浇连续梁，其中124#〜125 #墩跨林丰路，125#〜126#墩跨既有沟海线和电厂专用线，与沟海线斜交 角度167°

10’ , 126#〜127#墩跨石油管廊。该梁平面位于半径 5500m

的圆曲线上，纵面位于半径25000m的竖曲线上，线路纵坡由％至％。

为减少上部结构施工对铁路行车安全的影响，该桥采用转体（平转）的 施工方法。即先在铁路一侧浇筑梁体 , 然后通过转体使主梁就位、调整梁体 线形、封固转动体系的上、下转盘，最后浇筑合拢段，使全桥贯通。转体段 梁长（63+63） m 转体角度125#墩为12° 23“ 126#墩为12° 10";转体重 量12000t。为抵消转体时曲梁的横向不平衡弯矩， 转动中心横向偏离桥墩中 心

7cm。

平转法转动体系主要由承重系统、顶推牵引系统和平衡系统三部分构 成。承重系统由上转盘、下转盘和转动球铰构成；顶推牵引系统由牵引索、 牵引设备、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 盘的钢管混凝土圆形撑脚、大吨位千斤顶及梁顶配重等构成。

2．工法特点 实用性强，有效改善施工条件，尤其适用于跨越营业线路、立交，水深 流急和深谷、 风景胜地、自然保护区等施工受限制的现场， 与梁下空间无关， 极大的改善施工条件。

施工过程安全性较好。因为转体施工是在跨越障碍两侧施工，从安全方 面比在障碍物上空作业要更安全。而且，不会对桥梁下部的铁路、公路、立 交、通航等造成影响。

梁部施工工艺灵活多样。采用转体施工时，梁部可以采用挂篮悬浇、支 架现浇或预制拼装进行施工。

施工工艺和所用施工机械简单，仅需千斤顶牵引，上转盘盘转动即可使 上部结构在短时间内转体就位，简便易行，易于控制，便于推广。

施工精度有保证。球铰、滑道及其定位骨架均采用工厂化加工，加工精 度高，现场安装可通过精密全站仪和电子水准仪确保施工精度。

3．适用范围

连续梁、连续钢构、斜拉桥等平转法施工。

4．工艺原理 平转法的工作原理，就像磨盘旋转一样，在承台上设置一个转动轴心， 以转动轴心为界把桥梁分为上、下两部分，上半部分是由上球铰和混凝土组 成的上转盘，下半部分是由下球铰和混凝土组成的下转盘。转体梁段施工完

成后，通过下转盘上牵引反力座后的连续梁千斤顶牵引上部整体旋转，转体 就位后调整现象、封固转盘，最后施工合拢段，全桥贯通。

5．施工工艺流程及操作要点

施工工艺流程

平转法转体施工工艺流程如下图所示。

操作要点

1. 球铰加工

球铰由上、下球铰、球铰间镶嵌四氟乙烯滑动片、上下球铰的固定钢销 轴、下球铰定位架组成。根据设计要求的球铰参数，进行球铰加工。本连续 梁转体结构上球铰直径，下球铰直径，竖向承载力 120000KN。

球铰是转动支撑系统的承载和转动核心构件，它是转体施工的关键，必 须精心加工，细心制作。

2. 球铰运输 球铰采用专用运输托架，专用加宽车辆汽运到施工现场，运输过程固定 牢固，防止颠簸、震荡等将定位骨架弯曲、变形。

3. 球铰验收 球铰进场前派专人到厂家进行验收，球铰运至施工现场后，组织相关单 位人员进行进场验收，拆除包装后进行外观、局部尺寸等检查，检查结果均 应符合设计图纸要求。

下转盘分二个阶段浇注，第一次浇筑混凝土至下球铰定位架底 20cm处;

球铰和滑道、预埋件、钢筋等安装固定以后，浇筑第二次混凝土。

1. 下球铰安装

1）下球铰定位架安装

下球铰定位架安装采用定位钢筋、定位型钢和调平垫板相结合的方式， 下转盘混凝土首次浇筑时，预埋球铰定位架的定位钢筋，定位架安装前，用 全站仪将定位架的中心和轴线放出，在定位架底部对应位置设置调平垫板， 各垫板顶面高差控制在1mm以内，定位架安装时用吊车吊入，然后调整其顶 面高程并精确对中，同时安装定位型钢，将定位架与其定位钢筋、定位型钢 焊接牢固，最后对定位架中心和高程复测，直至满足设计要求。

2）下球铰安装 下球铰的现场安装主要是通过调整下球铰的调节螺栓对下球铰进行精 调标高与对中。此部分为螺栓连接，其它构件均在厂内进行焊接组装。下球 铰安装的主要步骤如下：

下球铰精确定位及调整：利用球铰定位骨架及调节螺栓将下球铰悬吊， 通过千斤顶调整中心位置，然后依靠千斤顶和调节螺栓调整标高，反复调整 直至下球铰的中心和标高满足误差要求。

下球铰复测：下球铰精确定位及调整完成后，对下转盘球铰的中心、标 高、平整度进行复查；中心位置采用精度大于的全站仪检查，标高采用精度 大于的水准仪进行多点复测，检查合格后将调整螺栓拧紧固定，并将定位架 与下球铰之间焊接型钢加强固定。

2. 滑道安装 撑脚的下方设有环形可调式滑道，滑道的宽度和直径由设计确定，为减

小撑脚底面与滑道的摩擦， 滑道由专业厂家加工， 滑道钢板顶面镀铬后刨光，

粗糙度不低于级。

滑道采取分节段拼装， 施工时，可将滑道定位架与滑道分开进行安装 （滑

道定位架施工与下球铰安定位架相同） ，也可将滑道与其定位架整体进行安

装。滑道与其定位架安装完成后，利用调节螺栓对滑道进行调整固定（滑道 调整与球铰相同）。为保证转体时撑脚在滑道内滑动的结构平稳，要求滑道 顶面高出下转盘混凝土顶面1cm且整个滑道面在同一水平面上，其相对高 差不大于2mm为有效地保证滑道表面的光滑度，待下转盘二次混凝土浇筑 完成后，再安装滑道顶面不锈钢板。

3. 下转盘混凝土二次浇注 下球铰及滑道安装完成后，安装相应的钢筋、预埋件和模板，进行下转

盘混凝土的二次浇注。 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 2cm。

上转盘分两次进行浇注。第一次在上球铰、钢撑脚、砂箱、上球铰钢筋

及转台钢筋安装完成后，立模浇筑转上球铰混凝土；第二次在安装上转盘其 它钢筋、预应力和墩身预埋筋后，浇筑上转盘剩余混凝土。

1. 上球铰安装

上球铰安装主要是安装上下球铰间聚四氟乙烯滑动片、 涂黄油聚四氟乙 烯粉、销轴和上球铰的安装以及伴随的清理工作，步骤如下： 1）清理上下球铰球面 由于混凝土浇筑及其它施工使下球铰顶面产生杂物，同时，球铰长时间 潮湿空气接触导致球铰表面和销轴锈蚀，上球铰施工前，需要清理干净，确 保滑动面干净光滑。

2）安装聚四氟乙烯滑动片 在下球铰凹球面上按照编号由内到外安装聚四氟乙烯滑动片， 各滑动片 应位于同一球面，其误差不大于。

3）安装销轴

将黄油和聚四氟乙烯粉按比例拌制成黄油聚四氟乙烯粉润滑液， 调和均

匀。将该润滑液销放入轴套管中，涂抹厚度均匀，四周无遗漏。再将销轴放 到套管中，调整好垂直度与周边间隙，旋转一下销轴（大于 90°），进一步

调整周边间隙，同时也保证润滑液均匀，并将剩余销轴四周涂抹均匀。

在球面上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 充满滑动片之间的空间，并略高于滑动片顶面。

4）上球铰安装 将上球铰吊装到位，套进中心销轴内，对位后试转上球铰

10到 15圈， 使黄油聚四氟乙烯粉涂面均匀并检验转动效果， 然后用千斤顶微调上球铰位 置，使其中心与下球铰中心重合并保证其水平。

5）球铰防护 球铰安装完后对其四周进行防护 , 即在上下球铰之间用黄油聚四氟乙烯 粉包裹严密，确保杂质不进入到摩擦面内。

2. 反力座施工 在下安装完成后，绑扎反力座钢筋，立模浇筑助推反力座和牵引反力座 混凝土。

3. 撑脚安装 在对应滑道位置上转盘内设有钢撑脚，撑脚的数量、尺寸和施工按照设 计要求进行。本连续梁上转盘内共设有 6组双© 800x24mm勺撑脚，撑脚高

（含底部3cm的走板），撑脚中心线的直径为9m撑脚钢管内灌注C50微膨 胀混凝土。

撑脚在工厂整体制造后运进现场， 在上球铰及助推反力座施工完成后安 装撑脚，撑脚与滑道之间的空隙设为一定空隙，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。 转体前根据撑脚与滑道之间的空隙， 在滑道面内撑脚底铺装聚四氟乙烯板， 并在聚四氟乙烯板与滑道的接触面涂 黄油聚四氟乙烯粉。

4. 砂箱施工

1）砂箱设置 为保证卸架时，撑脚与滑道不被挤压密贴，转体前用砂箱代替撑脚作为 临时支撑。在每个转盘滑道上撑脚之间设一定数量的砂箱，本连续梁设

18 个© 500x20 mm勺砂箱。砂箱内设石英砂，石英砂水洗干净并烘干后方可使 用，并保证级配均匀。 砂箱使用前对其进行预压，由于梁体横向不平衡弯 矩较小，预压力由砂箱拆除前梁体的纵向最大不平衡弯矩决定，本连续梁砂 箱预压力为2500KN砂箱预压后，按照设计位置进行安装。

5. 上转盘施工

1） 模板 由于上转盘混凝土分两次施工，为便于成型和后期拆除，结合以往工程

经验并根据现场实际情况，上转盘混凝土首次施工时，模板主要采用钢模、 砖模和木模三种形式，二次浇筑时通常采用木模和砖模的形式。

2） 牵引钢绞线预埋 上承台底层钢筋安装完成后，定位安装两束牵引索，牵引索按照设计要

求设置；为保证转体时，牵引索之间互不干扰的工作，牵引索钢绞线 50%顺

时针旋和 50%逆时针旋。安装时，相邻两根钢绞线的旋转方向相反，牵引索 在砼内预埋锚固端锚具， 并利用固定在底层钢筋上的定位钢板确定钢绞线的 平面位置和高度， 牵引力方向设置正确， 每根索埋入转盘长度大于设计要求， 本连续梁牵引索采用24-7^5钢绞线，设计预埋长度3m施工时，预埋牵引 索支撑钢筋，并在牵引索中心预留 25mn深的半圆形槽口，牵引索外漏部分 圆顺缠绕在转盘周围，互不干扰地搁置于预埋筋上，并做好防护措施，防止 施工过程中钢绞线损坏或生锈。

3） 上转盘首次混凝土浇筑 由于该部分钢筋特别密，各种型号钢筋纵、竖、横、环交错布置，还有上球铰背肋阻隔和限制作业空间，绑扎前反复了解图纸，正确确定各种钢筋

绑扎顺序，以防止顺序不对而导致后续钢筋无法绑扎而返工。

浇筑混凝土时，搭设作业平台，浇筑前预先确定振捣棒下插位置，躲开 球铰背肋；浇筑时，先浇筑撑脚内混凝土，待其振捣密实以后，再浇筑球铰 上部混凝土。由于上球铰为凹面，并有背肋阻隔，每个小空间都先从底部下 灰，并对称于圆心，一圈一圈浇筑，同时严格控制过振与不对称振捣，防止 浇筑与振捣不均产生偏载而影响球铰安装精度。 牵引索锚固处与球铰外侧环 形竖向钢筋部位，加强振捣，保证密实。

4）上转盘二次混凝土浇注 上转盘为预应力体系，混凝土浇筑时，加强锚口部位混凝土振捣，保证 密实，防止张拉时锚具被拉裂。

本连续梁上转盘为纵、横两向预应力体系，纵向设 24根 12-7©5钢绞 线，横向设纵向设 28根 1 2- 7 © 5钢绞线。纵、横向钢绞线单端张拉，张拉 端、锚固端交错布置， 锚具。管道采用内径 位置安装固定。

墩身混凝土强度达到设计强度的 100%后，先张拉一半 纵、横向钢绞线， 然后注浆封锚， 待纵、横向管道浆体强度达到设计要求后， 张拉另外一半纵、横向钢绞线，最后注浆封锚。管道压浆用水泥浆强度为 40MPa。