小半径曲线钢箱梁转体施工探讨

小半径曲线钢箱梁转体施工探讨

施兴华

中铁六局集团路桥建设有限公司湖南长沙410000

摘要：随着国家桥梁施工技术的快速发展，转体法施工施工桥梁已经广泛运用于一些跨主要的交通道路的桥梁施工中。但现大多转体桥箱梁为钢筋混凝土结构，而且桥位处于直线上或较大半径的曲线上。小半径曲线钢箱梁转体施工工法主要用于特定施工场地及跨线单线的立交工程施工。本文针对太原北中环涧河路立交工程进行总结。

关键词：桥梁施工；小半径曲线钢箱；转体法施工；

一、工程案例

太原市北中环涧河路立交工程中环涧河路立交工程是中铁六局集团公司首次承担此类工程，工程包括北中环和建设路两条主线及四条匝道，分别是：ES匝道、NE匝道、SE匝道、EN匝道，主要工程为桥梁工程。其中SE匝道上跨石太线及石太客专四条铁路线。本桥时目前为止国内首例小半径钢箱梁转体桥。我单位在施工时，凭借以往转体施工的经验以及对小半径钢箱梁转体重点卡控部位施工时采取的一系列技术措施，顺利转体，准确就位。转体就位后两端的中线偏差仅为6mm和8mm，符合规范要求的10mm。

图1-1主桥箱梁结构布置图

二、施工工艺操作要点

2.1钻孔灌注桩施工

本工程主桥采用群桩基础，主墩设计5根直径1.5m钻孔灌注桩，单根桩长65m。桥梁钻孔灌注桩同其他桥梁相同采用220型旋挖钻机进行施工。施工中控制要点也同其他桥梁相同主要是桩径、桩长、钢筋骨架的长度和位置、桩混凝土强度。并在最后通过桩基超声波检测桩身完整性。本工程主桥全部桩基经检测全部为Ⅰ类桩。

2.2转体结构施工

转体结构涉及到以下几个工序：

1）浇筑下转盘第一步砼。转体结构全部重量的基础是下盘，转体后和上转盘形成桥梁的基础。下转盘需要的材料是普通钢筋混凝土，承台则为大体积混凝土，在施工时必须控制混凝土水和灰比例，降低骨料温度，控制拆模时间，加强养护来减少水化热和混凝土收缩，避免产生裂缝。

2）安装滑道支架、下球铰支架。滑道骨架安装时，为保证滑道不变型，需将滑道支架分成几个阶段进行安装，本工程滑道支架分为4个节段。球铰支架安装时除按放样位置安装还需测量于滑道的相对位置是否相符。支架安装过程中需测量放样精确控制安装位置。安装定位完毕后将支架的各个支腿与承台预埋钢筋进行焊接固定，保证砼浇筑时不会使其产生位移造成偏差。

3）下转盘第二步砼。滑道支架及球绞支架安装完毕后，浇筑下转盘第二步砼，第二步砼浇筑到球绞及滑道安装面以下，主要作用用于定位固定支架系统保证球绞及滑道的安装精度。

4)球铰安装。本桥施工使用球绞为LQJ30000KN球绞，转体总重量为18000KN，安全系数为1.67，满足要求。球铰直径为Φ4200mm。转动球铰是转动体系的核心，在施工过程中安装下球铰必须要精确。一定要确定球铰中心轴的预埋套筒的精确位置并固定好后才能进行混凝土灌注，方便中心转动。

5)转体上盘撑脚和滑道。上盘撑脚就是在转体时支撑转体平稳的保险腿。纵轴线两侧匀称分布着8个保险腿。在撑脚的下方（即下盘顶面）设有90cm宽的滑道，滑道半径为380cm，为保持结构平稳转体时保险脚掌要在滑道内。

6)转体上盘。上盘在整个转体过程中形成多向、立体的受力状态，上盘高2.0m。转台直径Φ7.5m，高度0.8m。转台就是撑脚、支座和上盘连接的部分，又是转体直接施加的部位。转台内预埋转体牵引索，预埋端采用Ｐ型锚具，同一对索的锚固端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应一致。

2.3墩身施工

因主桥位于小半径曲线上，桥梁中心与转动中心设有横向的偏心，墩身施工时是控制偏心的重要环节，一定要精确测量，准确定位，严格控制墩身的设计位置。墩身为实心矩形墩，外面包层3cm钢板，内部用钢筋混凝土压重，并在上转盘内预埋竖向Φ25mm精轧螺纹钢与钢箱梁连接，外包钢板与上转盘连接采用预埋法兰盘和锚栓进行连接。

2.4钢箱梁施工

钢箱梁施工采用钢管柱支墩支撑，分节段吊装焊接拼装成型。先在工厂内加工然后进行拼装小段，运输到工地的拼装场进行二次拼装。将钢箱梁分别拼装成7个吊装段，为了保证线型再对7个吊装段进行总拼，线型调整完毕后，将7个吊装段分别运输到施工现场进行吊装。吊装顺序：先吊装墩顶中间段，再吊装两侧悬臂的各3段。

临时支墩钢立柱为Φ630mm钢管柱。柱间支撑采用φ325直缝焊管制作，支撑之间用等边角钢∠75*8呈十字交叉状加固。柱顶横梁为I56a工字钢。横梁顶设置垫块和千斤顶调节标高。主墩两侧的三个支架分别用角钢联接成一个整体。全桥共设置8套临时支墩，分别为转体前拼装6套，转体后两端后吊段两套。

2.5转体施工

2.5.1箱梁不平衡力测试及配重。平衡转体施工必须保证转体上部结构在转动过程中的平稳性，尤其是大型悬臂结构且无斜拉索情况，本桥位于曲线上，桥梁横向存在扭转的力矩，且不平衡弯矩使得T构整体具有向曲线内侧转动的趋势，为了平衡这一力矩所以在正式转体前需进行横向配重。

2.5.2转体。转体前在现场技术人员检转体结构是否平衡稳定，有无故障，关键受力部位无异常后，由现场施工负责人指挥下开动油泵使千斤顶慢慢加力直到理想状态后停止，并且观察转体段是不是转动，如果转体段没有转动需根据具体情况予以加力，这时按照10KN分及施加推力后停止直到箱梁转体段转动，确定箱梁转动后记录实际滑动摩擦力。

2.5.3箱梁转动就位。T构转动到千斤顶最后一行程时要匀速缓慢转动，平转基本到位减速，降低平转速度，距设计位置0.5m处，采取点动操作，并与测量人员配合确认点动后梁端弧长。转体的精确就位我们采用上下双重控制即在下承台上精确放出上承台转体后的边线来控制转体时上部箱梁的转动角度；上部控制即在转体过程中在箱梁两侧的墩帽上布置2台全站仪，把每台全站仪视线设定在箱梁中心方向，然后进行观测。

2.6后吊段施工

后吊段支架采用同转体前支墩相同的支架，支架在转体前安装就位，就位后设置好调整标高的千斤顶，待转体就位后将钢箱梁两端标高调整到设计高程。

2.7固封混凝土浇筑

转体完成后进行上下承台间空隙的钢筋连接，连接完毕后采用C50微膨胀混凝土浇筑。将上下承台连接成一个整体。

三、质量控制

3.1桥梁施工前要对工程中用到的所有混凝土进行配合比验证，混凝土配合比验证合格后才能进行施工。

3.2所有用于桥梁钢材必须严格进行原材检验。

3.3在滑道施工中严格控制滑道的标高，保证每块滑道F4板4个角标高误差在2mm之内，并且在滑道前进方向上只能存在负误差。

3.4钢箱梁焊接时，必须按规范要求焊接。焊接完成后由第三方检测机构进行焊缝探伤检测，检测合格后在进行下道工序施工。

3.5球铰及滑道安装时必须精确测量，反复符合，必须做到球铰及滑道位置准确无误。

四、环保措施

4.1工程进场前先按照施工需要进行场地硬化和临时便道的修筑，防止“晴天尘土飞扬，雨天泥浆漫地”的不良现象发生。

4.2施工中所产生的施工垃圾和工地的生活垃圾不得随意乱堆乱放，施工中全部同意堆放，施工完毕后全部外运统一处理。

4.3在钻孔灌注桩施工中泥浆全部外运处理，杜绝现场泥浆乱排现象。

4.4在进行土方施工时派专人对施工道路以及当地道路进行清理，防止由于土方车辆掉落的渣土造成施工道路和当地道路泥泞。