铁路转体连续梁转体施工技术研究

桥梁工程

铁路转体连续梁转体施工技术研究

杨希庆

中铁十四局集团第二工程有限公司 山东省泰安市 271000

摘 要：近年转体施工工法不断发展，转体工法越来越多的应用于连续梁施工中，尤其在施工作业环境限制比较严重的情况下，转体施工工法已成最佳的施工方式。但是在高要求的施工质量，高标准的施工精度，高风险的转体过程等条件下，连续梁如何快速、精确就位、减少作业时间、降低施工风险，确保施工安全与质量，成为转体连续梁施工的重中之重。新建济南至莱芜高速铁路六标段跨瓦日铁路特大桥（60+112+60）m转体连续梁整个转体过程中，所采用的转体专项试验、监控措施、转体过程控制措施、限位措施设置等做了一系列归纳整理，为今后类似工程提供参考；

关键词：转体连续梁 转体专项试验 施工监控 精确就位

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1、工程概况

跨瓦日铁路特大桥22#-23#墩采用（60+112+60）m连续梁跨越既有铁路线，新建线路与既有线交叉角约为19°，承台部位设置转体系统，采用平转法施工，转体重量约为9300吨。

转体系统由支撑系统、抗倾覆系统和顶推牵引系统三大部分组成。支撑系统由上、下转盘和球铰构成，转动球铰设置于上下转盘之间，通过球铰使上转盘相对于下转盘转动，达到转体目的；抗倾覆系统由结构本身、滑道上8对钢管混凝土圆形撑脚组成；顶推牵引系统采用TX350型自动连续张拉千斤顶、牵引反力支座、助推反力支座构成；

图1-1转体系统构成图

2、技术控制措施

2.1转体专项试验

转体专项试验须围绕转铰质量、结构平衡两大控制点进行，应至少包括摩擦系数、平整度、平衡、静置、试转等测试内容，检验转体系统性能是否满足转体要求。

2.1.1摩擦系数及平整度测试

转铰性能控制：转铰性能是转体结构能否顺利转动的关键，一是确保转铰加工质量，其制作材料、制作精度等必须符合设计要求，采用工厂加工，并采取措施避免运输、吊装过程的结构变形；二是确保转铰安装性能，转铰就位精度、调平误差、润滑剂及聚四氟板参数等必须满足设计要求，转铰安装完成后，通过摩擦系数、平整度等试验对转铰安装性能进行检验。

（1）22#墩启动牵引力为1056kN，转体重量为93000kN，计算得出静摩擦系数为0.044，小于规范和设计值0.08。试转和点动角度共计2.13°，其中试转角度1.59°，角速度为0.015rad/min，端部线速度为0.345m/min，转体速度达到设计及规范要求。

（2）23#墩启动牵引力为1850kN，转体重量为93000kN，计算得出静摩擦系数为0.065，小于规范和设计值0.08。试转和点动角度共计2.0667°，其中试转角度1.36°，角速度为0.014rad/min，端部线速度为0.344m/min，转体速度达到设计及规范要求。

2.1.2平衡称重和试转试验

结构平衡控制：结构平衡直接决定结构抗倾覆稳定及转体成败，一是在脱架前进行结构几何参数、弹性模量、混凝土容重等参数采集，对计算模型进行修正，使配重理论计算更加符合工程实际；二是梁体脱架之前且施加配重后，必须进行平衡试验，对结构平衡性进行精调，直至结构完全平衡为止；三是通过静置和试转试验，对结构悬臂静置稳定性和转体动态稳定性进行检验。

（60+112+60）m转体连续梁平衡称重采用“桥梁转体施工平衡重调控方法及调控系统”的方法，此方法方便快捷、精度高，确保转体过程结构处于最佳平衡状态；试转采用“行程点动技术”，计算得出梁端行程与牵引钢绞线行程的函数关系，精度较高，牵引可控。

图2.1.2-1平衡称重报告

图2.1.2-2试转报告

2.2转体施工监控

（60+112+60）m转体连续梁采用“基于BIM的桥梁转体过程智能化实时可视监控系统”对转体过程转体速度、转体角度、空间位置、梁端高程变化、结构应力、牵引力等全参数进行自动采集、传输、处理及预警，实现了转体过程监测智能化和可视化，大大提高了监测效率及质量。

图2.2-1可视监控系统

2.3转体的精确定位

2.3.1限位控制体系

限位控制体系由转体限位和微调装置构成，作用于转体结构转动到位出现偏差后，便于对转体进行限位和调整。

（1）横桥向倾斜限位与微调：于滑道外侧位置对称布设四台液压千斤顶，一侧起顶，另一侧预留限位，起顶限位值必须由实测确定。调整完毕，用型钢将上下转盘之间固定牢固，撑脚与滑道间固定牢固。

（2）水平偏转限位和微调：利用施工前埋设千斤顶反力座，操纵液压千斤顶顶推上转盘下撑脚，对转体轴线偏位进行调整。调整到位后安置限位梁，将千斤顶反力座与撑脚之间撑死。

2.3.2防超转装置

转体系统施工时，需在转体就位处埋设防超转装置，将梁端的弧长换算到刻度盘，并在试转之前将刻度盘张贴于上转盘，转体过程中，专人盯控刻度盘数值，避免发生超转。施工监控量测人员利用提前在节段上埋设的控制点，对中线及高程的进行控制。

梁端弧长接近预定位置时，为避免结构超转，需停止自动牵引操作，改用点动控制，牵引小组每次点动操作完成后，施工监控量测人员需测报轴线走行数据，以此往复，直至结构轴线精确就位。

图2.3.2-1限位装置

2.3.3转体过程控制

正式转体作为转体施工的核心部分，是整个转体桥施工的重中之重，需要采取有效措施确保转体桥的转体精度及转体安全。

1. 
   

2. 启动：转体前工作准备就绪后，启动转体系统，牵引力22#墩为1056KN、23#墩为1850KN,记录并核算数据，确认启动牵引力正常，可继续转体。

3. 正常转体：转体启动后，根据刻度盘数值每旋转5°进行桥梁姿态、牵引动力，转体角速度等监测值进行数据分析，确认数据正常，方可继续转体。

4. 点动：待梁端弧长剩余1m时，进行点动，点动采用“行程点动技术”，点动共分为10mm（3次）、5mm（4次）、2mm（2次）、1mm（3次）,进行1mm点动前需先安装限位装置后方可继续进行。

5. 姿态调整：转体就位后，利用上、下转盘间设置的竖向千斤顶调整纵横向标高。姿态精调时，采用钢楔临时锁定撑脚，防止桥梁发生转动。

3、总结

跨瓦日铁路特大桥（60+112+60）m转体连续梁在落实安全防护措施前提下，快速精确就位，说明所采取一系列技术控制措施是切实有效的，对转体连续梁转体施工具有一定指导意义。

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