连续梁墩顶转体施工技术探讨范文

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《国防交通工程与技术杂志》2016年第S1期

摘要：

为确保新建铁路跨越既有铁路及公路的施工安全，减少对既有铁路、公路运营的干扰，转体施工法成为跨线连续梁施工的主要方法。墩顶转体施工是转体施工中较为新颖的施工方法，具有转体重量小、降低成本等优点。通过对新建呼张铁路线上的多座跨线连续梁墩顶转体施工过程的分析研究，总结了连续梁墩顶转体施工过程中易发生的问题及其原因，并提出了相应的预防措施以及问题发生后的处理办法，可作为今后连续梁墩顶转体施工的参考。

关键词：

连续梁；墩顶转体；超转

随着我国基础设施建设的不断进行，在交通发达区域进行公、铁路建设过程中，经常出现桥梁跨越既有铁路或公路线的情况，转体施工法因其快速、经济、对既有线运营安全威胁小等优点，被越来越广泛地采用［1］，逐步成为跨越既有线连续梁桥首选的施工方法。连续梁桥转体施工按照转体装置的位置可分为两大类：墩底转体和墩顶转体。前者为传统的方法，出现早于后者，且使用较多，技术成熟度更高；后者是近年来出现的较新颖的转体施工方法，是将转体装置置于墩顶，具有转体重量小、建造及施工成本低等优点［2］，尤其适用于墩高较大或施工环境复杂的情况［3］。新建呼和浩特至张家口铁路（以下简称呼张铁路）中的多座连续梁桥均采用此法施工。墩顶转体法虽有一系列优点，但也不可避免地存在转体施工空间局限、与其他作业相互干扰、作业步骤相对复杂等缺点。由于作业空间较小，故与墩底转体不同，通常不设置千斤顶反力座，如图1所示，因此一旦出现超转，则处理比较复杂。另外，转体施工完成后还需进行垫石和支座施工，并进行特殊方式的体系转换，也与墩底转体不同，并可能引起相关问题，需要注意。作为一种较新颖的施工方法，墩顶转体施工完成的桥梁数量较少，施工经验相对不足。为此，笔者结合呼张铁路中多座墩顶连续梁转体施工的过程，对曾出现或可能出现的若干问题进行了归纳，分析产生原因，提出了预防措施及相应的处理方法，供同类工程参考。

1转体准备阶段的问题

转体前的准备阶段主要应完成拆除砂箱、称重及配重、相关工作检查、试转体等。在此阶段，对可能出现的相关问题及所需注意事项应予以高度重视。

1．1连续梁T构两侧重量相差较多

当连续梁T构两侧重量相差较多时，如采取平衡转体，则配重较大，带来安全隐患；若采取不平衡转体，可能导致单侧撑脚与滑道摩阻力较大，影响转体安全。呼张铁路中的多座转体连续梁的设计纵坡达到1％，甚至更大，此时连续梁两端的高差较大，以80m连续梁为例，其两端高差达到了1．5m，且中跨底板齿板数量多于边跨，造成T构两侧重量偏差较大。梁体施工时，应特别注意严格控制模板尺寸，并应考虑大纵坡造成刚灌注的混凝土流向下坡一侧的趋势，防止因混凝土超方引起下坡一侧的梁体重量增加，并出现累积。此外，应对梁体纵、横向进行两次以上的称重试验，确保称重数据的准确性。一旦出现T构两侧重量相差较多的情况，则可采取下列处理方法：转体前对梁体称重，在偏重一侧转体系统撑脚的底部焊接不锈钢钢板来调整梁体姿态，另一端进行适当的配重。具体步骤如下：①清理梁体外材料。检查上转盘撑脚间隙、梁体标高以及倾斜度；安放千斤顶（之前应进行标定或在有效标定期内）、压力传感器、位移传感器；根据转体结构的状态进行纵向、横向不平衡力矩等的测试，根据分级测试结果计算分析，对转体结构进行配重。②撑脚与滑道之间增设不锈钢钢板。依据测试数据和部分配重重量选择合适厚度的钢板，通过调整球铰单侧撑脚的高度，使球铰受力达到平衡状态。

1．2牵引钢绞线的排列及防锈除锈

牵引用的钢绞线，应按顺序排列整齐，并按高低左右次序对应地穿入牵引千斤顶的锚具内。如果钢绞线排列混乱，则各根钢绞线受力不均匀程度较大，且可能随着转体的进行而发生变化，极易破坏两台转体千斤顶牵引的同步性，使转体过程的平稳性受到影响。钢绞线表面（至少是牵引区段长度范围内）应保持清洁，没有锈迹和油渍等，否则可能出现转体过程中连续千斤顶的锚具夹片退出困难甚至无法退出情况，导致千斤顶无法连续工作，严重影响转体工作的进度。

1．3千斤顶施加顶力过程中的注意事项

在称重配重试验及其他环节中，需使用千斤顶对梁体施加顶力。

1．3．1保证千斤顶及垫片的同轴性及垂直度

加载千斤顶及上转盘之间通常留有一定高度，以便操作人员进行作业。由于此高度大于千斤顶最大行程时的高度，故需在千斤顶与上转盘底之间设置垫片，有时垫片的数量还会较多，如图2所示。由于千斤顶加力时荷载很大，故在安装千斤顶及垫片时，需特别注意保证其同轴性及垂直度，否则有可能在加载过程中出现垫片被瞬间挤出的情况，不仅可能导致突然卸载，使梁体状态发生突变，而且还有可能危及操作人员的人身安全。

1．3．2防止千斤顶加载过程中的局部损伤

千斤顶加力时，其局部荷载很大，应在千斤顶与滑道及垫片与上转盘间均加设厚钢板，并注意加力点不宜太靠外，防止滑道产生局部变形以及上转盘混凝土产生局部破损。

2转体阶段的问题

2．1超转

由于墩顶转体施工作业面较狭小，故通常不设置千斤顶反力座，故一旦出现超转，将非常麻烦，需特别注意防止此问题发生。

2．1．1原因分析

（1）限位装置失效，造成超转。

（2）连续张拉设备由“自动运行”调整到“人工点动”状态不及时，预留点动角度过小，出现超转现象。

（3）限位装置处预留缓冲垫块厚度计算有误，造成超转。

2．1．2预防措施

（1）边跨侧限位装置的钢管柱、支撑梁和限位挡设计合理，其刚度、稳定性和安装精度必须满足转体要求；设置限位装置位置合理，限位型钢的位置、高度要经过精确测量，焊接牢固，防超转挡处设置橡胶缓冲垫。

（2）转体前精确测量T构与设计中线的夹角，安装位控观测装置，在上转盘下边缘安装位控观测角度刻度盘，在转体过程中时刻观察转体角度。

（3）正确操作连续张拉设备，在转体距设计位置5°时，及时调整到“人工点动”状态，并控制每次点动线速度不超过2cm。

2．1．3处理措施

一旦出现超转（或转动不到位），可考虑采用30t机械千斤顶，在滑道上设刚性反力座，采用千斤顶顶推撑脚的方法进行纠正。具体步骤如下：

（1）测量转体后梁轴线与设计轴线，计算出调整差值，并设明显标识。

（2）取出限位装置处预先安装的缓冲垫，依据测量结果和计算值重新设置合理的缓冲垫，注意缓冲垫与限位装置固定牢靠，防止受力脱落。

（3）在撑脚和滑道上增设的专用反力座之间安装千斤顶，千斤顶在球铰横轴线左右各安装一个。

（4）同步、匀速手动操作千斤顶顶推撑脚，使梁体细微转动，直至T构中心线与设计中线重合。

2．2影响转体连续进行的因素分析

2．2．1撑脚下的四氟滑板

转体过程中，应在每个撑脚处设专人关注撑脚的着地情况，如图3所示。尤其对于非平衡转体的情况，因一侧的撑脚着地，更应特别注意，防止撑脚与滑道间的四氟滑板因压力较大而被挤出、导致撑脚与滑道间钢对钢直接摩擦，使牵引力增大，影响转体的连续进行。一旦发现着地侧撑脚受力较大撑脚下的四氟滑板被挤出的情况，撑脚处的工作人员必须设法将新的四氟滑板塞入撑脚下，并注意跟踪检查，以防出现撑脚直接着地的情况。

2．2．2滑道

除在转体前对滑道的平整度和光滑度进行检查和处理外，还应关注转体过程中固定滑道的螺帽是否与撑脚产生冲突。尤其对于纵坡较大的非平衡转体的情况，因球铰的转动平面与水平面有较大夹角，导致转体过程中各撑脚的平面位置可能发生变化，因而可能在转体过程中与螺帽发生冲突。为防止上述情况，可设专人随时准备切割螺帽。如有必要，可在转体前割除突出的螺帽，并将割除位置处理平滑。

3转体完成后的注意事项

转体施工完成后，需进行精调及合龙段锁定，并完成合龙工作。但合龙完成后仍有可能出现问题，例如连续梁合龙后支座底部钢板出现塑性翘曲变形的问题，这通常是由于支座底部灌浆料不密实和灌浆料强度不满足设计要求而导致的。为防止出现此问题，应在灌浆前对操作人做好施工工艺培训和交底工作；严格检测原材料是否合格，灌浆料的拌和应按设计配合比进行称重和拌和；重力式灌浆过程中要控制好浆液流动速度，直至浆体溢出支座四周且无气泡排除时，清理多余浆体且浆体宜高出下支座板底面5mm。一旦出现此类问题，可解除支座和垫石的约束，将梁顶起，在支座钢板恢复塑性变形后，重新进行灌浆。如钢板塑性变形不能恢复到原有状态，需要更换钢板或更换支座。本线有一处支座钢板出现细微变形，解除约束后钢板自动恢复。具体步骤如下：①解除支座与垫石的约束；②利用千斤顶将梁顶起1～2cm；③凿除支座灌浆料；④钢板恢复塑性变形，如钢板塑性变形不能恢复到原有状态，需要更换下支座板或更换支座；⑤重新进行支座灌浆；⑥待支座灌浆料强度达到设计要求后，千斤顶卸载落梁。

4结束语

呼张铁路中的多座墩顶转体的连续梁，虽然在转体过程中遇到了一些问题，但由于事前组织精细，准备充分，问题均得到了顺利解决，也保证了转体施工的顺利进行。相关经验可为今后同类工程施工提供有效的参考和借鉴。

参考文献：

［1］张联燕，谭邦明，陈俊卿，等．桥梁转体施工［M］．北京：人民交通出版社，200

［2］徐升桥，刘永锋．北京市六环路斜拉桥设计关键技术［J］．铁道标准设计，2009（11）：52－55

［3］秦雪映．北京六环路跨丰沙铁路斜拉桥桥墩设计［J］．国防交通工程与技术，2012（3）：30－33

作者:杨建周 谷松博 郁圣维 单位:呼张铁路客运专线有限责任公司