鐵路連續梁橋墩底轉體施工技術研究

唐昌敏

摘 要：在當前鐵路連續梁橋工程中，在墩底采用轉體施工技術已經較為普遍。該項施工技術要求橋梁首先需要懸臂澆筑連續梁T構后，再進行轉體合龍，以此有效達到優化工程施工成效的效果?；诖?，本文將結合具體工程案例，重點針對鐵路連續梁橋墩底轉體施工技術進行簡要分析研究，以期能夠為相關研究人員提供相應理論參考。

關鍵詞：鐵路連續梁橋;墩底;轉體施工;施工技術

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）07-0127-02

通過對鐵路連續梁橋墩底轉體施工技術進行探究，一方面有助于人們對該項施工技術及其應用方式、應用成效等進行全面、正確認知。另一方面也可以為其他同類型的工程施工提供相應的施工方法思路，以此有效保障鐵路連續梁橋施工工程具有較高的施工效率與施工質量，促進其在新時期下實現長效發展。因此本研究也具有一定的研究價值與現實意義。

1 工程概況

在對鐵路連續梁橋墩底轉體施工技術進行分析研究的過程中，本文選擇以某同時承擔客運與貨運工作的鐵路連續梁橋施工工程為例。該施工工程上跨高速公路，單線橋寬度為7m，先懸臂澆筑的T構總長為27m?？卓缃M成為（40+56+40）m，和公路之間形成了111°的夾角。在施工中選擇采用轉體施工技術，并在墩底位置處安裝轉體體系，整個轉體約重3500t。使用單箱單室作為連續梁的主梁，主墩梁與跨中梁的高度則分別為4.0m與2.8m。

2 鐵路連續梁橋墩底轉體施工分析

2.1 轉動結構體系施工技術

2.1.1 結構組成

在該工程的轉動結構體系中，組成部分分別為上下轉盤、球鉸以及牽引系統。其中上下轉盤分別位于上承臺與下承臺，高度分別為2.5m和1.7m，分別負責對整個轉體結構以及橋墩、主梁提供必要支撐。轉盤直徑為8.5m，在整個轉體中，球鉸作為重要構件之一，其主要結構組成包括上下球鉸、轉軸等，其安裝控件高度與球體直徑分別為0.8m和10m。牽引系統中千斤頂和牽引束作為其最重要的組成部分，牽引上轉盤繞球鉸轉軸轉動。如圖1所示，展示的就是工程轉動結構體系示意圖。

2.1.2 施工工藝

在該工程轉動結構體系的實際施工中，首先在橋梁下承臺位置處預留出邊長為8.3m的正方形空間，便于下轉盤作業以及安裝球鉸。此后需要將預制好的角鋼，根據施工要求現場拼裝成型鋼骨架，以便為球鉸、滑道板提供固定支撐。在將可微調的螺母系統規范安裝在頂面并預留出用于滑道板與球鉸牢固固定的螺栓孔后，即可安裝下滑道板與下球鉸。要求下球鉸以及同型鋼骨架焊接聯成后的高程偏差均不得超過±1mm，同時下承臺混凝土頂面與下層滑道板和下球鉸的外緣標高需完全一致[1]。所采用的滑道板是由兩塊上層使用了不銹鋼材質的，厚度均為10mm的鋼板拼接而成。在依次安裝上球鉸與上滑道板等之后，需要將適量黃油四氟粉和黃油均勻涂抹在耐磨板表面與轉軸安裝孔的表面位置處，對準安裝孔后進行轉軸安裝。其高程偏差值同樣不得超過±1mm，最后按照施工要求規范安裝撐腳、砂箱和鋼絞線即可。在工程中所使用的鋼絞線為4-js15.2mm環氧鋼絞線，每墩各有長度為25m的兩束鋼絞線，在使用專業錨具將其一端錨固后直接埋入轉盤當中，另外一端則與轉體牽引千斤頂相接。如圖2所示。

2.2 稱重與不平衡配重實驗

2.2.1 稱重實驗

在實際進行橋梁轉體之前需要開展稱重實驗，通過對偏心距、摩擦系數等各項關鍵參數進行有效測定，從而為后續轉體橋梁配重提供切實可靠的參考依據。在稱重實驗中，首先需要豎向轉動球鉸，對不平衡力矩進行測定。在豎向轉動球鉸的過程中，施加在承臺的頂力不斷增大時，球鉸會受力發生相應轉動。為此，施工人員首先將四個測試球鉸微小轉動百分表分別布設在轉盤底四周，隨后將千斤頂布置在于球鉸中心相距3.8m的位置處，在進行適當調整后，對千斤頂逐級加力，當百分表明顯存在突變情況時，即可對頂升力進行測算[2]。此時頂升力與克服最大靜摩擦力矩荷載最大值相一致。下表展示的就是該工程施工中，通過稱重實驗所確定的主要參數數據，如表1所示。

在計算摩阻系數與偏心距時分別需要使用如下公式：

摩阻系數=MZ/0.98RN

偏心距=MG/N

其中R與N分別代表著球鉸球體半徑以及轉體重量。在結合稱重實驗相關參數后，該工程施工中最終選擇使用300t千斤頂。另外考慮到梁體落架后撐腳無一同滑板道相接觸，因此其屬于懸空狀態。這也意味著梁體并沒有出現繞球鉸作剛體轉動的情況，球鉸摩阻力距與轉動體不平衡力矩共同維持梁體的整體平衡。

2.2.2 不平衡配重

由于該工程施工中的轉體重量只有3500t，因此為了保障轉體施工具有更高的安全性和穩定性，施工人員選擇使用不平衡轉體配重的方式。即通過避免梁體與球鉸出現中心完全重合的情況，在轉體轉動中令體系傾向一側，球鉸與撐腳共同構成的兩點豎向負責為整個轉體結構提供所需支撐。通過結合工程實際施工需要，要求配重后的偏心距應當在2.5cm到10cm之間且偏向邊跨側。在實際配重過程中，通過先將水箱設置在主梁邊跨側與梁端相距4m的位置處，隨后向水箱注水即可。在完成轉體之后如果梁地橫向出現不平衡的現象，則需要施工人員及時使用千斤頂進行相應調整。

2.3 轉體施工準備與試轉體

2.3.1 轉體施工準備

通過結合國家相關標準要求以及工程實際情況，在該鐵路連續梁橋墩底轉體施工中，設計靜摩擦系數與動摩擦系數分別為0.1和0.06，設計啟動和轉體轉動需要的牽引力最大值分別為2×500kN以及2×300kN。結合之前稱重實驗中獲得的相關參數數值，可知1#墩與2#墩的靜摩擦系數均比設計摩擦系數值小。因此通過進一步計算可知二者在實際啟動時需要的牽引力最大值分別為2×99kN以及2×89kN。以此為基礎，在轉體施工準備階段，施工人員選擇使用兩臺張拉力與張拉行程分別為1193kN與200mm的千斤頂、智能控制臺等機械設備為后續實際轉體施工提供良好的設備保障。

2.3.2 試轉體

為保障鐵路連續梁墩底轉體施工得以有效落實，在正式轉體之前需要進行試轉體。在試轉之前施工人員需要確保上轉盤刻度標注清晰，并將刻度指針按照要求規范埋設在下轉盤上。以便能夠對轉動距離、轉速進行實時控制，隨后通過空載試運行的方式對設備性能進行有效檢驗，在確保設備性能要求均與規定標準要求相符后，需要使用5kN到10kN的力依次預緊每一根鋼絞線，并將整機運行至50kN，此時如果無任何異常發生則表明設備可以正常運行。在實際試轉過程中，主要對鋼絞線拉伸長度值進行嚴格控制，同時結合具體情況對牽引力進行相應控制，以便能夠達到有效控制轉速，試轉體可以勻速轉動的效果。

2.4 正式轉體施工技術要點

在鐵路連續梁橋墩底轉體施工過程中，如果現場風速不超過4級，且轉體結構與設備在經過全面、嚴格的檢驗之后均與規定標準要求相符后，施工人員需要將滑道上的雜物等一并清除干凈，并涂抹適量黃油以使得滑道的摩擦阻力能夠降至最低。在啟動轉體時，需要緩慢增加牽引力。在該工程施工中，1#墩和2#墩千斤頂采用分次加力的方式，加力分別為140kN與115kN、138kN與125kN。在轉動轉體時，需將四氟板填充在撐腳位置處，轉動角速度需控制在1°/min到1.2°/min，每當轉動5°后施工人員便需要將轉體狀態實時報告至控制臺[3]。在橋面兩端中心軸線水平距離接近200mm時需要點動轉體，直至其基本就位。此時施工人員需要參照設計標高，對梁體端部標高等進行優化調整，在確保轉體完全就位后需要將其焊接鎖死，并依次進行鋼筋綁扎與混凝土澆筑操作即可。

3 結語

在開展鐵路連續梁橋墩底轉體施工時，施工人員需要立足工程實際情況，嚴格遵循國家相關標準要求，依照具體施工方案規范完成轉動結構體系施工、稱重實驗和不平衡配重等操作。并在實際轉體施工之前進行試轉體，最后通過規范啟動轉體并對其進行連續轉動、點動，直到其完全就位后將其鎖死，即可有效完成全部轉體施工。

參考文獻

[1] 張天雷.高墩大跨曲線橋梁墩底轉體風險分析與控制[J].鐵道建筑技術，2018（05）：32-35.

[2] 陳敬松.康祁公路永定河大橋高墩轉體設計與計算[J].交通科技，2016（02）：8-10.

[3] 梁栓民.狹窄區域V形轉體墩的設計構想與施工[J].鐵路技術創新，2015（05）：44-46.