□文/客麗麗

工程概況

國道112線高速公路跨京滬鐵路立交橋位于天津市北辰區(qū)雙街鎮(zhèn)與武清區(qū)楊村之間。橋梁與京滬鐵路相交，交角為90.32°；上部結(jié)構(gòu)為跨越京滬鐵路主橋梁體采用兩幅68 m＋68 m的T型鋼構(gòu)，采用轉(zhuǎn)體法施工；左右幅在鐵路的東西兩側(cè)分別預制，預制完成后進行轉(zhuǎn)體施工，左幅轉(zhuǎn)體長度為61 m＋61 m、寬度24.25 m，右幅轉(zhuǎn)體長度為56 m＋56 m、寬度28.5 m，轉(zhuǎn)體角度為89.5°，轉(zhuǎn)體質(zhì)量分別為12 600、13 500 t。該鐵路位于直線段，現(xiàn)狀有四股鐵路，面向北京方向由左向右依次為京滬上行線、京滬下行線、京山三線、津薊鐵路，因此為了盡量減少對既有鐵路運營的影響，采用球鉸轉(zhuǎn)體施工工藝。

技術(shù)特點

轉(zhuǎn)體球鉸包括上盤、下盤、球鉸上半部、球鉸下半部、牽轉(zhuǎn)盤、保險撐腳、定位銷和牽轉(zhuǎn)裝置；球鉸下半部呈凹形，凹面向上；球鉸上半部呈凸形，凸面向下，凸面位于凹面內(nèi)且凹面向上包容凸面成為球鉸轉(zhuǎn)動核心；在球鉸下半部設置有多個圓形凹槽，凹槽內(nèi)鑲嵌有與其緊密配合的滑片或滑板，球鉸上半部緊壓在滑片或滑板上。這種采用凹、凸形設計的轉(zhuǎn)體球鉸在相同傾覆力作用下其傾覆力臂更小、安全性穩(wěn)定性高、運行可靠，而且球鉸上、下半部之間的滑潤介質(zhì)不會溢出；采用聚四氟乙烯類材料使球鉸上、下半部間摩擦系數(shù)較小。

球鉸的加工制造

中心轉(zhuǎn)盤球面半徑為8 m，上轉(zhuǎn)盤球缺高1.230 m，下轉(zhuǎn)盤球缺高0.228 m、直徑3.8 m，定位中心轉(zhuǎn)軸的直徑為260mm。球鉸由上下兩塊鋼質(zhì)球面板組成，上面板為凸面，通過圓錐臺與上部的牽轉(zhuǎn)盤連接，上轉(zhuǎn)盤就位于牽轉(zhuǎn)盤上；下面板為凹面，嵌固于下轉(zhuǎn)盤頂面。上下面板均為40mm厚的鋼板壓制而成的球面，背部設置肋條，防止在加工、運輸過程中變形并方便球鉸的定位、加強以及與周圍混凝土的連接。轉(zhuǎn)體球鉸造型見圖1。

圖1 轉(zhuǎn)體球鉸造型

鋼球鉸直徑3.8 m，是轉(zhuǎn)體施工的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的核心，是轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，制作及安裝精度要求很高。其制造精度控制如下：球鉸和接觸球面粗糙度Ra值≯12.5；球面各點處曲率務必相等，其誤差≯2mm；球鉸邊緣各點的高程差≯1mm；水平截面橢圓度≯1.5mm；下球鉸內(nèi)球面各鑲嵌四氟板頂面應位于同一球面上，其誤差≯0.2mm；球鉸上、下球面形心軸與球鉸轉(zhuǎn)動中心軸務必重合，其誤差≯0.2mm；與上下球鉸相焊接鋼管中心軸務必與轉(zhuǎn)動軸重合，其誤差≯1mm，鋼管務必鉛垂，其傾斜度≯3%。

鋼球鉸面在工廠制造加工，在下球鉸面上按設計位置銑鉆四氟板鑲嵌孔，同時在下球面上設置適量的混凝土振搗孔，以方便球鉸面下混凝土的施工。

轉(zhuǎn)鉸各構(gòu)件的安裝

轉(zhuǎn)盤安裝順序為下轉(zhuǎn)盤球鉸及滑道安裝→中心定位軸鋼棒安裝→下球鉸聚四氟乙烯滑塊安裝→上球鉸安裝→上轉(zhuǎn)盤撐腳安裝→上轉(zhuǎn)盤安裝。

主要施工方法

下轉(zhuǎn)盤球鉸安裝

在承臺混凝土澆注時預留槽口，轉(zhuǎn)盤球鉸調(diào)整固定后進行二次澆注混凝土。下轉(zhuǎn)盤球鉸的安裝順序如下。

（1）槽口清理。首先根據(jù)設計位置采用精確測量放樣對槽口進行檢查，對不滿足設計的地方進行處理；然后對槽口內(nèi)混凝土面進行鑿毛處理；最后將槽口內(nèi)及鋼筋上的碎渣、水泥漿清除。

（2）初步定位。確定下球鉸中心十字線，放出下球鉸骨架位置。下轉(zhuǎn)盤球鉸初步定位的目的是保證槽口內(nèi)鋼筋與轉(zhuǎn)盤的錨固鋼筋不發(fā)生沖突。

（3）綁扎槽口內(nèi)鋼筋。在準備工作完成后，按照設計及規(guī)范的要求進行鋼筋的綁扎。此項施工必須注意，當普通鋼筋與下轉(zhuǎn)盤球鉸錨固螺栓發(fā)生沖突時，應適當移動普通鋼筋。

（4）安裝調(diào)整下球鉸骨架。先采用吊車將下球鉸骨架吊入并進行粗調(diào)，然后采用撬棍進行精確調(diào)整。人工調(diào)整時先用線繩拉出骨架準確位置和高程。

（5）固定。待骨架調(diào)整完成后與骨架預留鋼筋焊接牢固。

（6）澆注下球鉸骨架混凝土。

（7）安裝下球鉸。下球鉸安裝前先進行檢查，主要檢查下轉(zhuǎn)盤球鉸表面橢圓度及結(jié)構(gòu)是否滿足設計加工要求。下轉(zhuǎn)盤球鉸的現(xiàn)場組裝，主要是錨固鋼筋及調(diào)整螺栓的安裝；此部分為螺栓連接，其他構(gòu)件均在廠內(nèi)進行焊接組裝完成。

（8）精確定位及調(diào)整。利用固定調(diào)整架及調(diào)整螺栓將下球鉸懸吊，調(diào)整中心位置，然后依靠固定調(diào)整螺桿上下轉(zhuǎn)動調(diào)整標高。

（9）固定。精確定位及調(diào)整完成后，對下轉(zhuǎn)盤球鉸的中心、標高、平整度進行復查；中心位置利用全站儀檢查，標高采用精度0.01mm的精密水平儀及鋼銦尺多點復測，經(jīng)檢查合格后對其進行固定；豎向利用調(diào)整螺栓與橫梁之間擰緊固定，橫向采用在承臺上預埋型鋼，利用型鋼固定。

（10）澆注下球鉸混凝土?；炷恋臐沧㈥P(guān)鍵在于混凝土的密實度、澆注過程中下轉(zhuǎn)盤球鉸應不受擾動、混凝土的收縮不至于對轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生影響。為解決這幾個問題采取以下措施。

a設置混凝土澆注及排氣孔分塊，單獨澆注各肋板區(qū)，澆注順序由中心向四周進行。

b在混凝土澆注前搭設工作平臺。人員在工作平臺上作業(yè)，避免操作過程對其產(chǎn)生擾動。

c嚴格控制混凝土澆注，加強混凝土的養(yǎng)護?；炷聊毯蟛捎弥虚g敲擊邊緣觀察的方法進行檢查，對混凝土收縮產(chǎn)生的間隙用鉆孔壓漿的方法進行處理。各部詳見圖2。

上球鉸和聚四氟乙烯滑動片安裝

下球鉸混凝土澆注完成后，將轉(zhuǎn)動中心軸φ260mm的鋼棒放入下轉(zhuǎn)盤預埋套管中。然后進行聚四氟乙烯滑動片和上球鉸安裝。聚四氟乙烯滑動片安裝前，先將下球鉸頂面清理干凈，球鉸表面及安裝聚四氟乙烯滑動片的孔內(nèi)不得有任何雜物并將球面吹干。根據(jù)聚四氟乙烯滑動片的編號將其安放在相應的鑲嵌孔內(nèi)。每個球鉸布置724塊φ6 cm的聚四氟乙烯滑動片，總面積為20 470.6 cm2，聚四氟乙烯滑動片處于較高的壓應力狀態(tài)，平均計算壓應力為左幅60.3 MPa，右幅64.6 MPa。采用設計抗壓強度為100 MPa的聚四氟乙烯滑動片。

聚四氟乙烯滑動片安裝完成后，保證其頂面位于同一球面上，誤差≯1mm。檢查合格后，在球面上各聚四氟乙烯滑動片間涂抹黃油聚四氟乙烯粉，使黃油聚四氟乙烯粉均勻充滿聚四氟乙烯滑動片之間的空間并略高于聚四氟乙烯滑動片，保證其頂面有一層黃油聚四氟乙烯粉。整個安裝過程應保持球面清潔，嚴禁將雜物帶至球面上。將上球鉸的兩段銷軸套管接好，用螺栓固定牢固。將上球鉸吊起，在凸球面上涂抹一層聚四氟乙烯粉，然后將上球鉸對準中心銷軸輕落至下球鉸上，用倒鏈微調(diào)上球鉸位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙一致，去除被擠出的多余黃油并用寬膠帶將上下球鉸邊緣的縫隙密封，防止雜物進入球鉸摩擦部分。安裝后效果見圖3。

圖3 聚四氟乙烯滑動片安裝后效果

上轉(zhuǎn)盤安裝

上轉(zhuǎn)盤是轉(zhuǎn)體時的重要結(jié)構(gòu)，在整個轉(zhuǎn)體過程中是一個多向、立體的受力狀態(tài)，受力復雜，設計采用三向預應力結(jié)構(gòu)。上轉(zhuǎn)盤長12 m，寬12 m，厚2 m，轉(zhuǎn)臺直徑φ11 m，高度0.8 m。轉(zhuǎn)臺是球鉸、撐腳與上轉(zhuǎn)盤相連接的部分，又是轉(zhuǎn)體牽引索直接施加的部位。轉(zhuǎn)臺內(nèi)預埋牽引索固定端采用P型錨具，同一對牽引索的錨固端應在同一直徑線上并對稱于圓心，注意每根索的預埋高度應和牽引方向一致。每根索埋入轉(zhuǎn)臺的長度應＞2.5 m，每根索的出口點也應對稱于轉(zhuǎn)盤中心。牽引索外露部分應圓順地纏繞在轉(zhuǎn)臺周圍，互不干擾地擱置于預埋鋼筋上并做好保護措施。

待上轉(zhuǎn)盤混凝土達到設計強度后，進行整個轉(zhuǎn)體系統(tǒng)支承體系的轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)臺支承于球鉸上。施加轉(zhuǎn)動力矩，使轉(zhuǎn)臺沿球鉸中心軸轉(zhuǎn)動。檢查球鉸的運轉(zhuǎn)是否正常，測定其摩擦系數(shù)，為轉(zhuǎn)體施工提供依據(jù)。

設計靜摩擦系數(shù)為0.1，動摩擦系數(shù)為0.06，若測出的摩擦系數(shù)較設計出入較大，立即分析原因并做出相應處理。

結(jié)語

轉(zhuǎn)體球鉸安裝施工技術(shù)是一項要求十分嚴格的施工技術(shù)，球鉸安裝中的每項工序都要嚴格按照計算要求及規(guī)范要求執(zhí)行；球鉸安裝技術(shù)也是實施轉(zhuǎn)體施工的基礎(chǔ)工作，球鉸安裝技術(shù)的順利實施，能夠為工程節(jié)省超過10 d的工期，為轉(zhuǎn)體施工提供保障；因此在交通工程日益發(fā)展的今天，轉(zhuǎn)體球鉸安裝施工技術(shù)將會在更多跨線橋施工中應用。

［1］楊振江，鞏天才．高架斜拉橋跨越鐵路轉(zhuǎn)體施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2004，（11）：3-5.