董杰

（北京中聯(lián)環(huán)工程股份有限公司，北京市100037）

高墩T型剛構轉(zhuǎn)體系統(tǒng)設計

董杰

（北京中聯(lián)環(huán)工程股份有限公司，北京市100037）

以實際工程為背景，介紹了高墩轉(zhuǎn)體T構的構造特點，闡述了關于轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的設計要素以及與之相關計算內(nèi)容，簡述了臨時固結措施，有關經(jīng)驗可供相關專業(yè)人員參考。

高墩轉(zhuǎn)體T構；球鉸系統(tǒng)；臨時固結

1　項目概況

本文工程背景為陽泉～盂縣高速公路桃河特大橋工程，跨石太鐵路主橋，與石太鐵路相交角為70。。上部結構采用75 m+75 m預應力混凝土T型剛構方案，主墩高40 m，采用平面轉(zhuǎn)體施工，見圖1。

圖1　橋型布置圖（單位：m）

2　轉(zhuǎn)體系統(tǒng)構造

橋梁轉(zhuǎn)體結構由下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)等組成，見圖2。

2.1下轉(zhuǎn)盤

下轉(zhuǎn)盤為支承轉(zhuǎn)體結構全部重量的基礎，轉(zhuǎn)體完成后，與上轉(zhuǎn)盤共同形成基礎。下轉(zhuǎn)盤上設有轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的下球鉸、直徑為10 m的環(huán)形下滑道及12組千斤頂反力座。撐腳與下滑道的間隙為14 mm。千斤頂反力座用于轉(zhuǎn)體的啟動、止動和姿態(tài)微調(diào)等。

圖2　轉(zhuǎn)體系統(tǒng)示意圖

由于本橋橋墩較高，故采用懸臂澆筑法施工。在施工中應盡量做到懸臂兩端對稱施工，但各種擾動是不可避免的，在設計中，應考慮此情況。為了保證T構在施工過程中的整體穩(wěn)定，球鉸需要采取臨時固結措施。見圖3～圖5。

圖3　臨時固結錨固立面圖（未示箍筋，單位：m）

圖4　1/4臨時固結錨固平面圖（未示箍筋，單位：m）

圖5　臨時固結墊塊立面圖（單位：m）

臨時固結墊塊采用C50混凝土，墊塊中間設有硫磺砂漿夾層，固結鋼筋采用JL32鋼筋，在澆筑下球鉸承臺時預埋。在安裝球鉸及滑道后，將球鉸臨時固結，然后施工中墩上轉(zhuǎn)盤、墩身及梁體。轉(zhuǎn)體前用電熱硫磺砂漿拆除，要求墩身兩側對稱的同時拆除，解除球鉸的臨時固結。

2.2球鉸

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。中心轉(zhuǎn)盤球面半徑為8 m，上轉(zhuǎn)盤球缺高0.230 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φ265 mm。

2.3上轉(zhuǎn)盤

上轉(zhuǎn)盤是轉(zhuǎn)體時的重要結構，在整個轉(zhuǎn)體過程中是一個多向、立體的受力狀態(tài)，受力較復雜，設計采用三向預應力結構。上轉(zhuǎn)盤共設有8組撐腳，每組撐腳由2個φ800×24 mm的鋼管混凝土組成，下設30 mm厚鋼板，鋼管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土。撐腳中心線的直徑為10 m。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。

2.4轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)

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)臺的長度應大于3.0 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，防止施工過程中鋼絞線損壞或嚴重銹蝕。

3　轉(zhuǎn)體系統(tǒng)計算

3.1球鉸上、下轉(zhuǎn)盤混凝土局部壓應力驗算

球鉸上轉(zhuǎn)盤接上層承臺，計算得到轉(zhuǎn)體重量，混凝土的局部壓應力按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）中公式5.7.1-1和5.7.1-2驗算：

式中：Fld為局部受壓面積上的局部壓應力設計值；fcd為混凝土軸心抗壓強度設計值；ηs為混凝土局部承壓修正系數(shù)；β為混凝土局部承壓提高系數(shù)；Ab為局部受壓時的計算底面積；Aln、Al為混凝土局部受壓面積。

3.2聚四氟乙稀滑片應力及撐腳應力驗算

施工階段對球鉸四氟滑板及上轉(zhuǎn)盤撐腳承載能力進行驗算，計算要考慮兩側主梁混凝土施工誤差（按±2%計算）+風荷載作用+施工機具所引起的彎矩及豎向力。

3.3牽引反力驗算

下轉(zhuǎn)盤頂設2臺ZLD100連續(xù)張拉千斤頂，牽引索采用1 860 MPa級別的兩根19—ΦS15.2的鋼絞線，另有多臺輔助千斤頂。計算公式如下：

式中：R為球鉸平面半徑；W為轉(zhuǎn)體總重量，kN；D為轉(zhuǎn)臺直徑；μ為球鉸摩擦系數(shù)，μ靜=0.1，μ動=0.06。

3.4轉(zhuǎn)體結構抗傾覆穩(wěn)定性驗算

轉(zhuǎn)體結構轉(zhuǎn)體在各種最不利荷載及施工誤差的作用下，即在箱梁兩側懸臂的質(zhì)量誤差±2%，一端有50 kN施工機具及10 a一遇的風荷載下，以上轉(zhuǎn)盤撐腳將作為支點，安全系數(shù)K= M抗/M傾＞1.5。

3.5轉(zhuǎn)體階段下轉(zhuǎn)盤撐腳處局部應力驗算

在轉(zhuǎn)體階段，下轉(zhuǎn)盤在各種最不利荷載及施工誤差作用下，撐腳處的壓力所承受的壓力要增大，每個撐腳局部壓應力按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）中公式5.7.1-1和5.7.1-2驗算。

3.6臨時固結驗算

臨時固結驗算考慮轉(zhuǎn)體前最大懸臂時，兩側主梁在混凝土施工誤差（按±2%計算）、風荷載作用下對臨時固結混凝土墊塊及固結鋼筋進行驗算，本項目同時考慮了1.4的瞬間動力系數(shù)。

4　結語

轉(zhuǎn)體施工是橋梁施工中常見的施工方法，跨線橋施工對既有線的已成交通影響相對很?。豢缃绾訒r，可在岸邊完成主體施工后轉(zhuǎn)體，不僅降低了施工成本，而且在陸地施工相對安全，高墩轉(zhuǎn)體在實際工程中也越來越常見。本橋已于2011年5月建成通車，轉(zhuǎn)體系統(tǒng)設計安全可靠，希望本文提供的轉(zhuǎn)體設計計算內(nèi)容和步驟，能為廣大設計者提供參考。

U448.23

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1009-7716（2015）05-0074-02

2015-01-14

董杰（1983-），女，北京人，工程師，從事橋梁設計工作。