夏遠(yuǎn)東

摘要：綜合京沈客專跨大鄭鐵路特大橋（40+64+40）m轉(zhuǎn)體連續(xù)梁轉(zhuǎn)體實(shí)際施工過(guò)程，介紹了上下轉(zhuǎn)盤以及球鉸安裝施工過(guò)程中控制技術(shù)以及注意事項(xiàng)。轉(zhuǎn)體梁施工的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)盤以及球鉸安裝的精度和質(zhì)量，因此在本工程的施工過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)、圖紙要求，保證了轉(zhuǎn)體梁施工的順利進(jìn)行，并且為類似的轉(zhuǎn)體梁工程提供了參考。

Abstract： This paper introduces the actual construction process of （40+64+40）m swivel continuous girder of extra large bridge across Dazheng Railway， and introduces the control technology and precautions during the construction of upper and lower turntable and spherical hinge. The key to the construction of the swivel girder is the accuracy and quality of the turntable and spherical hinge installation. Therefore， in the construction process， we should follow the design and drawing requirements to ensure the smooth construction of the swivel girder and provide reference for the similar swivel girder works.

關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)盤；安裝；球鉸；轉(zhuǎn)體

Key words： turntable；installation；spherical hinge；swivel

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）33-0136-04

1 工程概況

新建北京至沈陽(yáng)客運(yùn)專線興隆西至沈陽(yáng)段跨大鄭鐵路特大橋42、43、44、45號(hào)墩之間梁跨結(jié)構(gòu)為40+64+40m轉(zhuǎn)體連續(xù)梁。采用懸臂澆筑法施工。轉(zhuǎn)體分兩個(gè)T構(gòu)，轉(zhuǎn)體后合攏，單個(gè)轉(zhuǎn)體梁長(zhǎng)62m，單個(gè)轉(zhuǎn)體總重量W為49070 kN，轉(zhuǎn)體角度為順時(shí)針62.03°。其實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)體關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)盤制造與安裝，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)由下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、牽引系統(tǒng)組成。

2 轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)牽引力計(jì)算

轉(zhuǎn)體總重W=49070kN

其摩擦力計(jì)算公式為F=W×μ

啟動(dòng)時(shí)靜摩擦系數(shù)按μ=0.1，靜摩擦F=W×μ=4907kN

轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.06

轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)摩擦力F=W×μ=2944.2kN

轉(zhuǎn)體拽拉力計(jì)算：

T=2/3×（R·W·μ）/D

R-球鉸平面直徑，R=1.5m

W-轉(zhuǎn)體總重量，W=49070kN

D-轉(zhuǎn)臺(tái)直徑，D=9.4m

μ-球鉸靜摩擦系數(shù)，μ靜=0.1，μ動(dòng)=0.06

計(jì)算結(jié)果：

啟動(dòng)時(shí)所需要最大牽引力T=2/3×（R·W·μ靜）/D=522.02kN

啟動(dòng)時(shí)所需要最大牽引力T=2/3×（R·W·μ動(dòng)）/D=331.21kN

鋼絞線安全系數(shù)：12（根/臺(tái)）×26（t/根）/52.2（t）=5.98

通過(guò)拽拉預(yù)埋牽引索來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，澆筑上轉(zhuǎn)盤時(shí)埋入牽引索。

3 轉(zhuǎn)盤施工以及球鉸安裝

3.1 下轉(zhuǎn)盤施工

下轉(zhuǎn)盤分三次澆筑混凝土，即澆筑下轉(zhuǎn)盤下部（不含球鉸部分）、澆筑滑道及球鉸下部混凝土（含外側(cè)千斤頂反力座、臨時(shí)固結(jié)、牽引力反力座）、澆筑內(nèi)側(cè)千斤頂反力座。

下轉(zhuǎn)盤為支承轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)全部重量的基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)體完成后，與上轉(zhuǎn)盤共同形成基礎(chǔ)。下轉(zhuǎn)盤采用C50混凝土。下轉(zhuǎn)盤上設(shè)置轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的下球鉸、撐腳的環(huán)形滑到及轉(zhuǎn)體拽拉千斤頂反力座等。

3.1.1 下轉(zhuǎn)盤下部施工（不含球鉸部分）

首先進(jìn)行下轉(zhuǎn)盤底部鋼筋綁扎，待底層鋼筋網(wǎng)、頂層鋼筋網(wǎng)、外側(cè)千斤頂反力座綁扎完成后進(jìn)行吊裝內(nèi)模，如圖1，采用電子水準(zhǔn)儀對(duì)內(nèi)模頂部進(jìn)行調(diào)平，使其在同一高程上。內(nèi)模使用木模板制作而成，使用槽鋼進(jìn)行加固，并焊接輔助鋼筋做斜撐，確保安全，穩(wěn)定。

下轉(zhuǎn)盤外圍模板采用組合鋼模板，內(nèi)模安裝完畢后進(jìn)行模板安裝與加固，并澆筑混凝土。

3.1.2 滑道及球鉸安裝

3.1.2.1 下球鉸安裝

待下轉(zhuǎn)盤下部澆筑完成，達(dá)到強(qiáng)度之后，開始球鉸及滑道的安裝。上轉(zhuǎn)盤球鉸直徑Φ5000mm，下轉(zhuǎn)盤球鉸直徑Φ3000mm，厚度均為40mm。球鉸是平動(dòng)法施工的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，而轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的核心是轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸，它是轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，制作及安裝精度要求很高，必須精心制作，精心安裝。其制造精度控制如下：

①球面表面粗糙度不大于Ra12.5μm；②球面各點(diǎn)處曲率半徑務(wù)必相等，其誤差不大于2mm；③邊緣各點(diǎn)的高程差1mm；④橢圓度1.5mm；⑤各鑲嵌四氟板頂面應(yīng)位于同一球面，其誤差1mm；⑥球鉸上、下球鉸形心軸、球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)軸中心軸務(wù)必重合，其誤差2mm。

鋼球鉸面在工廠制造加工，在下球鉸面上按設(shè)計(jì)位置銑鉆四氟板鑲嵌孔，同時(shí)在下球鉸面上設(shè)置適量的混凝土振動(dòng)搗孔，以方便球鉸面下混凝土的施工。下轉(zhuǎn)盤球鉸安裝如下：

①下轉(zhuǎn)盤槽底清理：首先根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高對(duì)槽底進(jìn)行清理，對(duì)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)高的地方進(jìn)行處理；然后對(duì)槽內(nèi)混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理；最后將槽內(nèi)雜物清除干凈；endprint

②初步定位：用全站儀進(jìn)行放樣，確定下球鉸中心十字線及定位鋼架位置。采用鉛球確定中心位置，如圖2所示。

③安裝調(diào)整固定下球鉸：采用70t吊車將固定鋼架吊入，在根據(jù)中心十字線進(jìn)行初步就位。然后用撬棍慢慢移動(dòng)，再用全站儀及水準(zhǔn)儀檢查位置和高程，反復(fù)進(jìn)行校對(duì)，直至鋼架位置及高程準(zhǔn)確為止。 安裝骨架之后，同樣采用70t吊車將下球鉸安裝就位，如圖3。

安裝下球鉸之后進(jìn)行滑道安裝，安裝滑道之前，先確定滑道高程，滑道上設(shè)定50個(gè)點(diǎn)，采用電子水準(zhǔn)儀以此將50個(gè)點(diǎn)調(diào)至同一個(gè)標(biāo)高上，高程采用調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行調(diào)平；在支撐滑道的骨架下利用第一次澆筑混凝土預(yù)埋的25螺紋鋼焊接成雙排一周的支撐凳，以此支撐滑道，如圖4，安裝滑道后同樣使用電子水準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)平，要求相對(duì)高差不大于2mm，如圖5。

經(jīng)過(guò)以上調(diào)整之后進(jìn)行第二次混凝土的澆筑。澆筑下轉(zhuǎn)盤混凝土：混凝土澆筑過(guò)程中密實(shí)度的控制、澆筑過(guò)程中下球鉸不能收到擾動(dòng)、混凝土收縮不至于對(duì)轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生影響。為解決這幾個(gè)問(wèn)題采取以下措施：

①球鉸上設(shè)置澆筑及排氣孔，澆筑順序采用由中心向四周進(jìn)行澆筑，有利于排氣?；炷琳駬v過(guò)程中嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行作業(yè)；②混凝土澆筑前，搭設(shè)施工平臺(tái)，在澆筑混凝土的過(guò)程中禁止人員在球鉸上走動(dòng)或作業(yè)，防止對(duì)球鉸造成擾動(dòng)，并對(duì)下球鉸表面進(jìn)行覆蓋，便于安裝四氟板時(shí)便于清理；③嚴(yán)格控制混凝土澆筑，并派專職人員加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，混凝土終凝后采用敲擊的方法進(jìn)行檢查，對(duì)因混凝土收縮產(chǎn)生間隙的部位進(jìn)行鉆孔壓漿處理。

3.1.2.2 上球鉸安裝

下球鉸混凝土灌注完成，將轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸Φ270mm定位鋼銷軸放入下轉(zhuǎn)盤預(yù)埋套筒中。然后進(jìn)行下球鉸聚四氟乙烯滑動(dòng)片和上球鉸的安裝。聚四氟乙烯滑動(dòng)片安裝前，先將下球鉸頂面清理干凈，球鉸表面及安裝滑動(dòng)片的孔內(nèi)不得有任何雜物，并將球面吹干。根據(jù)聚四氟乙烯的編號(hào)將球鉸滑動(dòng)片安放在相應(yīng)的鑲嵌孔內(nèi)?；瑒?dòng)片安裝完成后，各滑動(dòng)片頂面應(yīng)位于同一球面上，其誤差1mm。檢查合格后，在球面上滑動(dòng)片間涂抹黃油聚四氟乙烯粉。涂抹完黃油聚四氟乙烯粉，使黃油聚四氟乙烯粉均勻充滿滑動(dòng)片之間的空間，并略高于滑動(dòng)片頂面，保證滑動(dòng)片頂面有一層黃油聚四氟乙烯粉，如圖6。涂抹完黃油聚四氟乙烯粉后，嚴(yán)禁雜物掉入球鉸，并盡快安裝上球鉸。上球鉸精確定位并臨時(shí)鎖定限位，上下球鉸吻合面外周圍用膠帶纏繞密封，嚴(yán)禁泥沙和雜物進(jìn)入球鉸摩擦部。如圖7。

球鉸安裝要點(diǎn)：

①保持球鉸面不變形，保證球鉸面光潔度及橢圓度。②球鉸范圍內(nèi)混凝土振搗務(wù)必密實(shí)。③防止混凝土漿及其他雜物進(jìn)入球鉸摩擦部。④球鉸安裝頂口務(wù)必水平，其頂面任意兩點(diǎn)誤差1mm。⑤球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)中心務(wù)必位于設(shè)計(jì)位置，其誤差：順橋向±1mm；橫橋向±1.5mm。

其中，安裝下球鉸、綁扎鋼筋之后進(jìn)行第二次混凝土澆筑，包括外側(cè)千斤頂反力座、臨時(shí)固結(jié)、牽引力反力座，澆筑完成后安裝上球鉸，進(jìn)行人工試轉(zhuǎn)上下球鉸，順時(shí)針?lè)较?、逆時(shí)針?lè)较蚋鬓D(zhuǎn)3圈，以使上下球鉸接觸完全，黃油分布均勻密集，如圖8。隨后澆筑第三次混凝土（內(nèi)側(cè)千斤頂反力座）。

3.1.3 安設(shè)撐腳、砂箱

撐腳即為轉(zhuǎn)體時(shí)支撐結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體平穩(wěn)的保險(xiǎn)腿。從轉(zhuǎn)體時(shí)保險(xiǎn)腿的受力情況考慮，轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)稱的兩個(gè)保險(xiǎn)腿之間的中心線重合，使6個(gè)保險(xiǎn)腿對(duì)稱分布于縱軸線的兩側(cè)，在撐腳的下方設(shè)置1.1m的滑道，滑道半徑4m，轉(zhuǎn)體時(shí)保險(xiǎn)腿可在滑道內(nèi)滑動(dòng)，以保證轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)。

每個(gè)上下轉(zhuǎn)盤下設(shè)6組撐腳，每組撐腳為雙圓柱形，下設(shè)30mm厚鋼走板，雙圓柱為兩個(gè)？準(zhǔn)800mm×24mm的鋼管，撐腳內(nèi)灌注C50無(wú)收縮混凝土，撐腳在工廠整體制造后運(yùn)至工地。下轉(zhuǎn)盤混凝土澆筑完成上球鉸安裝就位時(shí)立即安裝撐腳。

每?jī)山M撐腳之間安設(shè)兩個(gè)砂箱，砂箱的主要作用是將轉(zhuǎn)體系統(tǒng)在轉(zhuǎn)體前進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)，用來(lái)支撐上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤的重量，從而保證梁體在施工過(guò)程中轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的穩(wěn)定，砂箱內(nèi)填充石英砂。砂箱安裝前對(duì)砂箱預(yù)壓，使砂箱內(nèi)石英砂擠壓密實(shí)，以致在澆筑上轉(zhuǎn)盤、墩柱以及轉(zhuǎn)體主梁時(shí)，砂箱不發(fā)生較大的沉降。與上下轉(zhuǎn)盤臨時(shí)固結(jié)形成雙保險(xiǎn)，保證撐腳底部和滑道之間的空隙。圖9為安裝撐腳、砂箱的施工過(guò)程。

3.2 轉(zhuǎn)臺(tái)球缺施工

撐腳、砂箱安裝完成后，安裝轉(zhuǎn)臺(tái)底模板，底模板采用木模，下面鋪設(shè)方木。綁扎底層鋼筋完成后，安裝轉(zhuǎn)臺(tái)半徑為4.7m的模板。外側(cè)采用8×5cm的方木加固，方木外圍用兩道？準(zhǔn)16的螺紋鋼做成圓形加固。

轉(zhuǎn)臺(tái)球缺施工過(guò)程中須特別注意預(yù)埋牽引索。牽引索錨固端埋入上轉(zhuǎn)盤3m以上，并圓順的纏繞在轉(zhuǎn)盤上，施工時(shí)要特別注意牽引索的方向。預(yù)埋牽引索采用P型錨，鋼絞線采用強(qiáng)度級(jí)別為1860MPa的7？準(zhǔn)5的鋼絞線，圖10為埋設(shè)牽引索的錨固端。圖11為轉(zhuǎn)臺(tái)及球缺綁扎鋼筋。

3.3 上轉(zhuǎn)盤施工

上轉(zhuǎn)盤是轉(zhuǎn)體的重要結(jié)構(gòu)，在整個(gè)轉(zhuǎn)體過(guò)程中形成多向、立體的受力狀態(tài)，上盤布有縱、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋。上轉(zhuǎn)盤為長(zhǎng)方體，高2.0m。

上轉(zhuǎn)盤縱向預(yù)應(yīng)力筋采用24根12-7？準(zhǔn)高強(qiáng)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，橫向采用30根12-7？準(zhǔn)5高強(qiáng)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa。采用單端張拉，張拉端、錨固端采用“15-12”型預(yù)應(yīng)力錨具，張拉時(shí)對(duì)稱、交錯(cuò)張拉。應(yīng)該注意的是上轉(zhuǎn)盤張拉壓漿分兩次進(jìn)行。首先張拉50%縱向和橫向預(yù)應(yīng)力筋并壓漿，然后待縱、橫向管道漿體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉另一半縱、橫向鋼束。

轉(zhuǎn)臺(tái)球缺混凝土達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行鑿毛處理，然后長(zhǎng)方體上轉(zhuǎn)盤施工，綁扎底板鋼筋，側(cè)面鋼筋，穿預(yù)應(yīng)力波紋管，頂面鋼筋網(wǎng)綁扎，預(yù)埋墩身主筋，綁扎墩身加臺(tái)鋼筋，模板加固，澆筑混凝土，如圖12、圖13。其中必須注意的是預(yù)埋下料口PVC管，以便以后轉(zhuǎn)體之后上下轉(zhuǎn)盤封固澆筑混凝土下料。

4 轉(zhuǎn)盤制作與安裝注意事項(xiàng)

①下轉(zhuǎn)盤第二次澆筑混凝土?xí)r一定要在下球鉸上面預(yù)留振搗孔，待混凝土澆筑到下球鉸底面時(shí)注意利用振搗孔振搗混凝土，確保球鉸下混凝土密實(shí)。

②埋設(shè)牽引索時(shí)一定要注意埋設(shè)方向，并且嚴(yán)格控制牽引索的高度，保證牽引索高度與牽引力反力座里面槽口高度一致。

③安裝球鉸過(guò)程中要嚴(yán)格控制球鉸骨架、下球鉸、中心定位銷、上球鉸同軸心。安裝聚四氟乙烯滑片時(shí)，要清理下球鉸上面澆筑混凝土?xí)r留下的殘?jiān)?，減小摩擦系數(shù)，并且安裝滑片時(shí)要注意滑片的編號(hào)，對(duì)號(hào)入座。

④安裝定位銷時(shí)注意首先將定位銷均勻涂抹黃油聚四氟乙烯粉。

⑤上下球鉸均安裝結(jié)束后要人工試轉(zhuǎn)上下球鉸，保證球鉸之間的黃油聚四氟乙烯粉分布均勻，減小摩擦系數(shù)。同時(shí)結(jié)束后采取有效措施保護(hù)上下球鉸之間的間隙（比如用透明塑料布纏繞球鉸接縫處一周）。

⑥確保撐腳與滑道之間留有足夠的空隙，以便轉(zhuǎn)體施工時(shí)能平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

⑦澆筑上轉(zhuǎn)盤時(shí)要分層對(duì)稱澆筑，避免由于不平衡力矩而產(chǎn)生上轉(zhuǎn)盤傾覆現(xiàn)象。

5 結(jié)束語(yǔ)

上下轉(zhuǎn)盤和球鉸的安裝是轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)，它的制作和安裝的精度都非常高。是轉(zhuǎn)體梁成功轉(zhuǎn)體的關(guān)鍵所在。通過(guò)對(duì)跨大鄭鐵路特大橋（40+64+40）m轉(zhuǎn)體連續(xù)梁上下轉(zhuǎn)盤以及球鉸安裝技術(shù)的論述。依照此種施工方案可以有效地控制轉(zhuǎn)盤及球鉸施工的關(guān)鍵工序。

參考文獻(xiàn)：

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