跨越既有铁路连续梁转体施工技术研究

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摘要：我国采用转体施工方法建成的桥梁大多是跨越深谷、深水急流，以拱桥、斜腿钢构桥梁居多。桥梁转体施工法能够在交汇其他铁路的地方同时能够确保安全的施工,也确保了交通运输的正常运行,这一方法有着独特的优势,能够为社会建设提供比较明显的社会经济效益。本文就跨越既有铁路连续梁转体施工技术展开了相关的探讨，希望可为类似施工提供借鉴。

关键词：铁路；连续梁；专题施工

中图分类号：X731文献标识码： A

前言

桥梁转体法简单的说就是在非设计轴线位置将桥梁结构浇筑或者进行拼接成形之后，再通过转体进行就位的一种施工方法，这种方法可以在近地面或者岸上来进行施工，按照桥梁的结构与转动的方向对不同的方式进行有效的解决，这也是现阶段在桥梁施工中较为常见的施工方法。

一、桥梁转体法的简介

桥梁转体施工法是受开启桥的启发而被开发出来的一种很有发展潜力和使用价值的方法。最早使用这种方法的是50年代末意大利用竖转法修建一座混泥土拱桥,随后奥地利和东德又在此基础上发现平转法,并且应用它修建T型的钢构桥和双塔顶斜拉式桥。据有关资料记载,我国从1977年用转体施工法首次建成隧宁建设桥之后,陆陆续续采用这种方法建设了四十多座桥梁。当前,我国相关专家已经得出结论,这种方法不仅仅能够建设桥梁,也可以在铁路桥梁中得到很到的应用。

桥梁转体施工的工序为:首先，在岸边立架预制半跨桥梁上的结构,其次,借助上下转轴偏心值产生的分力,使两半跨桥梁上部结构向桥梁中心转动,并且用绳子控制转速,最后两半跨桥就会就为合拢。桥梁转体施工工艺的工作原理就类似与挖掘机铲臂可以随意旋转一样,在桥台或桥墩上分别预制转动轴心,以转动轴心为界将桥梁分为上下两个部分,上部分旋转,下部分固定墩台,并且可以跟施工现场的实际情况来决定旋转角度。

桥梁转体施工法分为两种:一种是竖转法;另外一种是平转法,竖转法对地形的要求很高,所以在实际应用方面不怎么广泛泛,而平转法对地形要求不高,在实际应用中,使用平转法的比较多。据笔者所知,竖转法在国外的话,只有德国和意大利应用竖转法各建设了一座混泥土桥;我国竖转法在1990年倍首次应用,随后在1991年的时候建设了两座长达60m的桥,然后,在四川自贡市修建了团结渠大田口渡槽,修建的时候是先采用竖转法后用平转发两者相结合完美的配合使用而建成的。总而言之,竖转法的应用相比平转法来说,应用的着实不广发。

平转法中又可细分为无平衡重转体和有平衡重转体。而无平衡重转体又可划分为无平衡重转单边转体和无平衡双边对称与不对称转体。

在施工中需要采用哪种方法是根据桥位所在的地形而定的,并没有万能的施工方法,不管哪种方法,转体的制作和设计师至关重要的,不能出现任何的差错,平衡稳定在修建桥梁中使用转体施工法的重中之重。有些桥梁就是依靠平衡重、利用本身的结构和扣锁来维持耸立不倒的重要原因。随着我国当前的经济科技不断地快速发展,桥梁转体施工技术桥梁转体技术也在不断地发展和完善。

二、连续梁转体施工

（1）、试转体

正式转动之前,进行试转,全面检查一遍牵引动力系统、转体体系、位控体系、防倾保险体系是否状态良好,检测整个系统的安全可靠性。同时由测量和监控人员对转体系统进行各项初始资料的采集,建立主桥墩转动角速度与梁端转动线速度的关系,准备对转体全过程进行跟踪监测,以便在转动过程中把转动速度控制在要求范围内。

试转的目的:检查、测试泵站电源、液压系统及牵引系统的工作状态;测试启动、正常转动、停转重新启动及点动状态的牵引力、转速等施工控制数据;以求在正式转体前发现、处理设备的问题和可能出现的不利情况,保证转体的顺利进行。

（2）、正式转体就位

1、试转结束,分析采集的各项数据,对转体实施方案进行修正,方可进行正式转体。整个转体基本采用人工指挥控制,所以,连续梁同步转体必须有统一的指挥机构。转体过程中数据的收集,采用严密的监视系统。指挥人员通过监视系统反映的两幅桥的数据资料进行协调指挥,以达到同步的目的。转体结构旋转前要做好人员分工,根据各个关键部位、施工环节,对现场人员做好周密部署,各司其职,分工协作,由现场总指挥统一安排。

2、转体施工的外部条件的确认转体施工日期根据气象部门预报确认可10天内没有大风、暴雨等恶劣天气,且转体当天风速不宜大于10m/s。

3、同步转体控制措施：①两墩同时启动,为保证同步进行,由启动指挥员用对讲机统一指挥。②连续千斤顶公称油压相同,转体采用两套同型号的液压设备,转体时按校验报告提供的参数控制好油表压力。③采用两幅转体同步监测转体过程中随时观测两个转体的钢绞线是否等速。

4、转体监控：①转体前在转盘上布置刻度并编号,转体过程中随时观测两个转盘的转过角度是否一致。②在转盘钢绞线上做好标记,观察同一转盘的两根牵引索通过千斤顶是否等速。③转体就位采用2台全站仪观测中线,时刻注意观察桥面转体情况,左右幅梁端每转过1m,向指挥长汇报一次,转体旋转到距设计位置2°时放慢转速,改用手动控制千斤顶。

5、防超转限位装置转体前在转体就位位置安装限位型钢,使型钢与转盘撑脚接触位置即为转体就位位置。

6、转体实施：①先让辅助千斤顶达到预定吨位,启动动力系统设备,并使其在“自动”状态下运行。②每个转体使用的对称千斤顶的作用力始终保持大小相等、方向相反,以保证上转盘仅承受与摩擦力矩相平衡的动力偶,无倾覆力矩产生。③设备运行过程中,各岗位人员的注意力必须高度集中,时刻注意观察和监控动力系统设备和转体各部位的运行情况。如果出现异常情况,必须立即停机处理,待彻底排除隐患后,方可重新启动设备继续运行。

（3）、封固转盘

转体精确定位后,注意检查转体高程、轴线偏位是否符合设计要求,无误后,立即在4个撑脚打入钢楔块,并将其锁定。清洁底盘表面并焊接预留钢筋,支模浇筑微膨胀封固混凝土使墩、梁连成一体。混凝土浇筑要振捣密实,保证墩、梁连接牢固可靠。

（4）、转体抗倾覆预案

按结构力学理论,平衡竖向力作用于梁体两端,使梁体安全转动,实际施工中存在纵向和横向不平衡弯矩,牵引力扭矩和梁体惯性力,使梁体在转体过程中会出现倾覆的可能,采取以下措施防止倾覆:

1、转体梁支撑墩墩顶设临时支座并预埋连接钢筋,将连续梁与桥墩进行连接形成T型结构,增加稳定性。2、撑脚的作用是防止结构发生较大的倾斜,即发生倾斜时撑脚先支撑于下转盘的滑道上,防止转体倾斜进一步发生。可利用撑脚采取相应的措施,消除不平衡弯矩,确保施工安全。3、在连续梁顶放置水箱,转体过程中若产生不平衡弯矩,梁体悬臂高程发生超范围变化,向高程增加侧水箱里注水,直至高程恢复到计算所得的高程范围内。4、在转动轴心设一定的横向预偏心,以消除曲线梁体的不平衡弯矩。

三、安全组织

由于濒临既有线,施工时对铁路的交通影响很大。施工前对沿线进行全面的安全检查,成立专门安全组织机构,制定详细的施工组织设计和安全组织方案,提前向铁路相关部门上报各工序的施工计划和安全保障措施,经审批后方能施工。施工期间在既有铁路边用彩钢瓦将施工区与既有铁路隔离。转体施工前要提前申报“天窗”和各项安全保障措施,按规定设置警戒,在批准的“天窗”时间内完成各工序的施工任务,确保既有线正常运营。

四、转体施工注意事项

（1）、转体施工前及转体施工时须对主梁的线形、下转盘的应力、转盘平整度、配重等进行一系列的监控量测

（2）、转体之前，需对转体系统进行参数测试，测试要点如下：1、转体梁纵、横向不平衡力矩测试，其主要目的是通过试验测得转体梁段的不平衡力矩和偏心距，确定转体梁段的配重重量、位置和新的偏心距。2、转体梁摩阻力矩和摩阻系数测试，其主要目的是通过试验测球铰的转动量和摩阻力矩，确保转体过程中不会发生纵、横向的刚体转动，并确定转动摩阻系数、启动时和转动时的牵引力大小。

（3）、根据监控量测和参数测试结果对理论启动牵引力、转动牵引力、配重进行调整．

（4）、同时应提前获取转体当天当地的气象信息，避免可能出现的大风天气对转体工作的危害，并采取有效防范措施．

五、转体施工的发展趋势

随着转体施工工艺的进步，在我国斜拉桥和刚构桥中也得到了广泛应用，其主要是转动构造中的摩擦系数的降低与牵引能力的提高。

随着钢管混凝土拱桥的广泛应用，拱桥逐步的向着轻型化和大跨度发展，这些趋势为我国桥梁建设提出了新的要求，也是桥梁建设面临着更多的挑战，为了满足新形势的发展要求，就要不断的提高桥梁的施工技术，有其的以转体技术为代表的新型施工管理技术。转体施工法进入了一个新的发展时期。

六、结语

总而言之，随着装备制造技术、施工技术的进步，近年来在上跨铁路、高速公路时，转体施工方法得到较多运用，取得了较快的发展。转体施工方法经济实用,安全可靠,随着我国铁路的发展,跨越既有线的铁路建设将不断增多,转体施工方法将发挥巨大作用,并产生更大的经济效益和社会效益。

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