铁路连续梁墩顶转体技术研究与应用

摘要：随着桥梁转体施工材料的研发应用，连续梁墩顶转体施工技术发展迅速，逐步建立了平转、竖转、平竖结合的发展阶段，能够适应各类地区的使用需求，满足了箱型拱、双曲拱、桁架拱等桥梁结构的转体施工技术应用需求。在施工过程中具有施工速度快、设备使用少、不影响交通通行等优点，因此研究铁路连续桥梁墩顶转体施工技术，具有重要的经济效益和社会效益。

关键词 ： 连续梁；墩顶转体技术；研究；应用

引言

对于铁路桥梁施工由于施工区域复杂，涉及深山峡谷、水深急流，或在通航的河道上架设桥梁，施工环境复杂，对桥梁施工的工期、效率，以及对周边环境的影响率有着较高的要求。连续墩顶转体施工技术与传统施工技术相比，具有架设设备要求简单、施工方便、能够减少高空作业的特点，广泛应用于桥梁工程施工中。转体桥梁施工工艺最早应用于拱桥施工，但随着新设备、新工艺、新材料的应用，使其技术水平不断成熟，能够满足铁路连续梁墩顶转体施工的使用需求，比如在“汉巴南铁路”施工中的下行联络线跨兰渝铁路大桥连续梁转体就采用了该技术，并获得了良好应用效果。传统施工技术应用中主要采用墩体转体的方式，将墩梁固结后整体转动到位，这样的方式转体效率相对较低，并且对于承台和桩基尺寸有着较高的要求。而采用墩顶转体施工的方案，降低球铰以及整体结构设计的难度，对降低工程材料使用量和工程造价，有着重要的意义作用。

1转体技术研究应用重点

1.1支承系统

在桥梁转体施工过程中支承设备是重要基础，直接关系的转体结构的稳定性，更是关系着桥梁主体是否能够旋转到位。支撑系统在设计过程中，按照类型可划分为转铰支承、撑脚支承、转铰与撑脚共同支承三类，转铰支承、撑脚支承能够应用于中小跨度的桥梁工程施工，大跨径和转体结构重心较高的工程则需要使用转铰与撑脚共同支撑体系。

1.1.1转铰支承体系

转铰支承体系的重量由中心转铰承担，在转铰中心设置有定位销，可以防止球面错动等问题。转铰支承体系在设置过程中属于单点支撑体系，在桥梁施工过程中易出现抖动现象。因此，设计人员在施工设计过程中，需要严格掌控撑脚和滑道之间的间隙，以保证桥梁转动时的平稳性，尽量保证撑脚与滑道面不接触，避免在整体施工中出现侧翻或倾覆的现象。

1.1.2撑脚支撑体系

撑脚支撑体系主要由撑脚负责重力的承担，由下部转盘环道和上部撑脚组成，桥梁施工中会在支承转盘周围设支重轮，该结构的主要作用是扩大支撑范围，避免出现倾覆的问题，但由于接触范围较大增大了转动的阻力，需要使用大功率的牵引设备。

1.1.3转铰与撑脚共同支撑体系

转铰与撑脚共同支撑体系是由转铰与撑脚共同承担的支撑体系，该体系在运用过程中，由于转铰与撑脚受力点不同，增加了整体结构的受力分析难度。需要通过科学计算的方式，使球铰、撑脚和转盘构成超静定的体系，以满足大载荷连续梁墩顶转体使用的需求。

1.2牵引驱动系统

牵引驱动系统的主要作用是桥梁转动起来，需要产生足够的牵引力和驱动力，使整个转体结构能够运转。目前是最常用的牵引系统，由反力座、穿心式张拉千斤顶、钢绞线、液压泵站和控制台组成，随着工程施工多样化，牵引系统在形式上出现了很多变动，可根据工程现场的实际情况灵活设置。如京雄城际铁路固安 特大桥采用的“下滑道牵引系统实现墩顶 不平衡转体”技术，该技术是通过增长旋转力臂的方式降低牵引力，避免了工程施工过程中的交叉干扰，且牵引力的大小易于控制，降低工程施工难度［1］。

1.3 平衡系统

平衡系统的主要作用依据转体球铰中心，根据不同的承载系统设计配置，常用的方法有堆重法、球铰预设偏心等。如推动法主要是使用沙袋水箱混凝土块等配重物，在较轻的一侧梁体上悬挂配重物，根据力矩计算配重重量以保证支撑的平衡性，按照配重的方法可分为平衡配重与不平衡配重法，平衡配重法则是在转体中心两侧的力矩保持一致，转体的重量由球铰承担，这样的施工方式对施工精度要求较高，需要尽量降低撑脚和滑道的间隔；不平衡配重法则是由球铰和撑脚共同承担转体过程中的重量，配重过后两端的力矩仍不平衡［2］。

2转体施工过程控制

2.1转体施工准备

2.1.1连续梁的制作与拼装

随着装配式工艺的应用，大多桥梁主体工程中的连续梁制作由工厂完成，按照工程设计图纸进行拆分，部分梁段的厂区内加工，然后运输至施工现场进行现场拼装。厂区内焊接好的箱梁，会分段分片区进入施工现场，由特种起吊设备将预制箱梁构件吊装至拼装支架上，进行拼装焊接，在焊接施工完成后，需要对预拱度、焊接整体成型、焊接焊缝进行检查，必须保证探伤合格率达到100%。

2.1.2稳定支腿和滑道安装

稳定支腿与滑道的安装需要控制好间距距离，依据转盘中心直径计算支腿与转盘中心的距离，支腿焊接过程中，可根据工程的实际需求，对支腿的形状进行设计，如在支腿底部镶嵌四氟板。滑道的安装则需要兼顾整体施工方案，依据工程现场的实际情况来实施进行设计，滑道安装要求在箱梁安装前完成支撑部分的安装，其余部分则需要在落架施工前完成。

2.1.3平衡重施加

平衡重施加关键点在于，平衡重施加要兼顾纵向和横向的平衡重力，加重物的重心应与平衡重心位置保持一致性，同时保证两侧平衡重配备重量的一致，也可采用其他的平衡方法，需要根据工程的实际情况完成平衡配重方式的设计。

2.1.4辅助索塔安装

在连续梁墩顶转转体施工过程中，通常需要在加工中心位置设置加工辅助塔，辅助塔作为整个工程的重要构件，主要作用是辅助拉索的拉力，保持整个吊装施工过程中转体的平衡性和稳定性，保障工程施工质量。索塔的安装位置需要靠近梁顶端的中心位置，在结构形式上可根据工程现场实际情况进行设置保证与梁结构主体的衔接；斜拉索安装采用平衡钢丝锁的方式，分上下端牢固在箱梁端部的耳板销轴上，斜拉索要保证两侧对称、同步张拉；千斤顶放置于索塔顶部箱内设张拉槽，完成张拉力的控制［3］。

2.1.5转体动力设施安装

动力系统的安装一般工程采用张拉千斤顶张拉钢绞索所施加动力，在动力装置设置过程中需要控制中心绞盘的距离与动力装置的焊接工作，动力装置的大小按照《转体动力设施计算》的原则方法进行测算。

2.2 转体施工

2.2.1试转体

试转体的主要目的是检查桥梁转体施工方案是否可行，对整个转体系统的协调性进行检验，使转体施工过程中需要做好现场的规划工作，提前向相关部门提供施工计划申请报表，确定交通导行方案。试转体施工过程中需要控制好球体平衡性和关键受力部分的监测，对各部分的应力、形变、滑板接触情况进行实时监测，收集各方数据，并将数据与理论数值进行比较，修正各类参数。

2.2.2正式转体

在一切准备工作完成后进行正式转体施工，施工过程中需要关注天气环境因素，并向有关部门保持密切联系。在转体施工快到位之前，需要逐步减少拽拉力，降低转体的速度，达到限位时即停止的施工效果，同时转体就位后需要控制好桥梁顶升的姿态，做好滑动体的固定工作，保障整个旋转过程中梁体结构的稳定性。

结语

综上所述，本文对铁路连续梁墩顶转体技术的应用进行简要阐述，分析了相关技术的应用要点，希望对该技术在工程建设领域的施工应用有所帮助。

参考文献:

［1］李辉，邹永伟，徐升桥，等．永临结合的墩顶转体法在铁路连续梁桥施工中的应用研究［J］．铁道标准设计，2019，63( 2) : 66－69．

［2］焦亚萌，徐升桥，简方梁，等．( 145+ 240+ 110) m 子母塔单索面转体斜拉桥设计创新［J］．铁道标准设计，2020，64( 5) : 78－82．

［3］国家铁路局．铁路桥梁钢结构设规范: TB10091—2017［S］．北京： 中国铁道出版社，2017．