桥梁转体施工技术.doc

玉树路跨沪杭高速公路桥梁转体施工技术 隧道网 (2004-12-14) 新闻来源：隧道网摘 要 上海市松江区玉树路跨沪杭高速公路桥梁工程桥梁总长 500m，其中主桥为三跨（32m+70m+32m）空腹式拱梁组合连续刚架结构，采取有平衡重的水平转体工法施工转体施工工艺在上海市桥梁建造史上应用不多（主要原因是上海地区地质条件多为软土地基，桥梁构造物使用阶段沉降量较大且不均匀，不易控制，对转体结构造成不利影响，另转体施工在桥梁构造物两侧需要充足的闲置场地，在上海市区一般无法满足条件），目前玉树路跨沪杭高速公路桥梁投入使用已经有一段时间了，从桥梁的外部线形、外观、结构内部受力监测数据等反馈信息来看，均达到十分满意的结果转体施工技术可为桥梁工程建设带来便利，为建筑企业和社会创造显著的经济、社会效益关键词：连续刚架桥梁、上下弦杆、上下转盘（磨心、磨盖）、偏心距、力矩1 玉树路跨沪杭高速公路桥梁工程概况玉树路跨沪杭高速公路桥梁工程（以下简称“跨线桥”）位于上海市松江区（荣乐西路至施贤路），跨越沪杭高速公路，南侧是松江城区，北侧是松江大学城（新城区），跨线桥是连接新老城区的交通要道。

沪杭高速公路上车流量大，交通运营繁忙，为了减少施工过程中对沪杭高速公路正常交通运营的干扰和影响，跨线桥设计采用水平转体工法施工，即分别在沪杭高速公路两侧现浇 1/2跨桥梁结构，然后采用中心转体方法将两部分桥梁结构旋转至设计轴线位置最终合拢跨线桥全长 500m，宽 17m，其中主桥为三跨（32m+70m+32m）空腹式拱梁组合连续刚架桥梁，主墩沿沪杭高速公路两侧对称布置，跨中预留 3m合拢段，下弦杆拱肋为单箱双室钢筋混凝土箱梁，上弦杆为单箱双室预应力混凝土箱梁，上下弦杆交会后形成实腹段箱梁，具体构造详见附图 1跨线桥结构型式新颖，尤其是空腹段 29m范围内未设一根立杆（柱），使桥梁整体线形流畅美观，但对设计与施工而言都是很大考验图 12 桥梁转体施工工艺流程桩基 è承台 è转盘及滑道 è上转盘 è磨和 è墩帽混凝土浇筑 è拱肋混凝土浇筑 è连续箱梁浇筑 è张拉第一批纵向束 è转体 è边跨板梁架设 è调整标高 è现浇合拢段 è张拉第二批纵向束 è桥面系施工3　桥梁转体对基础施工技术要求跨线桥转体合拢前后结构受力体系状态完全不同，存在结构体系的转换过程，两侧现浇 1/2跨桥梁结构若产生较大的不均匀沉降会对全桥结构受力状态造成十分不利影响，因此必须严格控制桩基础沉降量。

主要通过以下两条途径：1、设计上尽可能考虑选用钻孔灌注桩基础，在同等承载力的情况下，尽量设计进入较好持力层的长桩（特别是针对上海地区的软土地基），桩位布置根据转体施工特点设计；2、钻孔灌注桩基础施工时严格控制孔底沉淀厚度跨线桥 1/2跨桥梁结构最近监测合拢后沉降量分别为 0.71mm、0.89mm, 将基础不均匀沉降对桥梁结构受力产生的不利影响控制在最低限度 4　上下转盘及滑道的加工制作转盘及滑道是转体施工的关键部位跨线桥的转盘形式采用了钢筋混凝土球缺型铰 下转盘承台的基本尺寸构造：长×宽×高=14.5m×9.5m×2.0m，承台顶面中央沿半径 R1=4.28m的两个半圆周上预留若干槽口，作为转体施工时千斤顶的后靠山插座下转盘（磨心）为直径 2m圆柱体，顶面是一个球冠面，矢高 f=10cm,球面半径 R2=5.05m上转盘（磨盖）为墩帽的一部分，长 8m，宽 3.5m墩帽上设上滑道（支撑脚），底板面为不锈钢板；下滑道为四氟钢板，密贴于承台表面上，滑道的轨道半径 R3=3.30m上下转盘及滑道构造见附图 2图 24.1 下转盘加工：模板采用定型钢模，模板与钢筋安装均通过磨心中心预埋的 Ф20cm 钢柱精确定位。

混凝土采用 C50，粗骨料选用粒径均匀、大小 2cm左右的石子，质地要好，浇注出下转盘的初步轮廓线型按半径R2=5.05m做一根母线样板球面刮尺，套在轴心钢柱上，安装至准确位置，水平旋转刮尺，反复多次刮平混凝土球形表面，收水收光，待混凝土达到一定强度后进行精密测量，计算误差,实施磨光或修补，使球面加工误差控制在±1mm 范围内见附图 3 图 34.2 上转盘施工：下转盘做好以后，在磨心顶面（球面）贴上 1至 3层尼龙薄膜（隔离层），以磨心球面作为底胎模板，浇筑上转盘（磨盖）混凝土，混凝土施工时要防止振捣器损伤磨心顶面4.3 上下转盘磨合：上转盘混凝土强度达到设计要求后将上转盘吊起架空支牢，除去磨心顶面尼龙薄膜，用砂轮磨光机修整上下转盘的线型轮廓，使两个接触面基本光滑，落下磨盖（上转盘），施用外力使上转盘转动磨合几周，再吊起检查，循环几次直至上转盘在人力作用下能轻易转动然后再支起上转盘，把杂物清洗干净，在接触面间均匀涂抹上润滑剂（黄油四氟粉或二硫化钼）厚 5mm左右，盖上磨盖，将转盘固定好进行下道工序施工4.4 滑道安装：下滑道为环形四氟钢板，由专业生产厂家按设计尺寸分成若干段加工成型，每段周长 1m左右，接口不宜太多，通过高标号环氧砂浆或铆钉密贴于承台表面，各块环形四氟钢板之间安装平整度误差应控制在1mm范围内。

上滑道底面嵌设不锈钢板，同上转盘支撑脚浇筑连成一体5　转体施工5.1 抗倾覆核算：　　　　　　　式中 ——转体结构重心偏离转盘中心的距离（偏心距）ΣM——转体结构各部位的重量对转盘中心产生的力矩ΣP——转体结构各部位的重量之和K——抗倾覆系数b——转体结构转盘中心至滑道最外边缘的距离跨线桥转体结构通过精确计算（计入施工误差）计算结果表明转体结构施工成型后自身的抗倾覆性能安全可靠平衡配重计算：实践及实验结果均表明，若球面铰支承的转体结构的整个体系的重心与转盘的中心上在同一竖直线上时（即无偏心状态， =0），四周环道（支撑腿）在转体过程中基本上是不受垂直力的，仅起到平衡保险作用因此只要将重心调整得合理，是很容易实施转体的平衡配重按如下公式计算：G——平衡配重L——平衡物重心距转盘中心距离5.3 转体施工牵引力设计:跨线桥转体施工是由两台穿心式千斤顶施加的力偶矩 M转克服转体结构上下转盘间的摩阻力矩 M阻产生转动的，千斤顶布置示意图见附图 4图 4 　千斤顶布置示意图M 转 =2N*R1　　　　式中 N——每台千斤顶的顶推力f1——转盘接触面间的摩擦系数，设计参考值为 0.08跨线桥转体施工采用了 2台 YCW150型千斤顶顶推，记录结果最大顶推力 Nmax=600kN（初始启动时）,匀速转动时 N=150kN，反算出 f1的大小在 0.015～0.062 之间，比设计提供的参考值要小，表明上下转盘加工、磨合质量较佳，使桥梁转体极为省力。

6 监测措施跨线桥转体时,1/2 跨桥梁结构的中跨与边跨是不完全对称的，为确保转体施工安全，除精确设计和精心施工外，还须做好必要的监测控制措施：桥梁转体结构在转体过程中,在桥面上适当位置布置一定数量的连通管，监测转体结构两端倾斜情况，及时采取相应措施予以调整对桥梁转体结构两端支点位置标高及位移实施监测控制，防止悬臂状态下变形过大影响结构的线形及应力分布在桥梁转体结构不同的特征断面安装或预埋一定数量的传感器或应变片，监测施工、转体及使用阶段结构的应力、应变、倾斜振动等变化为降低转体时产生的附加扭力矩对桥梁结构的影响，转体角速度 w不宜过大，一般不大于 0.5°/min7　转体工法施工效益分析通过上海市玉树路跨线桥工程，实践结果证明转体施工方案是可行的跨线桥南北侧两半跨转体结构转体都比较顺利，整个转体过程十分平稳，3 个小时就能实施完成转体 90°，充分显示了施工方便、工艺简单、安全可靠的特点，具体表现在：跨线桥上部结构现浇箱梁采用转体工法施工与常规施工工艺（一般是挂篮法）相比，具有结构合理，施工荷载小、节约施工材料，降低工程造价的优点，采用该方案能产生良好的经济效益转体施工同挂篮法施工相比较，由于转体施工箱梁在满堂支架上整体浇筑，不像挂篮法施工，受节段块自重限制，分段分块较多，所以能够大大地加快施工进度，缩短工期，社会效益显著。

同时能很好地控制桥梁成型后的线型和外观质量（施工缝少）跨线桥采用转体施工对正在运营的沪杭高速公路基本未造成干扰及影响，施工和交通安全都得到很好的保障8　 结束语从研究到推广应用，充分显示了转体施工具有结构合理，工艺简便的特点虽然钢筋混凝土球缺铰（上下转盘）加工制作、磨合等工艺都很烦琐复杂，控制精度对于土建施工而言也很难达到，但是如果不考虑成本因素而采用专业厂家生产的定制球型支座代替钢筋混凝土上下转盘，则整个转体过程就变得更加简便玉树路跨线桥的建造为沪杭高速公路增添了一道靓丽的风景线（社会各界普遍的评论），各项监测数据均达到理想状态（设计单位鉴定后的评价），本工程成功转体的工程实践再次有力地证明了“在软土地基上不宜采用转体工法建造连续梁结构桥梁”的观点是值得商榷的采用转体工艺建造桥梁具有较好的社会效益和经济效益实践证明，只要实施条件允许，转体工法都具备很高的推广价值参 考 文 献1 范立础《桥梁工程》.北京：人民交通出版社，1980.62 叶见曙《结构设计原理》.北京：人民交通出版社，1994.5　　3 交通部《公路桥涵设计规范》（合订本） 北京: 人民交通出版社, 1995.8。