桥梁转体施工方案
球铰法转体施工方法及工艺
⑴概况
XXXX立交特大桥左线桥在HK21+497.91～HK21+561.91上跨既有兰武铁路，其上部结构采用（40+64+40）m单线预应力混凝土连续梁。该桥与既有兰武线夹角约为30°。为保证既要兰武铁路运营安全，减少施工过程中对既有线运营干扰，连续梁采用转体施工。转体前在连续梁两主墩处平行于既有兰武铁路挂篮浇筑悬灌段施工，待施工到最大悬臂状态后，结合既有铁路运营、施工天气等因素，择机实施转体施工。将连续梁梁体逆时针旋转30°，转体到位后再进行合龙段施工。连续梁旋转前位置详见图2.5.5-26旋转前平面示意图。
⑵转体结构
钢球铰平转体系主要有承重系统、顶推牵引系统和平衡系统三大部分构成，转体结构侧面示意图详见图2.5.5-27。承重系统由上转盘、下转盘和转动球铰构成，上转盘支承转体结构，下转盘与桩基础相连，通过上转盘相对于下转盘转动，达到转体目的，上转盘平面示意图详见图2.5.5-28。顶推牵引系统由牵引设备二台ZLDl00型100t连续千斤顶及二台普通YCWl00型100t助推千斤顶构成、牵引反力支座、顶推反力支座构成；平衡系统由结构本身、上承台的钢管混凝土圆形撑脚、大吨位千斤顶及梁顶放置的四个容积5方备用水箱构成。转体结构施工过程图详见图2.5.5-29转体结构施工工艺流程图。
图2.5.5-26 旋转前平面示意图
图2.5.5-27 转体结构侧面示意图
图2.5.5-28 上转盘平面示意图
武威
兰
武
铁
路
逆时
针旋转
逆时针旋
转
助推反力支座
助推反力支座
后封C50微膨胀混凝土
转动中心线结构中心线
桥墩
环形滑道撑脚
环形滑道撑脚上转盘
下转盘
牵引反力A支座
牵引反力B支座
助推反力支座
索2
索1
转体球铰
环形滑道
图2.5.5-29 转体结构施工工艺流程图
1.施工方法
⑴本施工采用墩底转体方案，转体球铰设于承台与连续梁桥墩之间，钢绞球设在承台中心位置。球铰下转盘锚固于承台顶面，上转盘锚固于墩身底面。球铰上下盘可以绕中心钢轴相对转动，并通过设置四氟滑片、加硅脂等措施降低转动摩阻力。
⑵转体施工通过两台以球铰为中心、对称布置的连续千斤顶产生的力偶克服球铰摩阻力产生的力偶，从而实现墩身和箱梁形成的整体相对于承台、桩基匀速转动至设计位置。
⑶箱梁浇筑前按设计位置预埋Ф32精轧螺纹钢临时固结上下转盘，另外采用上下楔形钢板稳固撑脚并焊接，使撑脚与承台临时固结，以增加梁体施工的横向抗颠覆性。从而避免箱梁浇筑过程中承台与墩身之间的相对变位。
⑷平行于既有线路，采用挂篮悬灌现浇的方式分次对称浇筑完成连续梁。
⑸连续梁达到最大悬臂状态后，准备进行转体施工。转体前锯开上下转盘间的Ф32精轧螺纹钢，同时拆除撑脚底的楔形钢板，然后进行转体施工。
⑹箱梁转体到设计位置后，再次采用上下楔形钢板稳固撑脚将其锁定，保证转体单元不再发生位移。清洗底盘表面，焊接预留钢筋并浇筑C50微膨胀混
土，使上下转盘连成一体。在浇筑合拢段，解除墩梁临时固结，实现桥梁贯通。
2.施工工艺
转体施工工艺见图2.5.5-30转体施工工艺流程图。
图2.5.5-30 转体施工工艺流程图
⑴转体施工准备
①上下转盘之间临时支垫的清理，有可能影响转体的障碍物清理。滑道范
围内杂物：抽出撑脚下方的垫板，施工前将槽口内的杂物清除并清洗干净，确保滑道的平整。
②边跨支架：转体前将边跨现浇支架上干千扰连续梁转体的构件及时清理。
③承台周边区域的坡体：为满足100t连续千斤顶有充足的操作空间，对影响牵引施工的承台周边坡体有针对性地开挖，保证反力座后至少有3m的操作距离。
④悬臂端钢筋及埋件：中跨悬臂端钢筋伸出量必须控制在30cm以内，超出部分弯折处理，埋件有干扰时可局部割除。边跨悬臂端钢筋伸出量根据边跨支架构件悬出尺寸确定，干扰时弯折。
⑤上下转盘之间预留钢筋弯折：为方便牵引过程中钢束不被干扰，人员便于检查、测量，以及保证人员的安全，上下转盘之间预留钢筋必须要做弯折处理。
⑵设备的布置与调试。包括油泵、千斤顶的调试，同一组千斤顶的同步性调试。为确保转体顺利实施，油管、密封圈、安装螺丝等易损件应备用一套。
⑶安装牵引索。将钢绞线牵引索顺着牵引方向绕上转盘后穿过千斤顶，并用千斤顶的后锚具夹持住。先用1～5kN逐根对钢绞线预紧，再用牵引千斤顶在1MPa油压下对该柬钢绞线整体预紧。拆除上、下转盘问的临时固定装置及支垫，并及时进行应力测试，全面检查转体结构受力情况。
⑷上下转盘纵横轴线的测量和标识，下承台尤其环道上控制转体到位的标识线等。
转体结构偏心的监控及调整通过墩身内布置的应变计和撑脚下方间隙、箱梁悬臂端标高测量判断重心偏移情况。当不平衡弯矩超过球铰理论可承受的偏心弯矩后势必发生倾斜直至撑脚着地，增大转体摩阻力矩。为减小阻力，应采用砂袋配重等措施予以调整，尽可能减小不平衡弯矩。为尽可能保持尾跨略重于悬臂跨以降低风险，宜通过配重调整，使尾跨略重于悬臂跨。
⑸转体施工
①试转
为确保转体施工安全，参照技术规范及类似工程经验，确定悬臂端转体线速度不超过1．2m／min，不小于0．8m／rain。通过试转应确定合理的油泵控制参数，掌握停止牵引后惯性造成的余转距离，为正式转体提供参考。
②转体卡控时间的确定
根据试转速度，对转体封锁要点时间进行分析、计算。并应考虑以下工序占用的时间：转体到位后轴线及标高测量纠偏时问不宜少于45min；临时锁定时间不宜少于15min；其它不可预见时间应在45min左右。
③转体施工过程
在现场指挥下达转体指令后，油泵手打开开关，慢速给油，控制千斤顶行程速度0．1m／min以内、梁体悬臂端转体线速度不超过1．2m／min、不小
于0．8m／min，并保持匀速。转体过程中应安排专人观察结构物的异常情况，转体施工的障碍物情况。转体过程中通过上承台纵轴线位置悬吊的5kg垂球和下承台上的油漆标识之间的距离判断转体到位情况，当垂球距离油漆标识3mm 时，通知油泵司机关闭阀门，依靠惯性转体到位。转体即将到位前，在反力座之间插入限位型钢防止超转，同时辅助后续结构纠偏和定位操作。
⑹结构纠偏与精度控制
转体施工精度的控制主要包括箱梁的纵轴线及标高、横坡，分三个施工阶段予以控制。
①连续梁支架现浇阶段
该阶段按设计标高并考虑支架沉降、设计提供的预拱度设置支架标高，并严格控制梁顶标高。纵横轴线则参照墩身轴线严格放样控制。
②连续梁转体精度初控
该阶段重点控制纵轴线，转体前在下转盘上标识出上转盘转体到位后的理论纵横轴线，转体前箱梁纵轴线即上承台纵轴线位置悬吊5kg垂球。转体过程中
通过垂球和承台上的油漆标识之间的距离初步控制转体精度，当垂球距离油漆标识3mm时，关闭牵引千斤顶油泵阀门。
③精确调整阶段
连续梁停止转动并稳定后，进行精确调整：先利用YCDl00t螺旋式千斤顶
手动打顶进行纵轴线调整；其次在上下转盘之间横轴线设YDC250t型千斤顶1台，采用低侧顶起的方法对横断面标高进行调整；同法再进行纵向标高调整；最后再次校核纵轴线。各精度指标满足规范要求后，迅速利用限位型钢固定平面位置，在滑道与撑脚之间加设钢楔子保持调整后的标高。
⑺封铰与固结上下转盘临时锁定后，快速调直、焊接连接钢筋，立模浇筑封固混凝土(与承台较高标号微膨胀混凝土)、使上转盘与底盘连成一体。
3.施工注意事项
⑴连续梁转动球铰分上下两片，采用厂家成套产品，严格按照厂家的要求进行安装。
⑵上转盘撑脚为转体时保持转体结构平稳的保险腿，在上转盘对称布置8个撑脚，在撑脚下方设置0.8m宽滑道，保证滑道在一个水平面上，高差不大于0.5mm，且内光滑无杂物。
⑶施工中布设牵引索时要注意同一索的锚固端在同一直线并对称于圆心，每根索的预埋高度和牵引方向一致。施工过程中要保护好钢绞线不受损坏和锈蚀。
⑷上下转盘混凝土尺寸大，施工中应采取必要的措施控制裂缝。
⑸下转盘混凝土施工时，预留钢筋接头、定位钢筋要有一定的空间，方便环道及球铰支架的定位。
⑹灌注下球铰混凝土时，下球铰的四周需用封口胶封闭，严禁施工用水、
杂物、水泥浆等漏入球铰。
⑺穿钢绞线时注意不能交叉、打绕和扭转，所有的钢绞线应尽量左、右均匀布置。千斤顶的安装方向和钢绞线的一致。
⑻转体前对结构进行全面的检查，除必要的工具仪器和材料外，结构上多余的部件全部清除干净。转体时宜稳定牵引力，使结构缓慢、匀速转动。
⑼现场设置安全警报系统，作业区设置醒目的安全警示牌。梁体转体过程中注意桥面上施工机具安防稳定，避免掉落。