摘要：近年来我国高速铁路迅速发展，长大桥梁工程越来越多，跨越既有线的施工也相对增加，而在跨越既有线路施工中安全工作最为重要，各铁路局在选择跨越既有线的桥梁形式时优先选择了对既有线安全影响较小的转体施工工法，因而转体施工工法对我国的铁路建设安全工作将起到极大的重要作用。
关键词：转体梁；墩顶；转体结构；球铰
1工程概况
新建北京至崇礼高速铁路设计时速250km/h，有砟轨道，双线，线间距4.6m。赵川镇高架特大桥223#～226#墩设计为一联（40+64+40)m预应力混凝土连续梁跨越既有唐呼铁路，交叉角度68°。该连续梁位于圆曲线上，曲线半径3500m，竖曲线半径20000m。设计采用墩顶转体法施工方案。按照轨面以上净空大于6.55m控制，转体段长度62m。
连续梁转体选用两套四台ZLD200型液压，同步自动连续牵引系统，形成水平旋转力偶，通过拽拉锚固且缠绕于直径7.2m的转盘周围上的19φ15.2钢绞线，使得转体系统转动。
（1）下转盘
下转盘为支承转体结构全部重量的基础，中墩顶帽设计为下转盘。下转盘采用C50混凝土。下转盘设直径为1.76m的下球铰及中心直径为4.3m的环形下滑道。
（2）球铰
球铰由上下两块钢质球面板及钢护筒组成，上面板为凸面，直径1.8m，通过外径1.8m的钢护筒与上部的牵引转盘连接。下面板为凹面，嵌固于下转盘顶面。上下面板均为40mm厚的钢板压制而成的球面。每个铰布置182片φ7cm和4片φ15cm的MGB滑动片。定位中心轴直径为120mm。
（3）上转盘撑脚与滑道
上转盘共设有4组撑脚，每组撑脚由2个500×24mm的钢管组成，下设30mm厚钢板，撑脚与下滑道的间隙为24mm，撑脚中心线直径为4.3m。在撑脚下方（即下转盘顶面）设有0.8m宽的滑道，滑道中心直径为4.3m。
（4）上转盘
上转盘直径为7.2m，高度为0.6m，预埋牵引索固定端采用P型锚具，每根索埋入转台的长度大于3.5m。
2施工难点分析
（1）球铰是梁体转体过程中竖向方向唯一受力的构件，其混凝土浇筑的密实程度决定了转体过程是否能够顺利实现；
（2）球铰安装的三维精度直接决定转体结束后桥梁的线性，梁体转体完成的三维线性是否达到设计要求也是判断转体的成败的一个标准；
（3）球铰转动过程中，受水平摩擦力影响，其摩阻的大小直接决定是否能够实现转体。
3球铰安装精度控制施工技术
（1）总体施工方案
依据设计情况，墩顶混凝分层进行浇筑，每一层浇筑过程中安装准确的预埋件，保证后期球铰安装的精度。考虑到下球铰及滑道三维安装精度要求，墩顶混凝土分三层浇筑完成，
第一层混凝土浇筑距离下球铰定位支撑架20mm；第二层周边混凝土浇筑内圈混凝土浇筑200mm，距离滑道定位支撑架20mm；第三层墩顶混凝土浇筑完成。如此分层主要考虑以下几方面原因：
第一层混凝土浇筑高度取决于下球铰定位支撑架位置，以方便安装为准；
第二层周边混凝土浇筑高度取决于滑道定位支撑架位置，以方便安装为准；内圈混凝土浇筑高度主要考虑下球铰支架距离既有混凝土面高度较小，且要保证混凝土浇筑厚度能够保证下球铰定位支撑架固定牢固；
第三层在滑道安装完成后并保证滑道中心位置及滑道高差的平整性满足设计要求后加固，绑扎顶帽钢筋，必须一次性浇筑。
（2）下球铰精确定位
球铰安装时，为保证球铰安装精度，墩顶分3次浇筑完成，第一次浇筑至球铰骨架底，在第一次浇筑完成后，在已浇筑混凝土顶面精确放样出球铰骨架中心、骨架边线位置。下球铰骨架采用吊车将下球铰骨架吊入，并进行粗调，然后采用千斤顶、撬棍进行人工精确调整，待骨架调整完成后将下承台预埋角钢与骨架焊接牢固。骨架定位角钢应提前预埋在混凝土中。
固定好球铰骨架后，吊装下球铰并固定在骨架上，采用“十字丝法”确定球铰中心点，并在轴销位置用方木塞紧对球铰中心进行标示，将三棱镜置于球铰中心，使用全站仪采用“坐标法”精确定位。标高调整时，初步使用水准仪进行粗调，控制标高误差不大于5mm，粗调完成后，使用电子水准仪及铟钢尺对球铰进行多点复测调整高程，精调点布置于球铰边缘位置，并进行标记，精调点布置数量为8个，采用精调螺栓将高差控制在±0.5mm以内，经检查合格后对其进行固定。
下球铰安装定位
（3）滑道安装
滑道面积较大，在厂家加工后整体运至现场容易变形，在加工过程中将滑道钢板均匀分成4块，通过螺栓与滑道骨架连接，骨架与滑道钢板在安装前进行螺栓连接成整块，先在施工现场拼装成整体，吊装前由测量人员进行精确放线，并及时校正滑道与球铰中心点位置，吊装完成后，进行调平。
滑道安装时，等距将滑道分为内外八点利用电子水准仪及微调螺栓精密测控到位；滑道布置于球铰周围，形成转体时撑脚作用环道。安装前在墩顶第一次混凝土浇筑完成后放出中心点，放线原理是放出每块滑道端头点，端头点分为内外各8个点，安装时，使用吊线锤进行对点，已达到控制滑道水平位置的良好效果。
滑道安装初步进行粗调标高，线性吻合放样设计位置后，使用微调螺栓对滑道顶钢板进行精调，精调点布置于每块滑道的端头及中心位置，分内、外两部分，单块滑道布置精调点16个，调整后使得滑道及相邻滑道板块间标高误差不大于1mm。
滑道安装符合要求后，进行焊缝焊接，即将8块环形滑道钢板焊接成为整体，焊接时切忌一次性满焊，要分段点焊，防止钢板的变形，环形钢板焊接完成后，进行滑道顶面清理，并焊接3mm不锈钢板。
（4）上球铰的安装
等待混凝土强度达到要求后，首先进行下球铰的清理工作，工作内容包括：钢丝刷打磨上下球铰曲面的铁锈，吸尘器清理销轴及四氟乙烯块孔内杂物。
安装销轴，将黄油聚四乙烯粉按计算量填充销轴孔内，保证销轴插入孔内后黄油溢出孔内，在露出销轴孔外的销轴上涂满黄油聚四乙烯粉，保证上球铰安装后黄油聚四乙烯粉从上下球铰之间溢出为准；
安装四氟乙烯滑块，根据聚四氟乙烯块的编号将球铰滑动片安装的相应的嵌孔内，安装完成后，检查各滑动片是否处于同一球面上，误差0.9mm。检查合格后，在球面上滑动片涂抹黄油聚四乙烯粉，使黄油聚四乙烯粉均匀充满滑动片之间，并略高于滑动片表面，保证滑动片顶面有一层黄油聚四乙烯粉。涂抹完黄油聚四乙烯粉后，严禁杂物掉入球铰，并尽快安装上球铰。
上转盘安装
安装上球铰，将上球铰清理干净后安装至设计位置，安装过程中禁止碰撞上球铰。
球铰的试转及锁定限位，上球铰安装就位后，推动上球铰正反转动两周，保证球铰间黄油聚四乙烯粉搅拌均匀并使多余的黄油聚四乙烯粉从上下球铰间溢出，同时验证了球铰能否顺利转动。试转完成后，用钢筋从四周固定上球铰，保证其在浇筑墩顶混凝土过程中不再转动。
4球铰安装施工质量控制措施
（1）球铰进场验收时，各构件的加工尺寸严格按照设计图纸验收；
（2）下球铰定位支撑架安装时，需加固牢靠，保证混凝土浇筑过程中其各方向位移量 1.0mm；
（3）下球铰精确定位后，需要加固牢靠，保证混凝土浇筑过程中下球铰不移动；
（4）下球铰下钢筋密集，浇筑过程中时刻监控混凝土的塌落度，保证混凝土塌落度控制在220±10mm范围内；
（5）第三层混凝土浇筑时，采用无收缩混凝土浇筑，防止下球铰出现收缩性缝隙；
（6）所有球铰构件吊装过程中，均采用四点吊装，防止构件在吊装过程中变形；
（7）上球铰安装过程中，要保证泥沙及杂物不能掉入球铰内，做到随时清理。
5、结束语
2018年6月12日崇礼铁路赵川镇高架特大桥转体成功，2018年6月13日转体完成。在试转及转体过程中，监控球铰受力正常；实际检测动滑动摩擦系数0.019-0.021，测试得的摩擦系数远小于0.1。纵向偏心距分别为0.106-0.125 m，与设计相符；梁体转体就位后，主跨轴线误差3mm，边跨轴线误差4mm，高程误差8mm，达到合拢的误差要求。通过崇礼铁路转体桥的顺利合拢，其球铰安装精确控制施工技术的施工实践，可为后期类似工程的施工提供技术指导及借鉴。
参考文献
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论文作者:郑建华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
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