桥梁转体施工方法在我国的应用与发展

桥梁是一种跨越障碍的构造物。桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接)成形后，通过转体就位的一种施工方法。它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业。根据桥梁结构的转动方向，它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法（简称竖转法和平转法）以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应用最多12]。

转体施工法最先出现的是竖转法。50年代意大利曾用此法修建了多姆斯河桥，跨径达70m。采用此法修建的桥梁跨径最大的是德国的Argentobel桥，跨径达 150m。它在竖向位置利用地形或搭支架浇筑混凝土拱肋，然后再从两边将拱肋逐渐放倒，搭接成拱。这种竖转法主要应用于钢筋混凝土肋拱桥中，当跨径增大以后，拱肋过长，竖向搭架过高，转动也不易控制，因此一般只在中小跨径中应用。

平转法于1976年首次在奥地利维也纳的多瑙河运河桥上应用。该桥为斜拉桥，跨径布置为55.7m +119m + 55.7m，转体重量达4 000t。此后平转法在法国、德国、日本、比利时、中国等国家得到应用。采用平转法施工的桥梁除斜拉桥外，还有T构桥、钢析梁桥、预应力连续梁桥和拱桥。迄今为止，转体重量最大的是比利时的本·艾因桥。该桥为斜拉桥，跨径布置为3× 42m + 168m，转体重量达1.95万t，于1991年建成。

1975年我国桥梁工作者开始进行拱桥转体施工工艺的研究，并于1977年首次在四川省遂宁县采用平转法建成跨径为70 m的钢筋混凝土箱肋拱。此后，平转法在山区的钢筋混凝土拱桥中得到推广应用。我国桥梁转体施工方法的研究与应用处于特定的历史时期，当时与外界交往很少，虽然时间上晚于国外，实际上是独立发展起来的，而且一开始就应用于拱桥之中，极具中国特色。

70年代末80年代初我国平转法施工的拱桥,跨径均在100m 以下,且均为有平衡重转体施工。为解决大跨径拱桥转体重量大的问题,四川省交通厅公路规划设计院从1979年开始了“拱桥双箱对称同步转体施工工艺”研究(又称为无平衡重转体施工),并于1987年成功地进行了跨径为122 m的四川巫山龙门桥试验桥的施工。1988年四川涪陵乌江大桥采用该法转体成功,使我国拱桥的跨径首次跃上.200m大关。

随着转体施工工艺的进步，主要是转动构造中磨擦系数的降低和牵引能力的提高，这一方法在我国的斜拉桥和刚构桥中也得到应用，并且使其从山区推广至平原，尤其是跨线桥的施工。例如，1980年四川金川县的曾达桥（独塔斜拉桥，转体重量1344 t):1985年江西贵溪跨线桥（斜脚刚构桥，转体重量l 100t >:1990年四川绵阳桥(T构桥，转体重量2 350t); 1997年山东大里营立交桥（刚性索斜拉桥，转体重量3 040t: 1998年贵州都拉营桥（T构桥，转体重量7 100t）。

钢管混凝土拱桥近10年来在我国的应用与发展迅猛，为拱桥的轻型化和向大跨度发展提供了可能,转体施工方法也被广泛应用于这种桥型之中[3,4]。

在竖转方面，虽然我国在80年代初期就应用该法进行了钢筋混凝土l架拱的施工，但其应用一直没有得到推广。1996年施工的三峡莲沱钢管混凝土拱桥（主跨114m）和 1999年施工的广西鸳江钢管混凝土拱桥（主跨175m）采用竖转法，后者的竖转体系采用了液压同步提升技术，使竖转技术跃上了新的台阶，目前正在施工的徐州京杭运河钢管混凝土提篮拱桥（主跨235m）也将采用这一技术进行竖转施工。在平转方面，1996年施工的三峡黄柏河和下牢溪两座钢管混凝土上承式拱桥采用该法施工，两桥主跨均为160m，转体重量达3 50Ot。

更为重要的是,竖向转体与平面转体结合应用的方法在钢管混凝土拱桥中的应用,使桥梁转体施工法进入了一个新的发展时期。1995年安阳文峰路135m钢管混凝土拱桥首次采用这一方法转体成功。1999年10月广州丫髻沙大桥也采用此法顺利合拢,并于2000年6月建成通车。丫髻沙大桥主跨达 360m(净跨344m),平转重量达13 685t。它的建成使我国桥梁转体施工技术取得了重大突破,进入了世界领先水平。

转体施工法的关键技术 转体施工法的关键技术问题是转动设备与转动能 力，施工过程中的结构稳定和强度保证，结构的合拢与 体系的转换。 !"! 竖转法 竖转法主要用于肋拱桥。我国在应用竖转法时， 拱肋是在低位浇筑或拼装，然后向上拉升达到设计位 置，与国外将拱肋竖向拼装或浇筑然后放下合拢的方 法不同。 竖转体系通常由牵引系统、索塔、拉索组成。竖转 的拉索索力在脱架时最大，因为此时拉索的水平角最 小，产生的竖向分力也最小，而且拱肋要实现从多跨支 承于拱架上的连续曲梁转化为铰支承和扣点处索支承 的曲梁，脱架时要完成结构自身的变形与受力的转化。 为使竖转脱架顺利，有时需在提升索点安置助升千斤 顶。竖转施工方案设计时，要合理安排竖转体系。索 塔高、支架高（拼装位置高），则水平交角也大，脱架提 升力也相对小，但索塔、拼装支架受力（特别是受压稳 定问题）也大，材料用量也多；反之亦然。 在竖转过程中，主要要考虑索塔的受力和拱肋的 受力，尤其是风力的作用。 在施工工艺上，竖转铰的构造与安装精度，索鞍与 牵转动力装置，索塔和锚固系统是保证竖转质量、转动 顺利和安全的关键所在。国内的拱桥基本上为无铰 拱，竖转铰是施工临时构造，所以，竖转铰的结构与精 度应综合考虑满足施工要求和降低造价。跨径较小 时，可采用插销式，跨径较大时可采用滚轴。拉索的牵 引系统当跨径较小时，可采用卷扬机牵引；跨径较大， 要求牵引力较大，牵引索也较多时，则应采用千斤顶液 压同步系统。 !"# 平转法 平转法的转动体系主要有转动支承、转动牵引系 统和平衡系统。 转动支承是平转法施工的关键设备，由上转盘、下 转盘构成。上转盘支承转动结构，下转盘与基础相联。 通过上转盘相对于下转盘转动，达到转体目的。转动 支承往往必须兼顾转体、承重及平衡等多种功能。按 转动支承时的平衡条件，转动支承可分为磨心支承、撑 脚支承和磨心与撑脚共同支承 ’ 种。 磨心支承即由中心撑压面承受全部转动重量，有 时在磨心插有定位转轴。为了保证安全，通常在支承 转盘周围设有支重轮或支撑脚。正常转动时，支重轮 或承重脚不与滑道面接触，一旦有倾覆倾向则起支承 作用。在已转体施工的桥梁中，一般要求此间隙从 $ . $%&&，间隙越小对滑道面的高差要求也越严格。磨 心支承有钢结构和钢筋混凝土结构。在我国以采用钢 筋混凝土结构为主。上下转盘弧形接触面的混凝土均 应打磨光滑，再涂以二硫化铜或黄油四氟粉等润滑剂， 以减小摩擦系数（一般在 %/%’ . %/%- 之间）。 第二种转动支承为撑脚支承形式。撑脚支撑形式 下转盘为一环道，上转盘的撑脚有 ( 个或 ( 个以上，以 保持平转时的稳定。这种形式，转动过程支撑范围大，

抗倾稳定性能好,但阻力力矩也随之增大,而且环道与撑脚的施工精度要求较高。撑脚形式有采用滚轮,也有采用柱脚的。滚轮平转时为滚动摩擦,摩阻力小,但加工困难,而且常因加工精度不够或变形使滚轮不滚。

采用柱脚平转时为滑动摩擦,通常用不锈钢极加Am板再涂黄油等润滑剂,其加工精度比滚托谷勿d1术具壁过精心施工,已有较多成功的例于。11生构一较大,抗倾覆稳定要求突出时,往往采用此种结构,广

州丫髻沙大桥平转就采用了此体系。

第三类支承为磨心与撑脚共同支承。大里营立交桥采用一个撑脚与磨心共同作用的转动体系，在撑脚与磨心连线的垂直方向设有保护撑脚。如果撑脚多于一个，则支承点多于2个，上转盘类似于超静定结

构，在施工工艺上保证各支撑点受力基本符合设计n求比较困难。广州丫髻沙大桥原采用多撑脚与磨心共

同受力体系，后考虑到这种困难，减小了磨心受压的比例，使其蜕化为撑脚体系。

水平转体施工中,转得动转不动是一个很关键的技术问题。一般情况下可设启动摩擦系数为0.06 ~o.08之间,有时为保证有足够的启动力,投0.1 北HP动力。因此,减小摩阻力,提高转动力矩是1保让叶的o利实施的两个关键。转动力通常安排在上转盘的外

侧,以获得较大的力臂。转动力可以是推力,也可以是拉力。推力由千斤顶施加,但千斤顶行程短,转动过程中千斤顶安装的工作量又很大,为保证平转过程的连

续性,所以单独采用千斤项项推平转的较少。我刚力通常为拉力,转动重量小时,采用卷扬机,转体重量大时采用牵引千斤顶,有时还辅以助推千斤顶,用于克服

启动时静摩阻力与动摩阻力之比的增量。