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转体工程施工作为目前较为成熟的施工工艺，越来越多的在工程施工中得到广泛应用，它的独特优势为不占用被交路线、河道等重要部位的上部空间进行现浇或者悬浇施工，而是在被交路线两侧进行梁体的现浇或悬浇，完成后通过承台处或墩顶处设置的转体系统进行旋转就位的工艺。此工艺之前在铁路、河道、山谷等采用比较多，随着高速公路建设、城市桥梁工程建设过程中遇到较为繁忙的铁路线时也全部采用转体施工，大幅度减少了对铁路的运营的影响，确保安全。由于篇幅有限仅对转体关键环节进行介绍，未展开之处，如有疑问可留言交流，希望大家批评指正。 转体工程主墩一般设置于被交路线两侧，上下行各设置一个主墩，主墩一般采用群桩基础，大体积砼承台，转体系统一般设置于承台砼中间，分为上下两个部分，也有设计于桥墩墩顶处。（下面以设置于承台处为例进行介绍，群桩施工、大体积砼施工、承台预埋预应力系统略。） 一、转体系统施工方案 1、转体系统概况 转体系统为本桥实施转体施工的关键部位，由上转盘、下转盘以及牵引系统组成。下转盘主要构件组成包括下球铰及其骨架、下滑道及其骨架、中心定位轴、千斤顶反力座；上转盘主要构件组成包括上球铰及其骨架、撑脚；牵引系统主要构件组成包括牵引反力座和牵引索。 中心转盘球面半径为8m，直径3m，定位中心销轴直径为φ270mm。球铰由上下两块钢质球面板组成，上板面为凸面，通过圆柱体与上部的牵引连接，上盘就位于牵引转盘上；下面板为凹板，嵌固于下盘顶面。上下面板均系采用40mm厚的钢板压制而成的球面，背部设置肋条，防止在加工运输中变形，并方便球铰的定位、且加强与周围混凝土的连接。下面板上镶嵌四氟乙烯滑片，上下面板间填充黄油四氟粉，以使结构转动时达到减摩作用。球铰直径3.0m，工厂定制加工检验合格后，整体运输至施工现场。 目前国内球铰加工多采用军工企业洛阳725所生产的产品。 下球铰安装（安装精度在1mm以内，采用电子水准仪予以控制） 滑块安装（按照出厂前上下球铰试拼时的滑块编号进行安装，保证上下球铰精密咬合），完成后满铺黄油聚四氟乙烯粉。滑块抗压强度需达到100Mpa以上。 上球铰 滑道及其劲性骨架安装 电子水准仪精确至0.01mm
撑脚安装
临时砂箱准备（采用零含水标准砂）
承台预埋一对P锚牵引系统（管道不压浆）
上转盘预应力系统及JL32精轧螺纹临时固结系统
薄壁墩及悬浇施工（略） 1）球铰骨架、滑道骨架安装 安装下球铰骨架,要求骨架顶面的相对高差不大于1mm。骨架中心和球铰中心重合，与理论中心偏差不大于2mm；在基础第一步混凝土达到强度进行下球铰骨架安装。球铰骨架采用工厂内焊接运到现场安装的方法。把球铰骨架放在基础中心然后利用十字线控制其位置，并采用精密水准进行高程控制；滑道骨架较大，采用分两段加工，加工后首先在工厂内试拼，试拼合格后运至现场吊装入位。然后浇筑第二层（0.55m）混凝土。 2）下球铰、滑道安装 下球铰骨架、滑道骨架固定牢固后，分别吊装下球铰和滑道使其放在骨架上，对其进行对中和调平，紧固连接螺栓。对中要求下球铰中心纵横向误差不大于2mm，球铰及滑道周围顶面处各点相对误差不大于1mm。对中和调平满足要求后，固定调整螺栓。 下球铰、滑道固定完毕后进行浇筑第三次（0.7m）混凝土至承台顶面。球铰下方混凝土通过球铰预留振捣孔插入式振捣棒振捣。 3）安装上球铰 ①在下球铰上安装四氟乙烯片，每个球铰安装φ60mm四氟乙烯片648块，四氟乙烯片在工厂内进行安装调试后编好号码，现场对号入座。安装时把下球铰表面和安装孔内清理干净，安装后要求顶面在同一球面上其误差不大于1mm（四氟乙烯滑动片设计抗压强度为100MPa）。 ②聚四氟乙烯滑动片安装完成后，在球面上各聚四氟乙烯滑动片间涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使黄油聚四氟乙烯粉均匀充满聚四氟乙烯滑动片之间的空间，并略高于聚四氟乙烯滑动片，保证其顶面有一层黄油聚四氟乙烯粉。整个安装过程应注意保持球面清洁，严禁将杂物带至球面上。将上球铰的两段销轴套管接好，用螺栓固定牢固，并填充满黄油。将定位销轴吊起，放入销轴套管内，使其与球铰中心重合，吊装上球铰。上球铰用50t汽车吊吊起，然后将上球铰对准中心销轴轻落至下球铰上，用拉链葫芦微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙一致，去除被挤出的多余黄油，并用宽胶带纸将上下球铰边缘的缝隙密封，严禁泥沙或杂物进入球铰摩擦部分，并临时锁定限位，通过定位销轴使其上下球铰中心重合。 4）撑脚安装 上盘撑脚即为转体时支撑转体结构平稳的保险腿，转体时撑脚可在滑道内滑动，同时也能承受转体过程中的不平衡力，以保持转体结构平稳。上转盘有六个撑脚,每个撑脚由两根直径800mm，壁厚24mm的钢管混凝土圆柱状结构组成，撑脚中心线的半径为3.05m。每个滑道上布置6个砂箱，砂箱直径为500mm，用来支承上转盘和上部结构的重量,同时起到稳定上转盘作用。 对应上转盘的撑脚，下转盘设有半径为3.6m，宽1.1m的下滑道及8组千斤顶反力座，撑脚与下滑道的间隙为12mm，千斤顶反力座用于转体的启动、止动、姿态微调等。
转台是球铰、撑脚与上转盘相连接的部分，又是转体牵引索直接施加的部位，直径7.1m，高度1.8m。转台施工采用定型木模板，分两次进行浇筑。第一次浇筑高度0.8m，第二次浇筑高度1m。 转台内预埋牵引所固定端P型锚具，同一对牵引索的锚固端对称布置于圆心同一直径线上。每根牵引索外露部分应圆顺缠绕在转台周围，互不干扰，并做好保护措施，防止钢绞线损坏或严重锈蚀。
上转盘长10m，宽10m，切角1.5m的八边形，厚2m。上转盘是转体的重要结构，在整个转体过程中形成一个多向、立体的受力状态，上盘布有纵、横双向预应力钢筋。上转盘施工采用定型钢模，碗扣式脚手架支撑。 施工时竖向采用JL32的精扎螺纹钢筋对上下转盘进行临时固结。待上盘混凝土达到设计强度后，进行整个系统支承体系的转换，转体前，把竖向JL钢筋切断，然后再落砂箱，使转盘支承于球铰上。施加转动力矩，使转盘绕球铰中心轴转动。检查球铰的运转是否正常，测定其摩擦系数，为转体施工提供依据。 二、 墩身、悬浇施工（略） 墩身概况:主墩墩身采用墩梁固结，左右幅墩高分别为13.5m和14m 。为双薄壁变截面形式，单肢薄壁（宽×厚）从墩顶9.5×1.5变化为墩底6.0×3.0m。墩顶0.5m厚、墩底0.5m厚采用实体段。
三、转体施工(转体前施工准备) （1）转体的基本原理 转体的基本原理是箱梁重量通过墩柱传递于上球铰，上球铰通过球铰间的四氟乙烯板传递至下球铰和承台。待箱梁主体施工完毕以后，脱空砂箱将梁体的全部重量转移于球铰，然后进行称重和配重，利用埋设在上转盘的牵引索、转体连续作用千斤顶，克服上下球铰之间及撑脚与下滑道之间的动摩擦力矩,使桥体转动到位。 转体结构的索引力、安全系数及转体时间的计算 转体总重量W=96000KN ,其摩擦力计算公式: F=W×μ 启动时静摩擦系数按μ=0.1, 静摩擦力F=W×μ=9600KN 转动过程中的动磨擦系数按μ=0.06，动摩擦力F=W×μ=5760KN 转体按拉力计算，计算公式:T=2/3×(R×W×μ)/D R为球铰平面半径,R=150cm,W为转体总重量,W=96000KN,D为转台直径,D=710cm 计算结果: 启动时所需最大牵引力：T=2/3×(R×W×μ静)/D=135.21t＜200t 转动过程中所需牵引力：T=2/3×(R×W×μ动)/D=81.13t＜200t 动力储备系数：200/135.21=1.48 钢绞线的安全系数：9（根/台）×26（T/根）/135.21（T）=1.73 从此计算结果可以看出千斤顶动力储备和钢绞线的安全已达到了工程设计要求。需要200t连续油压顶三台，一台为备用。 转体所需时间为54min。 转体角速度w=62÷180×3.14÷54=0.02rod/min 上转盘线速度为：V=7.1×π÷360×62÷54=0.0711m/min（上转盘直径为7.1m） （2）转体施工(桥体称重) 为了保证桥梁转体过程的顺利进行，及时为大桥转体阶段的指挥和决策提供依据，有必要进行转体前称重。 称重过程中共需要4个百分表以及4个千斤顶。分别布置如图位置。
（3）转体施工(设备测试) 1）转体过程中的液压及电器设备出厂前要进行测试和标定，并在厂内进行试运转； 2）设备安装就位。按设备平面布置图将设备安装就位，连接好主控台、泵站、千斤顶间的信号线，接好泵站与千斤顶间的油路，连接主控台、泵站电源； 3）设备空载试运行。根据千斤顶施力值(启动牵引力按静磨擦系数μs=0.1，转动牵引力，按动磨擦系数μd=0.06考虑)反算出各泵站油压值，按此油压值调整好泵站的最大允许油压，空载试运行，并检查设备运行是否正常；空载运行正常后再进行下一步工作； 4）安装牵引索。将预埋好的钢绞线牵引索顺着牵引方向绕上转盘后穿过千斤顶，并用千斤顶的夹紧装置夹持住；先用1-5KN逐根对钢绞线预紧，再用牵引千斤顶在2Mpa油压下对该束钢绞线整体预紧，使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致； 5）拆除上、下转盘间的固定装置及支垫，清理滑道，并涂润滑油以减小摩阻力，在撑脚下布置四氟乙烯板，必要时在四氟板和撑脚之间加入钢板保证四氟板和撑脚之间间隙小于1mm； 6）全面检查转体结构各关键受力部位是否有裂纹及异常情况，拆除所有支架后对转体结构的观察、监测时间要求达到2小时以上；安装好转体观测仪器,并调试正常。
系统称重
千斤顶及应变计称重
应变计 （4）转体施工(转体用时计算)
四、转体施工(正式转体) （1）转体过程中铁路和公路的防护 ①转体过程中保证无设备和非转体操作人员在铁路线附近，严禁设备和操作人员侵入公路。 ②桥面保持无杂物，并设防护网，以防转体过程中坠物伤人； ③项目部设专人协同铁路和公路防护人员进行线路防护工作； ④转体结束后，及时做好现场清理工作，确保不影响铁路和公路运营安全。 （2）转体实施 1）本桥的转体重量为9600t，静、动摩擦系数分别考虑为0.1、0.06，启动时需要最大牵引力为1352.1KN转动过程中所需最大的牵引力为811.3KN转体牵引设备主要由两台连续张拉千斤顶、液压泵站及主控台组成，牵引索采用9φs15.2钢绞线。转体角度为62°，转体角速度为W≤0.02rad/min。 2）液压控制系统、要点审批、气象条件、结构物等全部就绪并满足转体要求，各岗位人员到位，先让辅助顶达到预定吨位后，转体人员接到指挥长的转体命令后，启动动力系统设备，并使其在“自动”状态下运行； 3）设备运行过程中，各岗位人员的注意力必须高度集中，时刻注意观察和监控动力系统设备的运行情况及桥面转体情况，梁端每转过5m，向指挥长汇报一次，在距终点5m以内，每转过1m向指挥长汇报一次，在距终点20cm以内，每转过2cm向指挥长汇报一次。转体结构接近设计位置（距设计位置的距离需由试转时测出的系数计算确定）时，系统“暂停”。为防止结构超转，先借助惯性运行结束后，动力系统改由“手动”状态下改为点动操作。每点动操作一次，测量人员测报轴线走行现状数据一次，反复循环，直至结构轴线精确就位。整个转体施工过程中，用全站仪加强对T构两端高程的监测和转盘环道四氟走板的观察。 五、转体施工（转体控制措施和就位） 1）同时启动，现场设同步启动指挥员，采用对讲机进行通讯指挥。 2）连续千斤顶公称油压相同，转体采用同种型号的一套液压设备，转体时按控制好的油表压力。 3）采用同步观测 ①、转体观测系统，安在箱梁上的速度传感器，能随时反映转体的速度，转体角速度为W≤0.02rad/min。 ②、转体前在上转盘最外圆周上，上均匀布置62个刻度，然后按顺序进行编号，转体过程中随时观测转盘的转过刻度，也就严格控制转体速度。 转体就位 1）转体就位采用经纬仪中线校正，允许其中线偏差不大于2cm。 现场就位测量方案： ①中心垂球控制：用垂球校核箱梁梁端中心与支墩上的中心线是否重合； ②在箱梁两侧的盖梁上布置4台经纬仪，把每台仪器的视线方向设定在箱梁理论中心方向，然后进行转体就位过程观测； ③在箱梁的两端各布置1台水平仪，用来观测箱梁端部就位后的梁顶高程。 六、转体后期施工（现浇段施工） 15#块采用满堂支架现浇法施工，外模采用定型钢模板，内模采用木模板。 （1）现浇段支架布置 施工前进行场地平整，然后对整个面层用二步灰土进行换填，换填厚度50cm，压实，进行地基承载力检测，承载力满足要求后随后采用20cm厚C20混凝土对整个场地进行硬化，沿场地四周设置20cm宽，15cm深的环形排水沟，以免场地被雨水浸泡。地基处理的范围为15#现浇梁段搭设支架之外0.5m。脚手架按照顺桥向立杆间距为腹板处0.3m，其他位置0.6m，横桥向间距0.6m，横杆步距1.2m。为确保支架整体稳定性，支架横纵方向与地面 成45°夹角设置剪刀撑，同时在支架顶、中、底和支架高度的1/3、2/3位置处各设水平剪刀撑。立杆顶部和底部安装可调节顶托。现浇段箱梁底模采用1.2cm厚竹胶板，竹胶板下一次铺设纵向10cm*10cm方木和横向10cm*15cm方木，竹胶板下的纵向方木进行密排，横向方木间距0.6m。 （2）支架预压 支架预压采用沙袋法，对支架按结构重的1.2倍重量进行堆载预压，码放过程中遵循对称原则，由中间向两边对称进行。预压采用分次分级方式进行，第一次按预压重量的30%预压，第二次按70%预压，第三次按100%预压。加载时设专人清点、记录、沉降观测。 （3）沉降观测 加载前布设好观测点，观测点的点位分别设置在混凝土硬化地面和底模上，以观测地基沉降量及支架、方木的变形量，沉降点布设应从上下对应，纵向每隔1/4跨度布置一个断面，每个断面监测点不少于5个。每加载一级进行一次观测，预压时间不少于7d，并在预压过程中回执沉降曲线，当连续3d沉降量不超过3mm，即可视为稳定。 （4）位移观测 在底模处设置位移观测点，加载前后观测位移情况并做好记录。 （5）预压卸载 沉降稳定后，即可卸除荷载，卸载时同样遵循对称原则。预压前后应取得如下数据：加载前、加载后、卸载后底模标高。卸载完成后再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等于卸去沙袋后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形量（即塑性变形）。预压完成后要根据预压成果通过可调托架调整支架标高。 七、转体后期施工（合拢段施工） 本工程合拢段为14#梁段。合拢段长2m，高3.5m，重73t。采用支架法合龙施工。 13#梁段施工完成后将挂篮拆除。搭设14#段支架。14#段支架与13#段连成整体，布置原则与15#段同。 水箱配重：合拢段施工前对13#和15#梁段进行配重，合拢段两侧水箱容量为合拢段混凝土重量73t。 劲性钢骨架安装：劲性骨架的预埋板要竖直，表面要光洁。劲性骨架按照2米长度进行放样和制作，安装时，先将一端与预埋板焊接固定，另一端作调节端。当具备合拢条件时，及时将骨架另一端与梁体连接锁定。待劲性骨架锁定完毕后进行挂篮定位，锚固进行合拢段的钢筋绑扎及预应力体系安装。 混凝土施工：混凝土的施工顺序按先底板，后腹板，再顶板的顺序进行。根据目前的温度情况，混凝土浇注安排在夜间进行，避免白天浇注产生收缩裂纹，混凝土坍落度控制在166~18cm。浇筑工作必须在初凝前完成，混凝土初凝时间控制在6小时左右。为防止温度变化影响产生裂纹，在顶板覆盖塑料薄膜和土工布，并进行洒水养护。 卸载：在合拢段混凝土浇筑的同时，按一定等量关系泄水，合拢段浇筑混凝土时，使梁体标高式中保持不变，混凝土浇筑完毕，配重水也要同时放完。 提示： 1、上下转盘固定采用JL32精轧螺纹或者钢筋砼墙两道。 2、零号块采用碗口支架或钢管膺架施工、托架施工。 3、菱形挂篮采用现场拼装对拉，并在实体拼装后采取堆载预压，取得弹性及非弹性数值。 4、球铰加工应进行进场督造，及时掌握加工精度及整板下料、拼接焊接质量控制、运输环节质量控制，滑块编号及厂家试转记录。 5、上部结构如处于桥梁平曲线上应注意转体系统中心销轴与桥梁重心的偏心距设置，以平衡部分偏心荷载，注意偏向靠近平曲线圆心一侧。 6、系统称重、配重、应力应变监控应选择专业的单位进行。 7、转体系统应采用连续式千斤顶张拉系统。 8、与被交线产权单位紧密配合，做好要点前及要点后的各项准备工作。 9、连续转体后就位前应采取点动精确就位，就位后检查高程、中线符合设计要求后及时进行固结。 10、经过精准控制项目合拢后高程及中心偏差均控制在6mm以内。 （后附现场照片）
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