跨線橋轉(zhuǎn)體技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

馬行川

(中鐵武漢勘察設(shè)計研究院有限公司,武漢 430074)

1 概述

橋梁轉(zhuǎn)體法施工始于20世紀(jì)40年代的法國，最初是從豎轉(zhuǎn)法發(fā)展起來的，直至1976年，平轉(zhuǎn)法施工才首次應(yīng)用。隨后，國外在斜拉橋、T形剛構(gòu)橋、連續(xù)梁橋、拱橋等橋型上，平轉(zhuǎn)法的使用越來越廣泛，技術(shù)也越來越成熟[1-2]。

我國轉(zhuǎn)體施工技術(shù)起步相對較晚，1975年才開始進(jìn)行轉(zhuǎn)體橋工藝的研究，并于1977年完成了我國歷史上的第一座平轉(zhuǎn)法施工橋梁[1-2]。近年來，隨著高速鐵路的普及，轉(zhuǎn)體橋的應(yīng)用越來越普遍，在轉(zhuǎn)體橋個數(shù)、轉(zhuǎn)體質(zhì)量、轉(zhuǎn)體形式已漸漸進(jìn)入世界領(lǐng)先水平。表1為國內(nèi)外一些典型的橋梁轉(zhuǎn)體施工案例。

表1 國內(nèi)外典型轉(zhuǎn)體施工的橋梁

2 跨線橋轉(zhuǎn)體技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 常規(guī)跨線橋轉(zhuǎn)體技術(shù)

目前，常規(guī)跨線橋平轉(zhuǎn)法施工是在普通跨線橋梁施工的基礎(chǔ)上，增加一個轉(zhuǎn)動球鉸、轉(zhuǎn)體牽引動力系統(tǒng)和轉(zhuǎn)體時的平衡系統(tǒng)[3-5]，將需橫跨鐵路的橋梁平行于既有鐵路施工，轉(zhuǎn)體梁段施工完成后水平轉(zhuǎn)動至設(shè)計位置，在基本不對鐵路造成影響的前提下實現(xiàn)橋梁的跨越。

常規(guī)平轉(zhuǎn)法施工的技術(shù)原理如圖1所示，采用球鉸作為轉(zhuǎn)動和承載的核心，支撐腿和滑道作為防傾覆保險體系，牽引索、連續(xù)張拉千斤頂和牽引反力座為轉(zhuǎn)體的動力系統(tǒng)。轉(zhuǎn)體時通過布置在球鉸左右兩側(cè)軸對稱位置的牽引反力座為連續(xù)千斤頂提供1對牽引反力，連續(xù)牽引纏繞在轉(zhuǎn)臺上的拉索，形成1對力偶，使橋梁轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)沿球鉸中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動。按球鉸所在位置水平轉(zhuǎn)體橋可分為墩底轉(zhuǎn)體[6-8]、墩頂轉(zhuǎn)體[9-11]和墩中轉(zhuǎn)體[12]。例如，廣東英德跨京廣高鐵的英紅特大橋采用墩底轉(zhuǎn)體，如圖2所示；武漢市姑嫂樹路轉(zhuǎn)體橋采用墩頂轉(zhuǎn)體，如圖3所示；新建成昆鐵路永仁至廣通段龍川江大橋采用墩中轉(zhuǎn)體，如圖4所示。

圖1 常規(guī)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)

圖2 墩底轉(zhuǎn)體

圖3 墩頂轉(zhuǎn)體

圖4 墩中轉(zhuǎn)體

2.2 常規(guī)轉(zhuǎn)體技術(shù)的局限性

雖然上述常規(guī)轉(zhuǎn)體技術(shù)基本能滿足大多數(shù)跨線轉(zhuǎn)體橋的施工需求，但仍存在一定的局限性，主要技術(shù)缺陷如下。

(1)為保證轉(zhuǎn)體平衡，在現(xiàn)場不具備背錨設(shè)置條件的情況下，跨線橋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)一般做成對稱或者盡量對稱，以減少平衡配重量，但存在現(xiàn)場條件限制導(dǎo)致轉(zhuǎn)體兩端結(jié)構(gòu)相差懸殊的情況，單純配重難以實現(xiàn)轉(zhuǎn)體平衡。

(2)現(xiàn)有跨線橋梁的改擴(kuò)建，常規(guī)轉(zhuǎn)體技術(shù)由于現(xiàn)狀橋梁的影響，若新建橋梁和老橋并行建設(shè)，現(xiàn)狀轉(zhuǎn)體技術(shù)無法實現(xiàn)。

(3)轉(zhuǎn)體橋梁規(guī)模越來越大，保定樂凱大街轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)體質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到46 000 t。隨著轉(zhuǎn)體噸位的增加，轉(zhuǎn)體球鉸尺寸越來越大，直徑超過了5 m，采用常規(guī)球鉸制造技術(shù)，運(yùn)輸及安裝極為不便。

(4)轉(zhuǎn)體噸位越來越大，相應(yīng)牽引動力的需求也越來越大。現(xiàn)狀技術(shù)主要通過兩種措施來完成轉(zhuǎn)體，一種是增加連續(xù)千斤頂?shù)臓恳Γ涣硪环N是增大轉(zhuǎn)臺與球鉸半徑比值。但兩種措施均造成牽引設(shè)備和轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)較為龐大，經(jīng)濟(jì)性較差。

(5)現(xiàn)狀轉(zhuǎn)體技術(shù)采用牽引索牽拉轉(zhuǎn)體，若轉(zhuǎn)體超過設(shè)計角度后，回位只能采用千斤頂頂推，施工操作難度較大。因此，施工時往往接近轉(zhuǎn)體角度后，即停止轉(zhuǎn)體，很難做到完全精準(zhǔn)對位。

(6)現(xiàn)狀轉(zhuǎn)體技術(shù)球鉸多為一次性設(shè)備，轉(zhuǎn)體完成后封鉸在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，無法重復(fù)利用。

3 跨線橋轉(zhuǎn)體新技術(shù)

3.1 轉(zhuǎn)體工藝的新技術(shù)

2018年建成的武漢市常青路跨線轉(zhuǎn)體橋采用了一種新型轉(zhuǎn)體技術(shù)，相對于常規(guī)轉(zhuǎn)體技術(shù)進(jìn)行了較大改進(jìn)。該工程采用(95+105) m連續(xù)鋼箱梁上跨9股道鐵路線，橋?qū)?1 m，分幅布置。該橋采用墩頂法轉(zhuǎn)體，待箱梁水平轉(zhuǎn)體就位后，施工合龍段，完成鋼箱梁的合龍，最后拆除球鉸，上部結(jié)構(gòu)整體落架至永久支座上。

該橋橋面較寬，采用分幅布置，且現(xiàn)場環(huán)境不具備左右幅橋梁在鐵路兩側(cè)分別轉(zhuǎn)體的條件[13]，因此設(shè)計采用了一種分幅橋梁單球鉸整體轉(zhuǎn)體新工藝。將上部梁體平面設(shè)計為“H”形，在轉(zhuǎn)體墩墩頂用橫梁連接左右兩幅橋，完成鋼箱梁與轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的固定，并在橫梁的轉(zhuǎn)體球鉸上方設(shè)置臨時塔橫向張拉墩頂橫梁，以改善轉(zhuǎn)體時橫梁的懸臂受力狀態(tài)。

受外部環(huán)境限制，轉(zhuǎn)體長度為(43.8+91.4) m。由于兩端轉(zhuǎn)體長度相差懸殊，無法通過單純配重達(dá)到轉(zhuǎn)體平衡，因而采用一種輔助支撐系統(tǒng)的方法來解決轉(zhuǎn)體平衡[14-17]，如圖5所示。該系統(tǒng)由滾輪小車支撐、滾輪小車軌道、弧形軌道梁支撐平臺、齒輪驅(qū)動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)共同組成，如圖6所示。取消常規(guī)轉(zhuǎn)體的牽引索牽拉轉(zhuǎn)體，通過齒輪驅(qū)動使?jié)L輪小車支撐沿弧形軌跡運(yùn)動，進(jìn)而帶動梁體進(jìn)行水平轉(zhuǎn)體。

圖5 常青路轉(zhuǎn)體輔助支撐系統(tǒng)平面布置(單位：mm)

圖6 常青路轉(zhuǎn)體輔助支撐系統(tǒng)連接大樣(單位：mm)

該橋轉(zhuǎn)體方式具有轉(zhuǎn)體穩(wěn)定性好、自動化程度高、可正轉(zhuǎn)也可反轉(zhuǎn)、能自動精準(zhǔn)對位等特點，可減少不對稱結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體所需的平衡配重量及轉(zhuǎn)體時的牽引力，實現(xiàn)施工區(qū)域狹窄、場地受限條件下的橋梁轉(zhuǎn)體施工。

3.2 轉(zhuǎn)體球鉸的新技術(shù)

平轉(zhuǎn)橋梁的轉(zhuǎn)體球鉸技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了相當(dāng)長的時間，由最初的混凝土球鉸到如今承載能力超過30 000 t的鋼球鉸，設(shè)計制造技術(shù)日臻成熟，但對于超大質(zhì)量轉(zhuǎn)體球鉸，以往的設(shè)計及制造仍存在直徑較大，無法分解拆裝組合，運(yùn)輸及安裝較為困難等缺點。

2019年7月30日實現(xiàn)轉(zhuǎn)體的河北保定樂凱大街轉(zhuǎn)體橋，主塔轉(zhuǎn)體質(zhì)量高達(dá)46 000 t，球鉸直徑達(dá)到5.88 m[18]。為解決運(yùn)輸難題，其轉(zhuǎn)體球鉸采用分片式拼裝技術(shù)，將完整球鉸分成三塊，各塊之間在施工時通過螺栓連接為整體，連接處進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。該種設(shè)計將超大直徑的球鉸(平面直徑達(dá)到5 m以上)分解為一般公路可以運(yùn)輸?shù)膲K件，進(jìn)入工地安裝后，再拼接為整體，對于公路運(yùn)輸非常方便，可有效降低球鉸的運(yùn)輸成本。

4 跨線橋轉(zhuǎn)體技術(shù)展望

雖然常青路和保定樂凱大街的新型轉(zhuǎn)體技術(shù)解決了常規(guī)轉(zhuǎn)體技術(shù)中的大部分問題，取得了較多的技術(shù)成果，但仍有較多轉(zhuǎn)體橋方面的技術(shù)有待進(jìn)一步開發(fā)和研究，以適應(yīng)現(xiàn)在各種各樣的建設(shè)需求。對于未來轉(zhuǎn)體橋梁技術(shù)的發(fā)展，可以從以下幾個主要方面進(jìn)行展望。

4.1 轉(zhuǎn)體工藝的技術(shù)展望

(1)轉(zhuǎn)體和平移相結(jié)合的技術(shù)

對既有跨線橋進(jìn)行加寬改造，受既有橋梁的影響，以前都是采用架設(shè)或者頂推的方式再次跨越鐵路，但施工對鐵路運(yùn)輸干擾較大。若采用常規(guī)方式轉(zhuǎn)體，跨鐵路加寬段的公路線路需要外繞，以留足轉(zhuǎn)體施工空間。但此種處理方式在加寬段橋梁和既有跨鐵路橋梁之間會出現(xiàn)三角地塊，浪費(fèi)土地資源。

參考已有的房屋建筑平移技術(shù)，若能在既有跨鐵路橋梁之外采用轉(zhuǎn)體技術(shù)跨越鐵路之后，再通過導(dǎo)軌平移技術(shù)順鐵路方向水平移動，使跨鐵路加寬段橋梁和既有跨鐵路橋梁并行，則可避免上述諸多問題。實施思路可將承臺設(shè)置為上下兩層，中間布置導(dǎo)軌，頂面布置轉(zhuǎn)體系統(tǒng)。先臨時固定上下層承臺，實施橋梁水平轉(zhuǎn)體就位；再封固轉(zhuǎn)體系統(tǒng)，解除上下層承臺臨時固結(jié)，釋放出橋梁平移系統(tǒng)，通過提前設(shè)置的走行基礎(chǔ)、導(dǎo)軌、頂推系統(tǒng)，將橋梁水平頂推到設(shè)計橋位上，最后封固上下層承臺成橋。目前，該技術(shù)方案僅是一種初步思路，需要在今后的實踐中做進(jìn)一步完善。

(2)可調(diào)高度轉(zhuǎn)體橋技術(shù)

轉(zhuǎn)體橋在跨越電氣化鐵路時，由于受轉(zhuǎn)體掃過區(qū)域鐵路接觸網(wǎng)桿高度的影響，所留鐵路的凈空高度往往比規(guī)范要求的鐵路限界高度高出較多，由此帶來了橋梁長度增加或者道路縱坡加大，降低行車安全性和舒適性，工程造價上也不經(jīng)濟(jì)。

若能在橋梁轉(zhuǎn)體后，通過技術(shù)措施使橋梁上部結(jié)構(gòu)下降一定高度，既能滿足轉(zhuǎn)體過程中的轉(zhuǎn)體需求，又能滿足轉(zhuǎn)體后的鐵路限界，則可以達(dá)到有效降低道路縱坡，減少工程造價的目的。

可調(diào)高度轉(zhuǎn)體橋技術(shù)具體實施時可參考塔吊自身升降的原理，通過采用大噸位千斤頂和臨時加高臺相互配合的方案，逐級降低上部結(jié)構(gòu)高程。例如對于墩頂轉(zhuǎn)體連續(xù)梁，可根據(jù)高度調(diào)整的需求，在墩頂設(shè)置相應(yīng)高度的加高臺。轉(zhuǎn)體就位后，通過千斤頂?shù)呐浜希鸩讲鸪蜚q和加高臺，將梁體高度降至設(shè)計高程。常青路跨鐵路轉(zhuǎn)體橋?qū)τ诓鸪蜚q和降低梁體高程已經(jīng)進(jìn)行了大膽嘗試，但降低的高度有限，對于大尺度的高度調(diào)整，后期仍有很多技術(shù)細(xì)節(jié)有待進(jìn)一步研究。

(3)臨時斜拉索轉(zhuǎn)體橋技術(shù)

對于梁式橋轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)體過程中的大懸臂結(jié)構(gòu)往往是設(shè)計和施工中的控制工況，為保證轉(zhuǎn)體工況的結(jié)構(gòu)安全，避免梁體下?lián)线^大影響轉(zhuǎn)體進(jìn)程。0號塊附近的梁體截面結(jié)構(gòu)尺寸在設(shè)計時往往取值較大，致使橋梁的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相對較差，同時也增大了轉(zhuǎn)體質(zhì)量，間接增加了施工難度。

若能將斜拉橋的設(shè)計理念引入到梁式橋轉(zhuǎn)體的設(shè)計和施工中，通過設(shè)置臨時斜拉索[19]，則可以在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下有效降低懸臂撓度，減少結(jié)構(gòu)截面和轉(zhuǎn)體質(zhì)量。設(shè)置臨時斜拉索分為縱向和橫向兩種方式，一般情況下設(shè)置縱向臨時斜拉索，對于橋面橫向?qū)挾容^大的轉(zhuǎn)體橋，在轉(zhuǎn)體時橫向剛度或應(yīng)力水平受控時，也可以設(shè)置橫向臨時斜拉索。

設(shè)置臨時斜拉索的轉(zhuǎn)體橋技術(shù)對于跨度在50～100 m范圍的鋼箱梁結(jié)構(gòu)，在改善轉(zhuǎn)體時的撓度和應(yīng)力水平十分有效，對于今后的工程應(yīng)用有著較大的發(fā)展空間。

(4)無球鉸轉(zhuǎn)體技術(shù)

目前實施的轉(zhuǎn)體橋，多數(shù)均是通過設(shè)置球鉸裝置實現(xiàn)轉(zhuǎn)體功能。雖然早期也有通過平面鉸[20-21]來進(jìn)行轉(zhuǎn)體的橋梁實例，但它們都具有通過鉸結(jié)構(gòu)來承擔(dān)轉(zhuǎn)體時上部結(jié)構(gòu)重力的特點，同時能夠在對鉸結(jié)構(gòu)施加外力形成力偶的情況下可以連續(xù)轉(zhuǎn)動。

結(jié)合常青路跨線轉(zhuǎn)體橋所設(shè)計的滾輪小車結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)無球鉸轉(zhuǎn)體的設(shè)想。取消常規(guī)轉(zhuǎn)體的球鉸裝置，沿轉(zhuǎn)動環(huán)道軌道對稱布置多個滾輪小車，使?jié)L輪小車既能承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的重力，又能在自身動力的作用下沿軌道圓周運(yùn)動，進(jìn)而實現(xiàn)轉(zhuǎn)體的功能。

無球鉸轉(zhuǎn)體技術(shù)采用多支點承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)，可以增加轉(zhuǎn)體過程中的穩(wěn)定性，尤其對于高聳結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體，可以大大降低轉(zhuǎn)體傾覆的風(fēng)險。

目前該技術(shù)對于鋼箱梁墩頂轉(zhuǎn)體和小質(zhì)量墩底轉(zhuǎn)體混凝土梁橋比較適用，對于雙索面斜拉橋轉(zhuǎn)體，無球鉸轉(zhuǎn)體技術(shù)也可以做到兩側(cè)塔柱不收腿，更有利于塔柱的結(jié)構(gòu)受力。但由于單個滾輪小車的承載力有限，所以對于較大質(zhì)量轉(zhuǎn)體橋，其適用仍存在局限性。今后需對滾輪小車的承載能力做進(jìn)一步的完善和改進(jìn)，以擴(kuò)大無球鉸轉(zhuǎn)體技術(shù)應(yīng)用范圍。

4.2 轉(zhuǎn)體球鉸的技術(shù)展望

(1)球鉸可重復(fù)利用技術(shù)

目前，常規(guī)轉(zhuǎn)體橋梁的鋼球鉸基本上都是一次性的，轉(zhuǎn)體完成后進(jìn)行封固，保留在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部。如果能夠在轉(zhuǎn)體完成后拆出球鉸，使球鉸像千斤頂?shù)绕渌O(shè)備一樣具備可重復(fù)利用的特點，將是橋梁轉(zhuǎn)體技術(shù)的一大革新，同時也有利于資源的重復(fù)利用。例如常青路跨線轉(zhuǎn)體橋在鋼箱梁轉(zhuǎn)體球鉸的設(shè)計上進(jìn)行了回收利用的成功嘗試，如若在混凝土橋梁上也進(jìn)行該項技術(shù)的應(yīng)用和推廣，對于環(huán)境保護(hù)，降低工程造價也將大有裨益。

球鉸可重復(fù)利用技術(shù)主要應(yīng)用在墩頂轉(zhuǎn)體的橋梁上，即在設(shè)計時充分考慮球鉸的可拆裝性，結(jié)構(gòu)上預(yù)留球鉸的拆卸空間和拆卸時的構(gòu)造措施。轉(zhuǎn)體完成后，通過千斤頂?shù)捻斏?，移出拆卸下來的球鉸，再落梁在正式支座上，完成橋梁結(jié)構(gòu)體系由轉(zhuǎn)體狀態(tài)到永久狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

(2)集成式球鉸技術(shù)

目前，轉(zhuǎn)體球鉸的功能基本上都是單一化的，即僅實現(xiàn)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動功能，轉(zhuǎn)體過程中的其他控制功能需求，例如應(yīng)力監(jiān)控，平衡稱重、轉(zhuǎn)體角度和速度監(jiān)測、轉(zhuǎn)體動力提供[22]等施工控制措施均需要通過其他措施或設(shè)施來實現(xiàn)。

若對現(xiàn)狀球鉸作進(jìn)一步改進(jìn)，將上述功能集成在一起，實現(xiàn)球鉸功能的多樣化、數(shù)字化和智能化，將可大大減少轉(zhuǎn)體過程中各工序的交叉配合，更有利于轉(zhuǎn)體控制的安全和平穩(wěn)。

集成式球鉸技術(shù)的基本思路可分為以下方面的內(nèi)容：一是在球鉸內(nèi)上下球鉸之間預(yù)埋應(yīng)力片的輔助監(jiān)控技術(shù)，以達(dá)到免稱重的目的。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對不平衡力矩進(jìn)行預(yù)估，形成預(yù)配重方案并與理論配重方案進(jìn)行對比分析，驗證預(yù)配重方案的合理性；二是將轉(zhuǎn)體動力系統(tǒng)和球鉸進(jìn)行組合，使球鉸自帶動力，通過自動控制技術(shù)，啟動球鉸使轉(zhuǎn)體能夠自動運(yùn)行，避免轉(zhuǎn)體動力系統(tǒng)和球鉸系統(tǒng)分離的狀態(tài)，能更好地控制行程，達(dá)到橋梁轉(zhuǎn)體姿態(tài)實時測量及精確定位；三是利用如今蓬勃發(fā)展的計算機(jī)數(shù)字技術(shù)，在球鉸上設(shè)置監(jiān)測、控制裝置，將轉(zhuǎn)體過程的球鉸應(yīng)力、轉(zhuǎn)體角度、轉(zhuǎn)體速度等數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值化、可視化，以簡化施工現(xiàn)場各工種之間的現(xiàn)場相互配合工作量，減少施工風(fēng)險。

4.3 轉(zhuǎn)體動力系統(tǒng)的技術(shù)展望

(1)轉(zhuǎn)體動力智能控制技術(shù)

常規(guī)跨線橋轉(zhuǎn)體動力基本上均采用卷揚(yáng)機(jī)或者連續(xù)千斤頂牽拉。在常青路跨線轉(zhuǎn)體橋之前，轉(zhuǎn)體動力技術(shù)一直停留在最初的方式上，未進(jìn)行過大的改進(jìn)和革新。該種技術(shù)比較成熟，但也存在施工操作復(fù)雜，精度控制差等缺點。

克服上述常規(guī)轉(zhuǎn)體的牽引技術(shù)缺點，就需要將目前的常規(guī)轉(zhuǎn)體動力技術(shù)作進(jìn)一步改進(jìn)。結(jié)合目前飛速發(fā)展的自動化控制技術(shù)、信息集成技術(shù)，綜合研制出一種可遠(yuǎn)程一鍵式操作，數(shù)據(jù)化控制的轉(zhuǎn)體綜合動力設(shè)備。該設(shè)備應(yīng)具備正反轉(zhuǎn)、能自行精準(zhǔn)對位的特點，遠(yuǎn)程輸入命令即可自動提供轉(zhuǎn)體的功能。常青路跨鐵路轉(zhuǎn)體橋的轉(zhuǎn)體設(shè)備只是進(jìn)行了初步嘗試，適合特定條件下的橋梁轉(zhuǎn)體，通用性仍有一定局限。若開發(fā)為通用設(shè)備，后期仍有很多地方有待改進(jìn)。

(2)雙動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)體技術(shù)

以往設(shè)計的轉(zhuǎn)體橋，無論是常規(guī)轉(zhuǎn)體或是常青路新型轉(zhuǎn)體，均采用單動力系統(tǒng)，即采用連續(xù)千斤頂牽拉系統(tǒng)或者單側(cè)電機(jī)齒輪齒條轉(zhuǎn)動系統(tǒng)。對于轉(zhuǎn)體質(zhì)量較大的轉(zhuǎn)體橋，所需牽引力往往較大，如果設(shè)置雙動力系統(tǒng)，則轉(zhuǎn)體施工將變得容易實現(xiàn)。雙動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)體技術(shù)可以分為連續(xù)千斤頂牽拉系統(tǒng)+電機(jī)齒輪齒條系統(tǒng)和雙電機(jī)齒輪齒條系統(tǒng)兩種方案。

雙電機(jī)齒輪齒條系統(tǒng)對稱布置在球鉸兩側(cè)，在提高轉(zhuǎn)體牽引動力的基礎(chǔ)上，也可以解決單側(cè)電機(jī)齒輪齒條系統(tǒng)對球鉸產(chǎn)生的水平推力，防止球鉸產(chǎn)生較為嚴(yán)重的水平偏位現(xiàn)象。目前，在常青路新型轉(zhuǎn)體技術(shù)的基礎(chǔ)上，該技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了深入研究，可以應(yīng)用在今后的工程中。

連續(xù)千斤頂牽拉系統(tǒng)+電機(jī)齒輪齒條系統(tǒng)，以其中一種動力系統(tǒng)作為主動力，另一種動力系統(tǒng)作為輔助動力，在單個動力系統(tǒng)牽引能力不足的情況下，另一種動力可以作為補(bǔ)充。也可以在單個動力系統(tǒng)牽引能力滿足要求的情況下，另一種動力可以作為應(yīng)急儲備。尤其在跨越鐵路的條件下，轉(zhuǎn)體時間被限定，若主動力系統(tǒng)出現(xiàn)問題，更換設(shè)備時間不允許的情況下，另一種動力可以確保轉(zhuǎn)體繼續(xù)進(jìn)行。

(3)梁端設(shè)置動力轉(zhuǎn)體技術(shù)

常規(guī)跨線橋在轉(zhuǎn)體時，所需牽引動力的大小除受球鉸和撐腳接觸摩擦力的影響外，另一個影響因素就是牽引半徑和球鉸支承半徑的比值大小。其比值越大，所需牽引力就越小，若在轉(zhuǎn)體梁的端部牽引，則所需牽引力最小。在實際工程中，受轉(zhuǎn)體跨越端鐵路或其他障礙物影響，跨越端往往無法在端部進(jìn)行牽引，但在非跨越端則可以實現(xiàn)端部牽引，以達(dá)到牽引力最小的目的。

由于梁端運(yùn)動軌跡呈弧線形，梁端采用軟索牽引實現(xiàn)弧線運(yùn)動技術(shù)上存在較多困難，因此實際工程中一般在梁端采用頂推方式使梁體轉(zhuǎn)動。但也帶來轉(zhuǎn)體用時較長，一次鐵路天窗封閉點內(nèi)很難完成轉(zhuǎn)體的問題。常青路跨線轉(zhuǎn)體橋采用的齒輪齒條方案是解決這個問題的一個方向，對于其他更為簡易的解決方式仍需在今后的工作中進(jìn)一步研究開發(fā)。

(4)設(shè)置動滑輪的轉(zhuǎn)體動力技術(shù)

常規(guī)跨線橋在轉(zhuǎn)體質(zhì)量較大時，牽引動力往往較大，以前是通過加大牽引設(shè)備牽引力的辦法來處理。目前，牽引設(shè)備連續(xù)千斤頂?shù)臓恳σ呀?jīng)從最初的1 000 kN逐漸發(fā)展到5 600 kN。但現(xiàn)有千斤頂動力仍不能滿足牽引需要時，可以通過設(shè)置一個簡單的動滑輪構(gòu)造來解決問題。如圖7所示，在千斤頂反力座和預(yù)埋在轉(zhuǎn)臺內(nèi)的牽引鋼束之間設(shè)置一個動滑輪。根據(jù)動滑輪的特性，千斤頂所需的牽引力理論上可降低為直接牽拉牽引鋼束的一半。

圖7 設(shè)置動滑輪的轉(zhuǎn)體動力系統(tǒng)平面

4.4 轉(zhuǎn)體技術(shù)應(yīng)用的展望

橋梁轉(zhuǎn)體技術(shù)在應(yīng)用環(huán)節(jié)上除了橋梁轉(zhuǎn)體施工外，還可延伸到其他方面，例如河道上的開啟橋應(yīng)用。

開啟橋的技術(shù)應(yīng)用較早，多用在航道上橋梁。該種橋型可顯著降低河道上的橋梁設(shè)計高度，縮短引橋長度，節(jié)省大量的建橋資金。例如比較著名的倫敦泰晤士河上的塔橋即是采用開啟橋的技術(shù)，如圖8所示。一般開啟橋大多采用豎向開啟，采用水平開啟橋的橋梁由于轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)相對豎向開啟橋較為復(fù)雜，所以數(shù)量相對較少，一般用于橋梁寬度較小的鐵路橋梁，例如20世紀(jì)30年代的遼寧丹東跨鴨綠江舊鐵路橋即是采用水平開啟的橋梁，如圖9所示。

圖8 倫敦泰晤士豎向開啟橋

圖9 遼寧丹東水平開啟橋

參考常青路齒輪齒條新型轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的技術(shù)原理，可以較為容易的實現(xiàn)水平開啟。水平開啟橋與豎向開啟橋相比，不需要設(shè)置橋塔或拉索，簡單梁式橋即可實現(xiàn)，技術(shù)上更具優(yōu)勢。今后，在通航不太繁忙的河道上，設(shè)置水平開啟橋也是一個很好的發(fā)展趨勢。

5 結(jié)語

通過對常規(guī)跨線轉(zhuǎn)體橋技術(shù)的分析，總結(jié)出常規(guī)轉(zhuǎn)體橋技術(shù)的局限性。針對常規(guī)橋梁的局限性，介紹了近年來發(fā)展的一些新型轉(zhuǎn)體技術(shù)。并從轉(zhuǎn)體工藝、球鉸技術(shù)、轉(zhuǎn)體動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)體技術(shù)應(yīng)用等方面，著重對今后轉(zhuǎn)體技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行展望，為今后轉(zhuǎn)體橋技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了一定的思路，對相應(yīng)建設(shè)條件下的跨線轉(zhuǎn)體橋建設(shè)有一定的參考和借鑒意義。