1、工程概况
四平紫气大路立交转体桥横跨京哈、四梅两条并行的铁路线。其跨度大，桥面宽，施工中不允许阻断铁路通行。施工之难，之复杂，要求必须采用新方法、新程序、新工艺、新设备、新材料。
该转体桥经验收、使用后受到了甲方和当地群众的高度赞誉。
我国城区的基础建设工程快速跟进。对该桥施工的技术、转体牵引验算等方面的研究论证，有着深远和现实意义。
四平市作为东三省的咽喉要道，位于松辽平原与大黑山脉丘陵相交地带，四平市规划区内东南高，西北低，坐落在I、Ⅱ级阶地和河漫滩及台地上。
四平市紫气大路跨铁路立交桥在四平火车站南侧约730m处，其跨越了15条既有铁路，分别为下行编发场咽喉区，梁底距离轨面净空12.1—12.9m、京哈铁路上下行线，净空13m、上行编发场驼峰，净空10.9—13.7m。施工技术采取平面转体法，在极大程度上降低营运风险的同时还不影响铁路的正常运行，也是为了减少对现有铁路桥梁建筑施工的危害，确保安全运作。先在既有线的一侧将转体结构在临时支架上施工完成，平面转体到设计位置后再合拢的方式方法。在该桥转体前，桥梁与铁路线的最近间距只有10.8m。水平逆时针转体夹角为87.5°，主跨145m，边跨78m。
本桥施工难度大、施工风险高。本桥顺利通车后将成为四平市地标性建筑，是连接四平市两个区的重要纽带，将极大地缓解早晚高峰及极端天气导致的交通瘫痪的现象，将对四平市的城市发展起到不可或缺的作用。
2、施工方法研究
首先，我们将采用转体系统施工。这种施工系统是由四个部分组成：上转盘、下转盘、球铰和转体动牵引力控制系统。本系统相对便于预制，并且具有较强的适用性。
在施工下转盘时，优先设置球铰支座预留孔和滑道支架，随后设置转体支座、撑脚和拖曳索等一系列设备，以便暂时锁住球铰支座，确保安全性和稳定性，最后将其进行暂时封闭，以确保转盘正常运行。
在施工流程中，先设置好砂箱，以保证上下两个转盘的结构稳定，继而埋设牵引索，最后将外漏部分旋转缠绕于转盘之上并浇筑砼，使得整个转体结构初见雏形。
主体结构施工完成后，为了确保转体的精确，需要先完成配重和部分附属工程安装，并张拉斜拉索，按照监控指令拆除支架。转体可分成试验转体、转体和精调三个步骤，转体前需要经过称重试验，以确定各项参数，随后在规定时间内完成转体施工。
调试牵引系统，清理、滑道处理，障碍清除。将辅助千斤顶调到预设吨位，再启动牵引千斤顶使转动体系启动，牵引索平转；在平转就位处设置限位装置，防止过转，当平转基本完毕后，通过点动迁移实现精准就位，再将上下转盘钢筋焊接并清理焊渣，随后完成浇筑封盘砼。
2.1关键施工结构设计
转体系统是整个项目施工中最为重要的一环，由上盘、下盘、转体支座、撑脚、滑道、牵引索、牵引反力座、转体牵引系统、助推系统、限位装置及微调系统形成，其中转体支座起到支撑作用。该转体系统设计承载能力高达300000KN。通过使用三套智能连续转体千斤顶等力、连续平稳增加平衡力，以转体支座中轴为圆心，将桥梁精确地旋转至设计高度。现场实时测量桥梁高程，并将测试结果反馈给转体指挥人员，以便能够正确指导转动桥梁至合龙。
2.2转体支座
转体支座采用ZTOZ-300MN型号，由上球摆、下球摆、耐磨板、上锚杆、下锚杆、螺栓和密封装置构成，其中球摆主体选用高性能的材料，其化学成分和热加工后的机械性能均佳，耐磨板则选用改性超高分子量聚乙烯滑板，以确保其质量和耐久性。使用过程中，滑动摩擦系数应低于0.06（脂润滑）。转体支座平面半径为2.25m。
使用钢直尺和卷尺对转体支座的各个零部件进行外形和公差测量，以确保满足工程设计图样需求。
组焊转体支座各零部件时，必须严格遵守焊接工艺规定，并采取有效措施限制连接畸变，保证焊缝表面光滑一致，无焊接缺陷，以保证质量和安全性。
经过精确压铸的上、下球摆毛坯在生产中经过一定的退火处理过程，使顶面高差不超过3mm，并设置临时固结装置。
在安装支座前，应当预先安装垫块，以确保支座地面与垫石顶面之间留有30mm环氧树脂砂浆，并且转体支座中央的纵向和横向偏差小于1mm。
2.3转体下盘
使用C50混凝土分层浇筑下承台，其尺寸为21.5x21.5x6.6m。施工过程中应加强保养，以控制温度变化及裂纹的发生，并在施工时预置垫石，以保证精度，同时钢筋布置要避开转体支座下锚杆预留孔，并为球摆预置垫块。在下盘浇筑混凝土时，应为滑道留出足够空间。
2.4撑脚及滑道
选用Q235型钢管作为撑脚，其厚薄为24mm，选用微膨胀C50砼，安装钢走板，走板下安装四氟乙炔板，其底部处理精度达到3级。要精确定位预埋滑道骨架，使得环形钢板与骨架相连，并准确调整标高，板材上焊接2mm厚的不锈钢板，同时保证撑脚与滑道之间的空隙22mm。
2.5牵引索
埋设两束牵引索，每束由22根直径为D15.2mm钢绞线组成每束钢绞线平行缠绕在上转盘上，穿过千斤顶后，逐根对钢绞线顶紧。预紧力由10kN渐变降至5KN，而后利用千斤顶油压对该束钢绞线整体顶紧，使得每根钢绞线受力基本相同。牵引索的另一端分别左、右旋至预埋的锚固点，锚固点锚具应当是专用锚具，需先期在上转盘灌注时预埋入上转盘碎体内。
在牵引力索装配完成后，应确保其总长度充足，并且充分考虑到10.2m的实际工作距离，以保障牵引力索的安全性和可靠性。此外，还应特别注意防止电焊损伤，并且要防止潮湿和淋雨，以及避免锈蚀。
2.6牵引反力座
使用钢混构成的牵引反力座，与牵拉索走向一致，左右幅分别独立构成一套完整的牵引系统。
2.7转体牵引体系
此工程的转体牵引系统由2个主控制器、4个液压泵站和4个智能连续性转体千斤顶构成，通过高压油管和光缆线相连。每个智能连续性转体千斤顶的公称引动力为6000kN，由前后两个千斤顶联合而成，每个千斤顶前部都配有夹持设备。此系统既能自动控制，也能手动控制。
2.8助推系统
助推系统是一种有效的力偶，它可以弥补动、静摩阻力矩差，并且在牵引力控制系统出现故障时，起到应急处理功效。智能连续转体系统每台顶配置22根钢绞线，当负荷达到6000kN时，两点合计总转体力可达12000kN。如果受力点和牵引反力座能够承担这种力，那么就不必选择助推控制器。
2.9微系统
在转动过程中235000kN转体重量只有转体支座一点支撑。转体结构的高程偏高，极易受到外部或施工过程中的一些干扰因素而产生偏斜，因此在转体就位后，需要对悬臂端高程及轴线做细微调节，以确保转体正常运行。如果发现偏位过大，则需要使用微调系统加以调整，以确保转体顺利进行。完成转体后，通过微调系统将技术参数精确调整至最佳状态。
2.10转体系统封盘
完成转体后，将上下盘封固，在牵引盘四周植入钢筋，并在下盘预留足够的钢筋长度，形成纵横向立体钢筋网格。随后灌注混凝土，形成承台+圆形垫块的稳定结构，以确保结构的稳定性和安全性。
3牵引系统验算
3.1牵引系统特点
此工程转体施工设备所使用的智能连续转体系统由主控台、液压泵站、连续千斤顶等部分构成。便于精确化，完成压力和位移的双重调节。
此系统具有良好的同步性，在运行进程中能够保持前后顶部均衡无缝交替受力，并且能够有效调节转体阶段的平稳性，无冲击振动。千斤顶和液压泵站完成了变频闭环无级调速，可以轻易地在靠近目标时进行低速微动就位。通过采取多泵头并联输出流量的安全工作冗余方式，即使只有单一泵头运行，也能保证系统的稳定性和可靠性。系统可以同步监测1~48台泵站和千斤顶，可以通过搭积木式组成多点转体方式，实时监控记录1~48台泵站和千斤顶的运行状态，包括油压移动、牵引力、转动角度等信息，从而更好地保障系统的正常运行。
3.2转体引力计算
转体总重量G约为235000kN转体牵引力，其计算公式为：
T=2fGR/3D
R为转体支座平面半径，R=2.15m
D为转台直径，D=13m
f为转体支座摩擦系数，f静=0.1，f动=0.06
计算结果：
在启动时，最大牵引力应为T=2f静GR/3D=2591.0kN。在转动过程中，牵引力的大小为：T=2f，GR/3D=1554.6kN。启动时动力储备系数：K1=6000/2591.0=2.31
转动时动力储备系数：K2=6000/1554.6=3.86，满足要求。
3.3钢绞线安全系数计算
15.2mm钢绞线的标准破断力高达260kN，而其最大承载能力则可以达到1860Mpa级别，具体承重表现为：
22*260=5720kN
牵引索钢绞线启动的安全系数：K3=5720/2591.0=2.21
牵引索钢绞线转动的安全系数：K4=5720/1554.6=3.68
满足要求，与现场情况相符。
3.4转体时间计算
按照泵头的实际流速，可以将选择范围设置为0~20L/min，转体的流速可以按照设计加以调整，以满足现场施工需要，并在规定时间内完成。
通过计算，当转体角度为90°且上转盘直径为13m时，钢绞线的牵引长度为87.5°，而对应的弧长为π*D*87.5/360=3.14*13*87.5/360=9.92m。计算所得钢绞线牵引长度为L=9.92m+受力伸长值L1。L1的影响可以被完全忽略不计。
转体工作速度按0.012rad/min，梁端转体线速度为0.012*145=1.74m/min。则完成87.5°转体所需时间t=87.5/180*3.14/0.012≈127min。
与现场情况基本相符。
4结束语
桥梁转体施工技术在我国乃至世界都是相当先进的技术，随着我国城市万丈高楼平地起的急速发展，坚信市政转体桥的应用也将会越来越广泛。
参考文献：
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【2】李俊德.浅析液压滑模施工技术在桥梁施工中的应用【J】.企业科技与发展，2018（06）：142-143.
【3】严维兴.探讨道路桥梁工程施工质量缺陷成因及防治对策【J】.地产，2019（20）：90.