0 引言

　　新建公路、铁路不可避免地跨越既有公路、铁路等建筑物或河道，采用转体法施工可减小对既有线路行车和航道的影响。北京新机场高速公路、团河路道路工程、北京轨道交通新机场线均交汇在同一区域，上跨京沪铁路，构成三线四桥转体工程，是北京新机场配套工程关键节点工程，也是首次4座桥同时转体施工的桥梁工程。

　　1 工程概况

　　北京新机场高速公路大跨度桥梁转体工程上跨京沪铁路，下穿京沪高铁施工转体桥，左、右线各1座，线路右侧分别在团河路及新机场轨道交通线各设1处转体桥。北京新机场三线四桥跨越京沪高铁、京沪铁路，需在90min的窗口期内完成4座桥梁的转体施工，在同一时间、同一平面、同一地点内实现多桥联动。

　　2 转体施工工艺

　　2.1 准备工作

　　1)根据监测单位对T构称重的结果，对各转体桥进行合理配重，保证T构重心稳定。

　　2)清理环形滑道，检查滑道与撑脚间隙，在滑道撑脚下铺双层四氟板(层间涂抹黄油)。

　　3)检查平转千斤顶、辅助千斤顶、微调千斤顶、牵引索、锚具、泵站等配套安装设备^[1]。

　　4)安装微调及控制设备，做好各种测控标志，标明桥梁轴线位置。

　　5)在转体梁就位滑道处设置限位型钢与橡胶缓冲垫，以限制梁体超转。

　　6)转体静置24h后，各种测量数据上报监控组，确认是否处于平衡状态。

　　7)设置桥墩、临时墩上限位装置。清除干净转体范围内障碍。

　　8)作业天气风力<10m/s(5级)，无雨^[2]。

　　9)安装高精度卫星定位仪器，1个基站(空旷位置固定)4个测点(每个转体桥的一端固定)，同时检查调式监测仪器。

　　2.2 试转

　　2.2.1 目的

　　转体前进行试转试验，检查、测试泵站电源、液压系统及牵引系统的工作状态是否正常;测试启动、正常转动、停转重新启动及点动状态的牵引力、转速等施工控制数据;使正式转体前发现、处理设备问题和可能出现的不利情况，保证转体顺利进行^[3]。

　　检测牵引体系和各结构体系能否正常完成相关动作，检测整个系统的安全可靠性，同时由测量和监控人员采集转体系统各项初始资料，准备跟踪监测转体全过程，为正式转体提供主要技术参数和可靠保证。测定时先抽去撑脚垫板，使转台支承于球铰上，完成转动支承体系的转换，然后施加转动力矩，使转台沿球铰中心轴转动^[4]。

　　2.2.2 测试工作

　　1)每分钟转动主桥的角速度、悬臂端转动的水平弧线距离(转体实际转动角速度)、线速度控制在设计要求范围内，本桥转动角速度<0.02rad/min，主梁端部水平线速度≤0.8m/min^[5]。

　　2)控制采取点动式操作，测量每次点动悬臂端转动水平弧线的距离，为转体初步到位后的精确定位提供操作依据。打开主控台及泵站电源，启动泵站，用主控台控制2台千斤顶，同时施力旋转。若不能转动，则辅助顶推千斤顶，按加力方案同时施力，以克服静摩擦阻力，启动桥梁转动。

　　3)根据测量计算，本次试转限界以接触网支柱外侧2m进行控制，根据限界要求，4座转体桥试转的具体参数如表1所示。

　　表1 试转参数 

　　根据现场实际条件，正式转体前进行试转，试转角度最大4.4°，试转完成后新机场高速左右幅、团河路桥梁外边缘距护网约2m，距回流线约2.5m，轨道交通新机场线距护网约0.5m，距回流线约1.5m。试转后位置关系如图1所示。

　　图1 试转后位置关系 

　　2.3 正式转体

　　2.3.1 转体工序介绍

　　1)第1步检查机具，安装防护标志牌，待施工负责人下达施工命令后进场施工。

　　2)第2步团河路道路工程及机场高速左右幅采用1,2,3号主控台分别进行控制，同时启动，同步转动50.7°。其中团河路由1号主控台控制，机场高速右幅由2号主控台控制，机场高速左幅由3号主控台控制，此阶段轨道交通线暂不启动。工序如图2所示。

　　图2 第2步转动平面 

　　3)第3步当团河路转体梁避开碰撞点后，轨道交通线转体梁通过4号主控台启动转体，纳入整个控制系统中，转体55.2°(57.9°-0.7°-2°)后，4号主控台停止张拉千斤顶，梁体停止转动。

　　同时团河路继续转体11.9°(69°-4.4°-50.7°-2°)后，1号主控台停止张拉千斤顶，梁体停止转动;机场高速右幅继续转体12.6°(69.7°-4.4°-50.7°-2°)后，2号主控停止张拉千斤顶，梁体停止转动;机场高速左幅继续转体15.1°(71.5°-3.7°-50.7°-2°)后，3号主控台停止张拉千斤顶，梁体停止转动。工序如图3所示。

　　4)第4步整理施工现场，组织人员撤离，撤出作业标志、移动停车牌等，销点开通线路。

　　2.3.2 转体时间计算

　　根据施工设计图要求及类似工程施工经验，连续牵引转体角速度按0.02rad/min(1.15°/min)进行控制，转体节点步骤如下。

　　图3 第3步转动 

　　1)第1步点前准备，检查机具，下达行调、电调命令，安装停车牌、地线，需要15min。

　　2)第2步机场高速左幅3、右幅2及团河路1同步转体，转体速度1.15°/min，转体35.2°，需要31min。

　　3)第3步启动轨道线4，转体52.4°，同时机场高速左幅3继续转体22.9°，右幅2继续转体20.8°，团河路1继续转体13.8°。此过程最大转体为轨道线52.4°(其中9.6°按1.15°/min计算，剩余42.8°按1.3°/min计算)，需要41min。

　　4)第4步点闭前撤销停车牌，拆除地线、报告销点需要3min。

　　本方案转体作业需90min。

　　2.3.3 转体到位后约束固定

　　1)锁定球铰上下盘，滑道与撑脚间隙采用钢抄手进行抄垫固定，并立即用电焊全面焊接连接。

　　2)清洗底盘上表面，焊接预留钢筋，立模浇筑封固混凝土，使上、下转盘连成一体。混凝土拌制时掺入微量膨胀剂，以方便振捣和增强封固效果。

　　2.3.4 转体施工注意事项

　　1)试转结束，分析采集各项数据，编制详细的转体方案后正式转体。

　　2)旋转转体结构前做好人员分工，根据各关键部位、施工环节，现场人员做好周密部署，各司其职，分工协作，由现场总指挥统一安排。

　　3)先让辅助千斤顶达到预定吨位，启动动力系统设备，使其在自动状态下运行。

　　4)转体使用的对称千斤顶作用力始终保持大小相等、方向相反，以保证上转盘仅承受与摩擦力矩相平衡的动力耦，不产生无倾覆力矩。

　　5)旋转至小于目标角度2°时，停止转动，距离梁体设计线位差0.5m时，进行点动控制。

　　3 转体实时监测控制技术

　　3.1 监测系统建立思路

　　转体阶段采用BIM结合云平台技术的全自动监测系统，通过对比分析数值模拟模型，获取结构全过程安全状况分析与评定。

　　监测内容紧密围绕三线四桥的结构特性进行规划，主要包括桥体姿态和转体牵引力的监测。采用无线传输监测数据的方式建立结构健康监测系统，获取服役阶段各时间维度下结构全尺度、全时段、高精度的实测数据，保障结构安全、转体过程施工安全。

　　3.2 监测实施方案

　　该平台包括高精度卫星定位接收机、卫星信号解算系统、液压控制伺服系统、智能中央控制系统及三维展示系统。该系统在每个转体桥的一端安装1个高精度卫星信号接收设备。接收到的信号经过高精度实时定位解算系统，获取当前转体桥位置，从而计算当前转体桥的转体角度。

　　智能中央控制系统根据每个转体桥的实时数据进行相应计算，给出相邻转体桥间的最小距离。

　　系统预设相邻2座桥间的最小安全距离，结合智能中央控制系统实时计算最小距离，给出相应的预警信息。达到预警值时，控制系统停止转动相关转体桥。取消预警信息后，控制系统自动启动相应桥体转动，从而达到智能控制的目的。

　　转体过程采取多途径、相互校核的方法进行控制:系统数据与转台标尺数据对比、系统三维模型状态与桥体实际姿态对比、理论与实测数据对比。

　　实时获取每个转体桥梁的位置和挠度信息，每个液压控制系统的牵引力信息，并将这些信息同步在三维展示平台中，平台根据该信息驱动模型中各桥梁的转动，达到和现场一致的效果。智能控制系统根据各方汇集信息进行相应预警、告警，根据系统设定下发相应控制命令，实现对整个转体过程的监测、控制，为整个转体过程的安全顺利提供保障。

　　4 结语

　　北京新机场三线四桥转体施工技术解决多桥联动转体存在的风险高、工期短、难度大、社会影响广、经济影响大等难题，最大限度保障桥梁转体过程的安全和质量，成功在90min内完成同一地点、同一平面、同一时间段内4座桥梁的转体施工。