万吨大桥为什么可以在高空旋转？

  上海作为国际大都市，拥有南浦大桥、杨浦大桥、卢浦大桥等15座跨江大桥，除了跨江大桥，高架桥、人行天桥等也随处可见。

  在交通密集的地段，如何不影响通行的同时，建造一座大桥呢？转体桥就是一个很好的选择。

  就在去年11月，我国首座超宽三维不对称转体桥——上海市漕宝路快速路新建工程T构钢箱梁转体桥成功转体，实现了毫米级精准对接，刷新了多项转体桥世界纪录。

  那么，这项工程是如何刷新世界记录的？转体桥是如何在空中华丽转身的呢？我们共同来看看。

  这座超宽三维不对称钢箱梁转体桥总重15800吨，长190米，宽由40.5米渐变至99.3米，高8.2米。

  它刷新了转体三维不对称、转体桥面最宽、跨高铁整幅转体最宽等多项转体桥世界纪录

  超宽超高的三维不对称的异形桥梁结构，桥面最大纵坡6.04%，桥梁两端最大高差达到12米多，重心偏离桥墩中心8.7米。转体两端长度、重量相差太大，常规转体方式难以实现，施工难度极高，在国内外尚无先例。

  最宽处达到99.3米，梁高达8.2米。你们可以想象一下小学运动场的宽度和三层住宅的高度！

  桥体跨越沪昆高铁、沪昆铁路等4条铁路共7股铁路线，最大转体误差控制在±1.5毫米。

  这座转体桥要克服三维不对称、转体桥面宽、将近110度的大角度转动、跨越多股铁路线等坏因，要进行桥面稳定与平衡控制，桥面横向变形控制、转体过程控制、安全风险控制等，这些都是世界级施工难题。

  老话说：“要想富，先修路”，在城市建设日新月异的今天，道路交互与通行建设工程是完善中心城快速集散系统的重要组成部分，在实现支撑城市结构转型、完善城市骨干路网、缓解城市交通压力、提高快速路系统服务保障度具备极其重大意义。

  ，从根本上改变区域的整体交通状况，使城市交通畅通无阻，进一步打造城市主城区骨干道路系统。

  以上海漕宝路的转体桥为例，漕宝路快速新建工程与嘉闵高架、北翟路高架和崧泽高架路共同构建上海虹桥枢纽“一纵三横“的快速集散系统。桥的位置正好在川流不息的铁路线上方。转体桥技术的施工可以极大减少对铁路运营的影响，缩短建设工期。

  我们先来说说转体的原理。“庞然大物”要转体，第一步是要安置在一个转体系统上，其原理就像“石磨转盘”，即以圆心为轴转动。

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  具体步骤是：下转盘滑道骨架安装→安装滑道→对下滑道进行调平→浇筑下方承台混凝土→安装反力支座及滑道限位→安装下球铰调平架并进行精准调平（误差小于1毫米）→安装下球铰→由内向外安装聚四氟乙烯滑块→安装定位销轴（转轴）→安装上球铰并进行试转→安装聚四氟乙烯滑动片→安装撑脚→安装牵引索→浇筑上转盘混凝土→整体墩身浇筑→安装桥面及斜拉索→桥面旋转到达最终位置并浇筑固定。

  图源：广联达BIM建筑信息模型Building Information modeling

  上海这座T构钢梁转体桥下的转盘周圈均匀地设有21根直径15.2毫米的钢绞线作为转体主牵引索，通过一套两台同步的自动连续牵引设备牵引桥面旋转。同时，配备智能转体监测系统实时动态监测，控制转体桥以1.03度/分钟的速率缓缓转动。整个桥体在下方铁路线分钟空窗时间内，缓慢转动了106.3度，到达了设计的指定位置，最终精准对接铁路两侧桥墩。

  此外，采用三维CAD重心复核技术、基于沙箱的应力差不平衡技术、顶力+位移传感器数据采集系统实现了梁体的平衡配重。最终，转体桥顺桥向误差控制在±1毫米、横桥向控制在±1.5毫米，这必须得说是一个世界级的奇迹。

  我国在交通要道建造转体桥的技术远远领先于世界水平，上海这座转体桥是复杂系数最大的，却不是最重的，此前我国各地也有不少成功的案例。

  2016年，由唐山跨津山铁路斜拉桥创造的转体球铰创下了3.3万吨承载力的世界纪录。

  2019年7月30日，京广铁路的铁路大动脉交通线上，河北省保定市乐凯大街斜拉大桥实现了空中完美转体桥合龙，这座超长的转体双翼斜拉桥重达8万余吨。

  保定转体桥的主桥长495米，由北向南跨越京广铁路21条铁路。技术难点一是采用墩底转体法施工的球面平铰工艺，这是全球范围内首次使用。二是超大吨位的双翼桥体需要转体合龙。

  斜拉桥主跨有240米，工程创新性地采用了国际先进的子、母塔双转体法。两段桥体分别重3.5万吨和4.6万吨，相当于一艘悬浮在空中的轻型航母。双塔分别采取了5万吨级和4万吨级的巨大转铰，以高精度钢结构拼装工艺，分块拼接大直径球面平铰，以解决大吨位转铰加工和运输困难的难题。

  这个直径6.4米，重达91吨的 “转体球铰”分为上、下球铰两个部分，它们的接触面是一个光滑的球面结构，上下球铰之间可以相互转动，以此来实现桥梁转体与承重功能，能够说是实现大桥转体的“轴心”，可承载约3.5万台小轿车的重量，打破了转体球铰承载力的世界纪录。

  此外，我国在转体桥领域还实现了世界首例“五桥同转”，这就是2020年9月重庆市快速路二横线西段项目。

  不论是体量还是数量，抑或是异形不规则，我国在转体桥这一技术领域已经取得了长足的进步，领先于世界水平。转体桥技术安全而高效地解决跨铁路交通干线的路桥建设，对城市交通体系的完善起到关键作用。