南廣鐵路獨(dú)屋特大橋連續(xù)梁跨既有線轉(zhuǎn)體施工

陽(yáng)克文

（中鐵二十五局集團(tuán)柳州公司，工程師，廣西 柳州 545007）

新建南廣鐵路黎塘至肇慶東段工程，起自黎塘西站（不含），終至肇慶東站（不含），正線全長(zhǎng)401.6 km。獨(dú)屋特大橋位于YD1K44+193.815～YD1K45+728.879，全長(zhǎng)為1 535.064 m。主橋?yàn)椋?0+100+60）m連續(xù)梁，為單箱單室變高度箱型梁。24～25#主墩分別位于鐵路兩側(cè)邊坡上，主跨連續(xù)梁于YD1K+055處跨越I級(jí)雙線黎湛鐵路，與既有線交角為18.1°，對(duì)既有線的影響里程長(zhǎng)度為200 m。由于南廣鐵路斜交跨越既有黎湛鐵路跨度大，對(duì)既有線施工干擾大，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間封鎖既有線進(jìn)行施工，連續(xù)梁必須采用轉(zhuǎn)體施工。為此，進(jìn)行連續(xù)梁跨越既有線轉(zhuǎn)體施工工藝的探討。

1 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)

獨(dú)屋特大橋在既有黎湛鐵路兩側(cè)24#、25#主墩上下承臺(tái)之間安裝球鉸，完成墩身、連續(xù)梁施工后形成2個(gè)平行于既有黎湛線的T形結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱(chēng)T構(gòu)），構(gòu)成轉(zhuǎn)體系統(tǒng)。最后在牽引裝置的牽引下，旋轉(zhuǎn)完成轉(zhuǎn)體、合攏。轉(zhuǎn)體系統(tǒng)由轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)、牽引裝置組成。

1.1 轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)由下承臺(tái)、上承臺(tái)、球鉸、鋼管混凝土撐腳、滑道、墩身、連續(xù)梁組成。下承臺(tái)以上能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的上球鉸面板、轉(zhuǎn)盤(pán)、墩身、連續(xù)梁組成轉(zhuǎn)動(dòng)體單元。轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖（單位：cm）

轉(zhuǎn)體球鉸位于上下承臺(tái)之間，由上下球鉸板、上套筒、下套筒、銷(xiāo)軸、下球鉸支撐骨架組成。球鉸為轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，起到支撐及轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。球鉸構(gòu)造見(jiàn)圖2。

圖2 球鉸構(gòu)造圖（單位：mm）

1.2 牽引裝置牽引裝置由連續(xù)千斤頂、助推千斤頂、牽引反力座、張拉牽引控制臺(tái)組成。張拉連續(xù)千斤頂對(duì)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)形成牽引力偶。牽引力偶布置完成后，解除上下盤(pán)臨時(shí)錨固系統(tǒng)，啟動(dòng)牽引裝置，在助推千斤頂?shù)耐屏ψ饔孟拢B續(xù)千斤頂通過(guò)牽引反力支座拉動(dòng)牽引索外露端，帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)、上承臺(tái)、墩身、T構(gòu)繞下承臺(tái)中心位置的鋼軸轉(zhuǎn)動(dòng)。牽引力偶布置見(jiàn)圖3。

圖3 牽引力偶布置圖（單位：cm）

2 轉(zhuǎn)體施工工藝

24#和25#主墩連續(xù)梁平行既有線對(duì)稱(chēng)進(jìn)行懸臂灌注成2個(gè)T構(gòu)后，在牽引裝置作用下平面旋轉(zhuǎn)18.1°至既有黎湛鐵路線上空，用吊架進(jìn)行中跨合攏后再進(jìn)行邊跨合攏施工。在轉(zhuǎn)體施工過(guò)程中，球鉸安裝采用了全站儀放樣監(jiān)控、試轉(zhuǎn)體、轉(zhuǎn)體后精調(diào)等關(guān)鍵控制技術(shù)〔1〕。

轉(zhuǎn)體施工流程：下承臺(tái)施工→球鉸安裝→上承臺(tái)施工→墩身澆筑及墩梁固結(jié)→連續(xù)梁施工→實(shí)施轉(zhuǎn)體→鎖定與固結(jié)封鉸

2.1 下承臺(tái)施工用全站儀在尺寸為8.9 m×12.1 m的承臺(tái)封底混凝土表面，放出下承臺(tái)角鋼等各種預(yù)埋件的位置。安裝下承臺(tái)各種預(yù)埋件及綁扎下承臺(tái)鋼筋，按設(shè)計(jì)要求預(yù)埋助推反力支座、牽引反力支座、滑道、下球鉸定位支架的鋼筋，上下承臺(tái)之間設(shè)置8根φ32精軋螺紋鋼，臨時(shí)鎖定轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。在下承臺(tái)預(yù)埋HW200型鋼作為限位擋塊，限位擋塊與鋼撐腳之間布置Q345d擋板，并用鋼楔子楔緊。下承臺(tái)混凝土澆筑施工采取先澆筑C40混凝土130 cm，后澆筑C55混凝土70 cm。為防止球鉸預(yù)埋件移動(dòng)，澆筑過(guò)程中嚴(yán)禁振動(dòng)棒觸碰定位鋼筋支架或其預(yù)埋件。待下承臺(tái)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在下承臺(tái)頂面以球鉸中心為圓心，鑿出半徑為285 cm、深度3 cm、寬度60 cm的圓盤(pán)滑道槽口，平整度控制在±2 mm范圍。滑道槽口用環(huán)氧樹(shù)脂將厚度為3 cm滑道鋼板粘為一體?；冷摪逵晒S刨平，加工精度為3級(jí)。滑道上鋪設(shè)聚四氟乙烯復(fù)合滑板，四氟滑板頂面高差控制在1 mm以?xún)?nèi)。為保證轉(zhuǎn)體過(guò)程四氟乙烯板不產(chǎn)生翹曲鼓起，四氟板滑道每隔1.5 m斷開(kāi)5 mm。

2.2 球鉸安裝球鉸安裝按照先下球鉸面板，后上球鉸面板，再托盤(pán)及轉(zhuǎn)盤(pán)施工的順序進(jìn)行。

2.2.1 下球鉸面板安裝 用全站儀準(zhǔn)確放出上承臺(tái)中心十字線，安裝定位架，用水準(zhǔn)儀測(cè)出定位架頂面高程。通過(guò)預(yù)埋鋼筋將下球鉸定位架焊接牢固，下球鉸面板為φ300 cm的圓面，安裝下球鉸面板時(shí)，使下球鉸面板的凹面朝上，露出下承臺(tái)表面；調(diào)整下球鉸面板位置，使中心銷(xiāo)的套管豎直。利用定位架與球鉸之間連接螺栓對(duì)下球鉸面板頂面進(jìn)行微調(diào)，當(dāng)頂面高差在1 mm以?xún)?nèi)時(shí)，對(duì)下球鉸面板進(jìn)行鎖定。2.2.2 上球鉸面板安裝 下承臺(tái)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，打開(kāi)下球鉸面板上的覆蓋物，將整個(gè)球面及滑塊安裝槽內(nèi)的雜物清理干凈。按照編號(hào)將386個(gè)圓柱四氟滑塊安裝在下球鉸面板的凹槽內(nèi)，在滑塊之間、下球鉸面板頂面、銷(xiāo)軸表面均勻地涂上黃油與四氟粉混合料（質(zhì)量比120∶1）。銷(xiāo)軸直徑為φ270 mm，上球鉸面板為φ3 000 mm的圓面，用拉鏈葫蘆微調(diào)上球鉸位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙一致，去除被擠出的多余黃油。上下球鉸型心軸、轉(zhuǎn)動(dòng)軸務(wù)必重合，其誤差不大于1 mm，球鉸平面相對(duì)高差小于0.5 mm。

2.2.3 托盤(pán)及轉(zhuǎn)盤(pán)施工 球鉸上面板通過(guò)錐臺(tái)托盤(pán)與上部的轉(zhuǎn)盤(pán)連接。綁扎鋼筋之前，為保證封鉸部分的有效空間，便于填充體的拆除，隔離空間及轉(zhuǎn)盤(pán)的底模支撐需用預(yù)制混凝土磚砌筑。在預(yù)制混凝土周邊均勻抹上M20水泥砂漿，防止雜物及污水進(jìn)入球鉸內(nèi)部，影響轉(zhuǎn)體。利用固定在底層鋼筋上的定位鋼板，確定鋼絞線的平面位置、高度，以便安裝牽引索鋼絞線。監(jiān)控設(shè)施預(yù)埋件亦按設(shè)計(jì)位置埋好，并將其連接線引出模板外側(cè)。全部鋼筋綁扎完畢后，在托盤(pán)、轉(zhuǎn)盤(pán)及撐腳鋼管內(nèi)澆筑C55微膨脹混凝土，并及時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

2.3 上承臺(tái)施工綁扎上承臺(tái)鋼筋，預(yù)埋墩身鋼筋，布設(shè)φ100 mm的豎向振搗預(yù)留孔、立上承臺(tái)模板。為保證上承臺(tái)外觀質(zhì)量，采用組合鋼模，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后澆筑C55混凝土?；炷翝仓^(guò)程中要避免振動(dòng)棒觸碰定位鋼筋及預(yù)埋件，混凝土澆筑完畢要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

2.4 墩身澆筑及墩梁固結(jié)墩身為C40高性能混凝土。墩身施工采用整體式鋼模板，鋼筋一次綁扎成型，混凝土澆筑時(shí)，入模溫度控制在30℃以?xún)?nèi)，坍落度控制為17～19 cm，采用輸送泵一次澆注完成。模板拆除后，及時(shí)進(jìn)行混凝土灑水養(yǎng)護(hù)。墩身混凝土澆筑前，安裝墩頂?shù)腃40混凝土墩梁臨時(shí)固結(jié)支座鋼筋。臨時(shí)支座澆筑前，需預(yù)先墊一層油毛氈以便固結(jié)支座拆除。在箱梁腹板處按照設(shè)計(jì)要求布設(shè)φ32 mm精軋螺紋鋼將墩梁臨時(shí)固結(jié)，使墩身承受連續(xù)梁施工及轉(zhuǎn)體時(shí)產(chǎn)生不平衡荷載的壓、拉力〔2〕。

2.5 連續(xù)梁施工24#、25#主墩連續(xù)梁0#塊件采用支架現(xiàn)澆施工。底模支架系統(tǒng)由8根φ63 cm×1.2 cm、長(zhǎng)度8.5 m鋼管柱筒及柱筒上的橫向雙拼I36工字鋼分配梁組成；側(cè)模支架系統(tǒng)由6根φ63 cm×1.2 cm、長(zhǎng)度8.5 m鋼管柱筒、柱筒上縱向雙拼I36工字鋼分配梁組成，以確保支承系統(tǒng)穩(wěn)固。其余1～12#塊件采用三角形掛籃對(duì)稱(chēng)懸臂澆筑，施工過(guò)程中加強(qiáng)連續(xù)梁線形控制。邊跨段采用膺架法施工。梁部主體為C50高性能混凝土，0#塊件現(xiàn)澆段及1～12#塊件均采用輸送泵一次澆筑完成?；炷寥肽Ｇ?，測(cè)定混凝土的溫度、坍落度和含氣量等性能，只有混凝土拌和物性能符合設(shè)計(jì)和配合比要求時(shí)，方可入模澆筑，以確保連續(xù)梁施工質(zhì)量。

2.6 實(shí)施轉(zhuǎn)體

2.6.1 試轉(zhuǎn)體 正式轉(zhuǎn)體施工前要進(jìn)行試轉(zhuǎn)體演練。演練目的：一是檢驗(yàn)轉(zhuǎn)體方案的使用性和可靠性；二是檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)整體指揮系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性；三是檢驗(yàn)操作人員是否明確自己的崗位職責(zé)和協(xié)同反應(yīng)能力；四是通過(guò)演練取得經(jīng)驗(yàn)并查找不足，以便進(jìn)一步改進(jìn)預(yù)定的轉(zhuǎn)體方案；五是為了測(cè)試連續(xù)千斤頂加載后的工作性能，并確定合理轉(zhuǎn)速、油泵控制參數(shù)和停止?fàn)恳筠D(zhuǎn)動(dòng)體在慣性作用下可能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)距離。2.6.2 正式轉(zhuǎn)體 按照鐵路管理部門(mén)批準(zhǔn)的施工方案利用2 h“天窗”時(shí)間封鎖既有線路行車(chē)，進(jìn)行正式轉(zhuǎn)體施工。轉(zhuǎn)體施工前，做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，接到鐵路調(diào)度命令后方能正式轉(zhuǎn)體。根據(jù)試轉(zhuǎn)體的成果指導(dǎo)轉(zhuǎn)體，在兩側(cè)的牽引反力支座上各布置1臺(tái)ZLD200型連續(xù)千斤頂，張拉千斤頂轉(zhuǎn)動(dòng)4 600t的T構(gòu)形成2 760 kN.m牽引力偶，2臺(tái)1 000kN螺旋千斤頂作為助推千斤頂。單個(gè)T構(gòu)在連續(xù)千斤頂?shù)臓恳饔孟拢瞬堪此骄€速度V=0.98 m/min轉(zhuǎn)動(dòng)16 min。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到T構(gòu)梁端部的橫斷面中心線與設(shè)計(jì)橋位縱軸線相差0.33 m時(shí)應(yīng)停止?fàn)恳脩T性就位。然后在監(jiān)控測(cè)量指揮下，利用主力千斤頂逐步將轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)頂推到設(shè)計(jì)線位置。為防止轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)位，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)快到設(shè)計(jì)位置時(shí)，迅速將2臺(tái)1 000 kN螺旋千斤頂、型鋼、鋼板對(duì)稱(chēng)地安放到助推反力支座上作為限位裝置，防止轉(zhuǎn)體到位后繼續(xù)前行。限位裝置可作為轉(zhuǎn)動(dòng)單元微調(diào)裝置。通過(guò)觀察上承臺(tái)軸線上懸掛的錘球與下承臺(tái)軸線的差值以及測(cè)量人員量測(cè)的數(shù)據(jù)，調(diào)整助推千斤頂?shù)捻斖扑俣?。采用全站儀校正T構(gòu)端部中線指揮轉(zhuǎn)動(dòng)體就位，中線偏差不大于20 mm。轉(zhuǎn)動(dòng)體單元就位后，利用備用的型鋼、螺旋千斤頂、鋼楔子將轉(zhuǎn)盤(pán)固定，防止風(fēng)或其他因素引起轉(zhuǎn)動(dòng)體發(fā)生位移。獨(dú)屋特大橋轉(zhuǎn)體從準(zhǔn)備到轉(zhuǎn)體到位實(shí)際用時(shí)58 min，中線偏差為8 mm，高差為6 mm，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)期效果。轉(zhuǎn)體前后橋位對(duì)比見(jiàn)圖4。

圖4 轉(zhuǎn)體前后橋位對(duì)比圖

2.6.3 轉(zhuǎn)動(dòng)體單元精調(diào) 精調(diào)的目的是為保證轉(zhuǎn)體后橋體符合設(shè)計(jì)要求。在下承臺(tái)頂面于縱橫橋向較低位置分別安放2臺(tái)4 000 kN千斤頂，對(duì)橋體的縱橫方向高程進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)精調(diào)過(guò)程中，利用電子水準(zhǔn)儀對(duì)縱橫橋向高程進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量；利用全站儀對(duì)橋梁軸線進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。在梁頂高程、縱軸線符合設(shè)計(jì)要求后，在鋼撐腳下均楔入4個(gè)小鋼楔子，完成T構(gòu)精調(diào)。精調(diào)過(guò)程中應(yīng)控制頂升力不超過(guò)設(shè)計(jì)限值，并在千斤頂頂面和上承臺(tái)底面之間設(shè)置2根I32型鋼、30 mm的鋼板以擴(kuò)散局部應(yīng)力，防止混凝土局部壓裂。

2.7 鎖定與固結(jié)封鉸精調(diào)結(jié)束后，立即在鋼撐腳與內(nèi)外助推反力支座之間安放型鋼反力架，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)單元進(jìn)行鎖定。然后清洗滑道上的潤(rùn)滑劑，清理底盤(pán)表面上的臟物，焊接上下承臺(tái)間的預(yù)埋鋼筋、鋼件，綁扎鋼筋，立模澆筑C50微膨脹封鉸混凝土和進(jìn)行孔道壓漿，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，使承臺(tái)形成一體。

3 結(jié)束語(yǔ)

獨(dú)屋特大橋連續(xù)梁跨越既有黎湛線采用平面轉(zhuǎn)體施工工藝及全站儀控制轉(zhuǎn)體球鉸安裝精度、試轉(zhuǎn)體、轉(zhuǎn)體精調(diào)等關(guān)鍵控制技術(shù)，從而有效地減少了施工對(duì)既有黎湛鐵路行車(chē)運(yùn)營(yíng)的影響，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，加快了施工進(jìn)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，可為今后類(lèi)似工程的施工提供參考和借鑒。

〔1〕寶成德.橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝的研究與應(yīng)用〔J〕.遼寧交通科技，2003（9）：15-16.

〔2〕何國(guó)鋒.“平面轉(zhuǎn)體法”橋梁施工技術(shù)〔J〕.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008（8）：92-95.