微子跨公鐵立交橋轉(zhuǎn)體施工

周志強(qiáng)

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

1 工程概況

山西省長(zhǎng)治市長(zhǎng)安高速環(huán)城公路上跨邯長(zhǎng)鐵路立交橋工程，位于山西省長(zhǎng)治市邯長(zhǎng)鐵路微子鎮(zhèn)站內(nèi)，為長(zhǎng)安高速公路的控制性工程，上跨既有邯長(zhǎng)鐵路、遠(yuǎn)期規(guī)劃鐵路以及既有207國(guó)道。

橋位處既有邯長(zhǎng)鐵路里程K200+965.1處于鐵路斜交，交角為69.6°。橋梁設(shè)計(jì)為雙向四車道外加緊急停車帶，主橋?yàn)槿鶚?，橋梁全長(zhǎng)755.08 m，橋?qū)?6.0 m，橋梁上部結(jié)構(gòu)為單箱雙室斜腹板截面，主橋?yàn)椋?2+120+72）m連續(xù)箱梁，橋面結(jié)構(gòu)為整體結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)體段長(zhǎng)度2×59 m，中間現(xiàn)澆合龍段長(zhǎng)2 m，邊跨現(xiàn)澆段13 m，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，主橋橋墩為空心墩，轉(zhuǎn)體法施工。設(shè)計(jì)車載為公路-I級(jí)。

圖1 主橋總體布置圖

2 主要施工工序

（1）鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工。

（2）承臺(tái)施工及轉(zhuǎn)體體系安裝。

（3）墩臺(tái)蓋梁施工。

（4）現(xiàn)澆箱梁施工。

（5）轉(zhuǎn)體。

（6）主橋合攏。

3 轉(zhuǎn)體體系安裝

3.1 球鉸安裝

3.1.1 安裝下球鉸

施工中要精確安裝下球鉸，下球鉸精密對(duì)位后進(jìn)行鎖定。在混凝土灌注前將球鉸中心軸的預(yù)埋套筒精確定位并固定，以便中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。下球鉸骨架固定牢固后，吊裝下球鉸使其放在骨架上，對(duì)其進(jìn)行對(duì)中和調(diào)平，對(duì)中要求下球鉸中心，縱橫向誤差不大于1 mm，施工采用十字線對(duì)中法，水平調(diào)整先使用普通水平議調(diào)平，然后使用精密水準(zhǔn)儀調(diào)平，使其球鉸周圍頂面處各點(diǎn)相對(duì)誤差不大于1 mm，然后固定調(diào)整螺栓。

圖2 轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平面圖

3.1.2 安裝上球鉸

在下球鉸上安裝四氟乙烯片，四氟乙烯片φ60 mm×20 mm規(guī)格，允許應(yīng)力100 MPa，四氟乙烯片在工廠內(nèi)進(jìn)行安裝調(diào)試后編好號(hào)碼，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)號(hào)入座，安裝時(shí)把下球鉸表面和安裝孔內(nèi)清理干凈，安裝后要求頂面在同一球面上其誤差不大于1 mm；上球鉸精確定位并臨時(shí)鎖定限位，上下球鉸吻合面外周用膠帶纏繞密封，防止混凝土漿或其他雜物進(jìn)入球鉸摩擦面，球鉸安裝頂口務(wù)必水平，其頂面任兩點(diǎn)誤差不大于1 mm，球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)中心務(wù)必位于設(shè)計(jì)位置，其誤差：順橋向±1 mm；橫橋向±1.5 mm。

3.2 轉(zhuǎn)體上盤(pán)撐腳與滑道安裝

上盤(pán)撐腳為轉(zhuǎn)體時(shí)支撐轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)的保險(xiǎn)腿。從轉(zhuǎn)體時(shí)保險(xiǎn)腿的受力情況考慮，轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)稱的兩個(gè)保險(xiǎn)腿之間的中心線與上盤(pán)縱向中心線重合，使8個(gè)保險(xiǎn)腿對(duì)稱分布于縱軸線的兩側(cè)。在撐腳的下方設(shè)有1.3 m寬的滑道，滑道半徑為5 m，轉(zhuǎn)體時(shí)保險(xiǎn)撐腳可在滑道內(nèi)滑動(dòng)，以保持轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)。要求整個(gè)滑道面在一個(gè)水平面上，其相對(duì)高差不大于2 mm。每個(gè)上盤(pán)下設(shè)有8個(gè)撐腳，每個(gè)撐腳為雙圓柱形，下設(shè)30 mm厚鋼板。雙圓柱為兩個(gè)φ800 mm×24 mm的鋼管，內(nèi)灌C50微膨脹混凝土。在下盤(pán)混凝土灌注完成上球鉸安裝就位時(shí)即安裝撐腳，并在撐腳走板下支墊6 mm鋼板。

上盤(pán)縱、橫向預(yù)應(yīng)力筋采用60根19-Φ15.2鋼絞線，采用單端張拉，張拉端采用M15-15P錨具，錨固端采用M15─15P錨具，張拉控制應(yīng)力1 395 MPa。預(yù)應(yīng)力孔道均用波紋管制孔，波紋管用鋼筋定位網(wǎng)定位，張拉后及時(shí)封錨壓漿。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用Φ32冷拉Ⅳ級(jí)精軋螺紋鋼筋，軋絲錨。采用無(wú)粘結(jié)套管體系，在上盤(pán)頂面單端張拉，張拉控制應(yīng)力706.5MPa，錨固端埋在上盤(pán)底混凝土里。

4 箱梁施工

箱梁采用分節(jié)段澆注，轉(zhuǎn)體部分箱梁在轉(zhuǎn)體前平行于既有鐵路滿堂支架預(yù)制，在轉(zhuǎn)體前將防撞欄板等附屬結(jié)構(gòu)施工完成，以避免轉(zhuǎn)體就位后還有影響營(yíng)業(yè)線的施工作業(yè)。箱梁采用支架現(xiàn)澆法施工，并分段張拉預(yù)應(yīng)力，主要施工工序有：排架基礎(chǔ)施工、預(yù)制箱梁排架搭設(shè)、支架預(yù)壓、箱梁及附屬結(jié)構(gòu)砼施工。

5 轉(zhuǎn)體施工

箱梁的“T”施工完成之后，拆除承臺(tái)底模，本橋采用中心轉(zhuǎn)體，采用4臺(tái)100 t的千斤頂，兩組千斤頂對(duì)磨心形成力偶，頂推上承臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到轉(zhuǎn)體到位。頂推過(guò)程應(yīng)適時(shí)檢測(cè)千斤頂讀數(shù)，并注意觀測(cè)4個(gè)角的標(biāo)高，及時(shí)報(bào)告觀測(cè)的結(jié)果，控制好橋梁中線，防止轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)位，轉(zhuǎn)體結(jié)束后零時(shí)固定上下轉(zhuǎn)盤(pán)。再固結(jié)上下轉(zhuǎn)盤(pán)以后，完成全橋合攏。

根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)造的特點(diǎn)，轉(zhuǎn)體過(guò)程中，轉(zhuǎn)體的全部重量由球鉸承擔(dān)，但轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)受外界條件或施工的影響容易出現(xiàn)傾斜。因此，須設(shè)置內(nèi)環(huán)保險(xiǎn)腿和調(diào)整傾斜的千斤頂。限位控制體系包括轉(zhuǎn)體限位和微調(diào)裝置，主要作用為轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)到位出現(xiàn)偏差后需要對(duì)轉(zhuǎn)體進(jìn)行限位和調(diào)整使用。

牽引系統(tǒng)轉(zhuǎn)體總重量W為123000kN，靜摩擦力為123000kN，動(dòng)摩擦力為6 150 kN，按轉(zhuǎn)體拽拉力計(jì)算公式：

T=2/3×（R·W·μ）/D

得：牽引力T=2/3×（R·W·μ靜）/D=1 453.6 kN

T=2/3×（R·W·μ動(dòng)）/D=726.8 kN

其中球鉸平面半徑R為195cm，轉(zhuǎn)體總重量W為123000kN，轉(zhuǎn)臺(tái)直徑D取1 100 cm；靜摩擦系數(shù)按μ取0.1，動(dòng)摩擦系數(shù)按μ取0.05。

6 主橋合攏施工

轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到位后，經(jīng)過(guò)認(rèn)真對(duì)轉(zhuǎn)體箱梁各細(xì)部的認(rèn)真檢查，確認(rèn)滿足相關(guān)要求后，即可固定箱梁四角風(fēng)纜，組織邊跨、合攏段施工。

合攏段混凝土擬在支架上立模進(jìn)行澆注，為克服支架下陷及梁體溫度變形造成合攏段混凝土開(kāi)裂這一現(xiàn)象，擬對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓處理，并設(shè)置合攏段水平撐架。在合攏段現(xiàn)澆混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以后，對(duì)邊跨、合攏段進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行張拉，完成體系轉(zhuǎn)換。箱梁邊跨合攏段施工，尤其是預(yù)應(yīng)力體系轉(zhuǎn)換是控制全橋受力狀態(tài)和成型的關(guān)鍵工序，因此預(yù)應(yīng)力施工要在外界溫度20℃左右，嚴(yán)格按照要求施工順序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。

7 結(jié)束語(yǔ)

轉(zhuǎn)體施工的成敗取決于轉(zhuǎn)體系統(tǒng)設(shè)置的是否精確可靠，轉(zhuǎn)體設(shè)施布置是否合理以及轉(zhuǎn)體的動(dòng)力系統(tǒng)選擇是否得當(dāng)。微子跨公鐵立交橋主橋上跨邯長(zhǎng)鐵路，轉(zhuǎn)體過(guò)程只用了1.5 h，一次轉(zhuǎn)體到位，對(duì)鐵路的運(yùn)營(yíng)已經(jīng)減到最小，對(duì)梁高的檢測(cè)結(jié)果顯示，梁高的高度變化均小于8 mm。