呼張客專墩頂轉(zhuǎn)體連續(xù)梁施工技術(shù)研究

鄭伯強(qiáng)（中鐵十七局集團(tuán)第二工程有限公司，陜西　西安　710043）

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呼張客專墩頂轉(zhuǎn)體連續(xù)梁施工技術(shù)研究

鄭伯強(qiáng)
（中鐵十七局集團(tuán)第二工程有限公司，陜西西安710043）

摘要：大跨度連續(xù)梁上跨既有鐵路，為減少上部結(jié)構(gòu)施工對鐵路行車安全的影響，采用旁位懸臂現(xiàn)澆、平衡轉(zhuǎn)體的施工方法。以新建呼張鐵路客運(yùn)專線懷安站特大橋（60+100+60）m連續(xù)箱梁墩頂轉(zhuǎn)體施工為例，對下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)動牽引系統(tǒng)等的施工技術(shù)進(jìn)行了研究。通過工程實(shí)踐證明:采用墩頂轉(zhuǎn)體可減少轉(zhuǎn)體重量，梁體重心至球鉸的距離顯著降低，轉(zhuǎn)體更平穩(wěn)。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁；墩頂轉(zhuǎn)體；轉(zhuǎn)體系統(tǒng)施工；轉(zhuǎn)體技術(shù)

1　工程概況

對于上跨既有鐵路線橋梁工程，國內(nèi)較為成熟的工藝為墩底水平轉(zhuǎn)體法施工技術(shù)，即：在上下層承臺之間，或者承臺與墩底之間設(shè)置平轉(zhuǎn)系統(tǒng)，平行既有線澆筑梁體，墩梁固結(jié)或臨時固結(jié)成整體后共同繞承臺轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)梁體跨線。其施工弊端為：橋梁下部設(shè)置轉(zhuǎn)體系統(tǒng)，因此轉(zhuǎn)體穩(wěn)定性要求高，扭矩大；轉(zhuǎn)體重量較大，導(dǎo)致平轉(zhuǎn)系統(tǒng)龐大、設(shè)計(jì)牽引力大，基礎(chǔ)尺寸和防護(hù)工程數(shù)量也大幅增加，最終會導(dǎo)致主跨跨徑也相應(yīng)增大。而連續(xù)梁采用懸臂澆筑墩頂水平轉(zhuǎn)體的施工方法，可有效的減輕了轉(zhuǎn)體重量、降低了牽引力，尤其是與既有鐵路立交高度較高時，大大的降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。

新建呼張鐵路客運(yùn)專線懷安站特大橋連續(xù)梁位于DK40+733.6～DK40+955.4處，采用（60+100+ 60）m懸臂現(xiàn)澆+墩頂轉(zhuǎn)體預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁跨越京包鐵路上下行線，主跨與既有京包雙線鐵路（K234+580）相交，呈61°夾角。主墩采用18根樁徑1.5m，樁長52m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；采用雙層承臺，下承臺尺寸為13.5m×18.5m×3.5m，上承臺尺寸為8.5m×14.0m×2m承臺。橋墩采用圓柱型截面，墩身直徑5m，墩帽采用矩形截面，尺寸為10.8×8.8m，倒角半徑為2.5m。全橋梁體共15個節(jié)段，順鐵路方向采用支架搭設(shè)澆筑0#塊，按照懸臂澆筑工藝分別在52#、53#中墩采用掛籃分節(jié)澆筑梁體1#-13#，邊跨15#現(xiàn)澆段可與梁體施工同步進(jìn)行，待梁體轉(zhuǎn)體后進(jìn)行14#合攏段澆筑。梁體懸臂施工完后，進(jìn)行整個轉(zhuǎn)體系統(tǒng)支承體系的轉(zhuǎn)換，使上轉(zhuǎn)盤支承于球鉸上，每個轉(zhuǎn)體重量5360t。

墩頂轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)由下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)動牽引系統(tǒng)組成（如圖1所示）。

圖1　墩頂轉(zhuǎn)動系統(tǒng)布置

2　轉(zhuǎn)體裝置結(jié)構(gòu)施工

2.1轉(zhuǎn)體下轉(zhuǎn)盤與球鉸施工

下轉(zhuǎn)盤為支承轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)全部重量的基礎(chǔ)，支承重量5360t。中墩頂帽（10.8×8.8m）設(shè)計(jì)為下轉(zhuǎn)盤，下轉(zhuǎn)盤采用C50混凝土，下轉(zhuǎn)盤上設(shè)有直徑為2.44m的下球鉸及中心直徑為5.24m的環(huán)形滑道。下轉(zhuǎn)盤設(shè)置轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的下球鉸、保險(xiǎn)環(huán)形滑道及轉(zhuǎn)體拽拉千斤頂反力座。根據(jù)要求控制球鉸及下滑道的安裝精度要求，下轉(zhuǎn)盤（墩帽）的澆注分兩次完成。

轉(zhuǎn)動球鉸是轉(zhuǎn)動體系的核心，是轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。它由上下球鉸、球鉸間聚四氟乙烯滑片、固定上下球鉸的鋼銷、下球鉸鋼骨架組成。它在轉(zhuǎn)體過程中支撐轉(zhuǎn)體重量，是整個平衡轉(zhuǎn)體的支撐中心。

墩帽混凝土第一次澆筑完成后,安裝下球鉸骨架,下球鉸骨架固定牢固后，吊裝下球鉸使其放在骨架上，對其進(jìn)行對中和調(diào)平，對中要求下球鉸中心，縱橫向誤差不大于1mm，施工采用十字線對中法，水平調(diào)整先使用普通水平儀調(diào)平，然后使用精密水準(zhǔn)儀調(diào)平，使球鉸周圍頂面處各點(diǎn)相對誤差不大于1mm，固定調(diào)整螺栓。

下轉(zhuǎn)盤混凝土施工完成后，將Φ175mm轉(zhuǎn)動定位鋼銷軸放入下轉(zhuǎn)盤預(yù)埋套管中，然后進(jìn)行下球鉸四氟乙烯滑片的安裝。填充改性聚四氟乙烯滑片在工廠內(nèi)進(jìn)行制作，在工廠內(nèi)安裝調(diào)試好后編好號碼，現(xiàn)場對號入座，安裝前先將下球鉸頂面和滑片鑲嵌孔清理干凈，并將球面吹干?；惭b完成后，各滑片頂面應(yīng)位于同一球面上，其誤差不大于1mm。

在下球鉸球面上涂抹黃油聚四氟乙烯粉，使其均勻的充滿滑動片之間的空隙，并略高于頂面，涂抹完后盡快安裝上球鉸，其間嚴(yán)禁雜物掉入球鉸內(nèi)。上球鉸精確定位并臨時鎖定限位后，用膠帶纏繞密封上下球鉸吻合面，嚴(yán)禁泥沙雜物進(jìn)入。

2.2滑道與上盤撐腳安裝工藝

墩帽混凝土第一次澆筑時在滑道設(shè)計(jì)位置采用3cm厚木板嵌入墩身使其平整，木板取出后用2cm厚C50水泥砂漿調(diào)平，再在其上鋪1cm厚的Q345環(huán)形鋼板（尺寸同木板），最后再采用C50水泥砂漿填平鋼板兩側(cè)槽口，防止鋼板滑動，要求整個滑道在同一水平面內(nèi)，任意3m弧長內(nèi)環(huán)道的高差不大于1mm。

上轉(zhuǎn)盤共設(shè)4組撐腳，每組撐腳由兩個直徑φ500×24mm、高916mm焊在厚30mm扇形鋼板上。在撐腳底與滑道之間留有18mm的間隙，箱梁施工時間隙內(nèi)填塞厚10mmMGE板，轉(zhuǎn)體前抽掉10mm墊板，作為轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)和滑道的間隙。

2.3轉(zhuǎn)體牽引體系施工

本橋的平轉(zhuǎn)牽引體系由牽引動力系統(tǒng)、牽引索、牽引反力座組成。轉(zhuǎn)體施工設(shè)備采用全液壓、自動、連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)。具有同步，牽引力平衡等特點(diǎn)，能使整個轉(zhuǎn)體過程平衡，無沖擊顫動，該設(shè)備是一種較為理想的轉(zhuǎn)體施工設(shè)備。

3　轉(zhuǎn)體施工

3.1轉(zhuǎn)體施工方法

正式轉(zhuǎn)體主要施工步驟如下：

1）按照試轉(zhuǎn)采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，檢查滑道和轉(zhuǎn)體設(shè)備是否完好，做好正式轉(zhuǎn)體的準(zhǔn)備。

2）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體前進(jìn)一步做好人員分工，根據(jù)各個關(guān)鍵部位、施工環(huán)節(jié)，對現(xiàn)場人員做好周密部署，各司其職，分工協(xié)作，由現(xiàn)場總指揮統(tǒng)一安排。

3）先使千斤頂達(dá)到預(yù)定噸位，啟動動力系統(tǒng)設(shè)備，并使其在“自動”狀態(tài)下運(yùn)行。

4）每個轉(zhuǎn)體使用的兩對稱千斤頂?shù)淖饔昧κ冀K保持大小相等、方向相反，避免不平衡力偶產(chǎn)生。

5）設(shè)備運(yùn)行過程中，各崗位人員必須堅(jiān)守崗位，時刻注意觀察、監(jiān)控動力設(shè)備和轉(zhuǎn)體各部位的運(yùn)行情況，并作好記錄。

6）在轉(zhuǎn)體就位處設(shè)置限位裝置，并在轉(zhuǎn)盤上標(biāo)識刻度，以轉(zhuǎn)體梁端的每1米換算到上轉(zhuǎn)盤的圓周上，由現(xiàn)場技術(shù)人員負(fù)責(zé)報(bào)數(shù)，確保兩幅同步轉(zhuǎn)體。同時在合攏段支架上做好控制點(diǎn)，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)接近設(shè)計(jì)位置時，為防止結(jié)構(gòu)超轉(zhuǎn)，停止自動牽引操作,采用點(diǎn)動控制，點(diǎn)動時間為0.2秒/次,每次點(diǎn)動千斤頂行程為1mm,梁端行程15mm。每點(diǎn)動操作一次，測量人員測報(bào)軸線走行現(xiàn)狀數(shù)據(jù)一次，反復(fù)循環(huán)，直至結(jié)構(gòu)軸線精確就位。

3.2轉(zhuǎn)體就位施工工藝

轉(zhuǎn)體基本到位（距準(zhǔn)確位置0.5m）后，進(jìn)行連續(xù)梁的高程、中線精確就位工作。

1）中軸線準(zhǔn)確就位。

軸線偏差主要采用連續(xù)千斤頂點(diǎn)動控制來調(diào)整，在10m直線段支架上做好控制點(diǎn)，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)接近設(shè)計(jì)位置時，為防止結(jié)構(gòu)超轉(zhuǎn)，停止自動牽引操作,采用點(diǎn)動控制，點(diǎn)動時間為0.2s/次,每次點(diǎn)動千斤頂行程為1mm,梁端行程15mm。每點(diǎn)動操作一次，測量人員測報(bào)軸線走行現(xiàn)狀數(shù)據(jù)一次，反復(fù)循環(huán)，直至結(jié)構(gòu)軸線精確就位。

2）連續(xù)梁高程調(diào)整。

首先進(jìn)行線型測量，對橫向傾斜、軸線偏差、高程偏差進(jìn)行調(diào)整，本橋沒有發(fā)生橫向傾斜，高程偏差采用在梁端兩腹板處作用千斤頂?shù)姆椒ㄟM(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過精確調(diào)整后，連續(xù)梁中線及高程誤差在1cm之內(nèi)，滿足了《橋規(guī)》的精度要求。

線型測量，對橫向傾斜、軸線橫向、縱向偏差進(jìn)行調(diào)整，上下盤間抄墊鎖定、平面定位等工作完成，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)精確就位后，即對結(jié)構(gòu)進(jìn)行約束固定。

4　轉(zhuǎn)體完成后續(xù)施工

1）澆筑邊跨合攏段。

2）拆除轉(zhuǎn)體撐腳，施工中墩墩頂墊石。

3）采用12組800t千斤頂，同時起頂抽調(diào)鋼護(hù)筒夾層鋼板，將上球鉸鋼護(hù)筒中間段鋼板重新用高強(qiáng)螺栓鎖緊，使上下球鉸分開。

4）將永久支座頂推就位，千斤頂落梁至設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成體系轉(zhuǎn)換，取出轉(zhuǎn)動銷軸。

5）澆筑中跨合攏段。

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中圖分類號：U448