珠三角城際鐵路廣清線獅嶺連續(xù)梁施工轉體的施工技術

◎ 許輝明 廣東珠三角城際軌道交通有限公司

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珠三角城際鐵路廣清線獅嶺連續(xù)梁施工轉體的施工技術

◎ 許輝明 廣東珠三角城際軌道交通有限公司

珠三角城際鐵路廣清線獅嶺跨鐵路和高速公路連續(xù)梁成功轉體的實踐，為同類轉體施工提供了寶貴經驗和技術支持，將城際鐵路大跨度轉體連續(xù)梁的設計和施工水平提升到了新的高度。本文從廣清城際鐵路獅嶺連續(xù)梁轉體工程基本情況入手，分析了連續(xù)梁轉體施工技術，以供參考。

珠三角城際鐵路 連續(xù)梁 轉體施工

1.廣清城際獅嶺連續(xù)梁轉體工程概況

廣清城際位于廣州市和清遠市境內，是珠江三角洲地區(qū)城際軌道交通網的重要組成部分。廣州北站（含）至清遠站段線路自花都區(qū)新華鎮(zhèn)廣州北站起，向北經花都區(qū)獅嶺、清遠市銀盞、龍?zhí)粒K至清遠站，全長38.126km。

獅嶺跨廣清高速公路特大橋位于廣州市花都區(qū)獅嶺鎮(zhèn)軍田村，橋梁起訖里程為DK44+483.8～DK45+184，橋梁全長700.2m，橋梁于9#～12#墩采用一聯(lián)（70+130+70）m大跨徑連續(xù)梁跨越。連續(xù)梁全長270m，主墩采用15根Φ2m鋼筋混凝土灌注樁，副墩采用14根Φ1.5m鋼筋混凝土灌注樁，雙層承臺以及圓端型實心墩柱。廣清高速公路改擴建后，整體向遠離京廣鐵路側移動20m左右，擬建獅清路路面寬度為15m，凈高要求5.5m。

由于本連續(xù)梁為項目控制性工程，梁體為單箱單室，變高度、變截面結構。10#墩T構采用在墩頂預埋球鉸，在墩旁施做托架，預壓、澆筑0#塊，拼裝掛籃，在線外懸臂現澆完成后，平轉至正線。11#墩T構采用原位掛籃懸臂現澆法施工的總體施工方案，采用2套（每套2幅）掛籃分段懸臂灌筑施工。先在墩身施做托架，作為0#段立模和施工平臺，預壓后分兩次澆注0#段砼，將掛籃安裝在0#段上，預壓后用掛籃灌注1#梁段。完成1#段預應力施工之后，展開對稱懸臂澆筑其它標準段，并讓橋梁主墩的兩個標準段基本同步。同時，選擇適當時要進行邊跨現澆段墩頂支架拼裝、混凝土澆筑施工。在10#墩完成平轉后，組織澆筑邊跨、中跨合攏梁段混凝土。

2.轉體理論依據

隨著現代科技的不斷發(fā)展，橋梁無支架施工新技術、新工藝不斷出現，轉體施工技術便是其中之一。橋梁轉體施工，最適合跨越深谷、急流及公鐵立交等時采用，特別是特殊橋位處采用此法最好。這種施工工藝，從技術和經濟上都是可行的，具有節(jié)省費用、安全可靠、整體性好等特點。橋梁轉體施工，通常分為豎直轉體法和水平轉體法。豎直轉體法主要是在較低位置進行澆筑，此方法目前應用面較窄，一般只用于肋拱橋。當前橋梁轉體施工中廣泛采用水平轉體法，即在橋墩（或橋臺）上預制一個轉動軸心，并將其下部固定，上部施工完成后整體水平旋轉到設計橋位的方法。該方法應用廣泛，在T構橋、拱橋、鋼桁梁橋及斜拉橋等橋梁施工上均有采用。

3.轉體施工關鍵技術

平轉工藝依據轉動體系不同可分為平鉸法與球鉸法，轉動體系主要由轉動支承、牽引系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)等構成。獅嶺連續(xù)梁轉體工程施工采用球鉸法進行，這種施工方法必須按照設計要求，在施工前對轉動支承、牽引系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)進行嚴密試驗，對試驗過程中發(fā)現的問題及時予以解決，防止正式施工中出現轉動球鉸承重大、曲線連續(xù)梁存在縱橫向不平衡彎矩、牽引制動力大等現象。同時，為確保轉體施工安全順利，還要加強線形監(jiān)控和模型分析，以便及時發(fā)現和解決施工過程中可能出現的相關問題。

3.1轉動支承

所謂轉動支承，其指的是平轉法的應用過程中，需要采用相應設備進行支承，其是平轉法中的關鍵設備之一。其一般由兩部分構成，即上轉盤和下轉盤。上轉盤支承與轉動結構連接，下轉盤與基礎連接，起到固定作用。運行時，上下轉盤相對轉動，從而實現平轉轉體。而具體的轉動支承方式通常有磨心支承及撐腳支承兩種，也可采用磨心支承和撐腳支承共同支承的方式。磨心支承方式是以中心撐壓面作為受力點，承擔全部轉動重量，定位銷軸設置于磨心部位。獅嶺連續(xù)梁轉體工程所采用的是磨心支承方式?；诎踩紤]，將6對撐腳設在支承轉盤周圍，正常轉動時與滑道面無接觸，在轉體產生傾覆傾向時則可發(fā)揮出支承能力，滑道面高差由撐腳與滑道間隙決定，間隙大高差要求小，反之則反。而獅嶺間隙為10mm～15mm，比一般的2mm～20mm小，所以要求更高。因為球鉸制作、安裝位置及精度直接決定了橋梁合攏精度，同時極大程度上關系到轉體過程的安全性，其質量及精度要求極高。因此，施工過程中必須嚴格按照技術規(guī)范，確保制作質量和安裝精度，保證萬無一失。必須將四氟乙烯滑片按廠家編號對號安裝，并將黃油四氟乙烯粉涂抹上，再進行上、下球鉸試運轉，使黃油四氟乙烯粉能夠均勻分布，并進行蠟封，采用石蠟密封周邊縫隙，以保證潤滑材料的性能和雜物進入影響精度。

3.2牽引系統(tǒng)

平轉法施工成功與否重在能否實現轉動，這是一個非常關鍵的技術問題。為獲得最大的力臂，一般將轉動力安裝在上轉盤的外側。提高轉動力矩，是平轉法施工能否順利實施的重要因素。通常啟動摩擦系數設計為0.06左右，減小摩阻力。同時，采取一半正旋和一半反旋鋼絞線的措施，保證牽引索鋼絞線安裝施工過程中牽引索之間在轉體時互不干擾。獅嶺工程轉體系統(tǒng)通過高壓油管和電纜，將4 臺QDCLT2000型連續(xù)頂推千斤頂、2 臺LSDKC-8主控臺、4臺YTB液壓泵站連接成2套轉體牽引系統(tǒng)。每套千斤頂由前后兩臺前端配有夾持裝置的千斤頂串聯(lián)組成，額定油壓為25MPa，公稱牽引力為2000KN。將千斤頂固定于反力架上，因為受力大，需要采用滿足性能要求的高強度螺栓。并與反力座固定，反力座須承受200t壓力。在轉盤兩側的反力座上分別布置連續(xù)頂推千斤頂，為使其處于最佳工作狀態(tài)，保證其中心線與上轉盤相切，同時與預埋鋼絞線處于同一平面。埋設在上轉盤的兩束牽引索經清污、除銹后，逐根預緊鋼絞線，再用千斤頂整體預緊該束鋼絞線，使同一束牽引索之中的各鋼絞線持力基本一致以保障其受力性能。

3.3平衡系統(tǒng)

在平轉過程中，平衡問題是值得關注的重點問題。如果平轉不平衡，則極易導致重大安全事故發(fā)生。因此，為使平轉重心降低，通常圍繞橋墩軸心實施轉動，并將轉盤設于墩底以下。由于獅嶺工程連續(xù)梁位于豎曲線和圓曲線兩種曲線上，會產生不平衡力矩和偏心距問題，所以在施工前必須進行反復測算和試驗，對獲得的相差數據進行綜合分析，看是否符合轉體設計要求，是否需要采取相應的配重措施。為確保T構梁卸架安全順利，必須轉盤處百分表讀數進行仔細觀測，如果發(fā)現較大的傾斜變化，則必須在梁體對應側加配重來保持平衡。平衡轉體在轉動中上部結構必須保持平穩(wěn)，特別是大型懸臂結構且無斜拉索的情況下更應該重視保持平衡，否則施工安全難以保證。同時，在轉動過程中，為避免轉體上部懸臂結構絕對平衡引起梁端抖動，應采用梁體縱向傾斜配重方案，使實際重心偏離理論值5cm～10cm，使轉動體的平穩(wěn)性和安全性在轉動過程中得以增強。

3.4線形監(jiān)控

轉體梁在懸臂階段是靜定結構狀態(tài)，如果在合攏過程中不施加額外的荷載，成橋后內力狀態(tài)通常不會偏離很大，因此連續(xù)梁施工控制的主要任務是控制梁體線形。線形控制是對每個施工階段的測量數據進行收集和分析，并將分析結果與模型預測值進行比對。如果發(fā)現比對差異，則必須查找問題及原因，為科學確定下一階段施工預拱度提供參考。其關鍵是線形控制并非一次性任務，而是每節(jié)段施工周期都要進行，經測量數據、分析比對，之后對誤差進行及時的調整。而且，每一階段施工結束之后，都要對相關參數進行修正和調整，如結構模型中混凝土養(yǎng)護齡期和實際的彈性模量、容重、節(jié)段施工周期等。之后，再重新計算結構模型并與實測結果進行比對，看混凝土澆筑前后、梁底和梁頂、預應力束張拉前后標高是否有變化等，為數據分析提供基礎和條件。獅嶺工程連續(xù)梁施工監(jiān)測一個周期為每節(jié)段混凝土澆筑前至預應力鋼束張拉完畢。

3.5轉體施工

試轉是橋梁正式轉體前的重要程序。主要是檢查轉體的各系統(tǒng)是否狀態(tài)良好，整個系統(tǒng)是否安全可靠。通過試轉，還可以采集初始資料，以便正式轉體前發(fā)現和處理系統(tǒng)存在的問題。正式轉體時，先將輔助千斤頂達到預定的噸位，再啟動動力系統(tǒng)設備使其運行在“自動”狀態(tài)。按規(guī)范使用對稱千斤頂，保證上轉盤無傾覆力產生。設備運行時要高度關注各部運行狀態(tài)，如有異常應立即停機檢修。最后采用點動來控制精確就位。

4.結束語

綜上所述，城際鐵路廣清線是珠三角城際鐵路的重要干線，此次獅嶺連續(xù)梁采用轉體的施工方法，不僅降彽了成本，提高了施工質量和效率，還大大減少了對鐵路和國道行車的干擾，相對于傳統(tǒng)的懸臂灌注法和支架現澆法更為安全、可靠。

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