旋轉(zhuǎn)滑移在跨線鐵路橋施工中的應(yīng)用

王國梁　田朋飛

(安徽富煌建筑設(shè)計研究有限公司,安徽 合肥　230088)

0　引言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁成為影響我國社會發(fā)展的重要建筑，鐵路橋更是在高鐵建設(shè)中起到了重要作用。為了能夠確保我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的平穩(wěn)運(yùn)行，國家對鐵路橋的建設(shè)要求也越來越高[1]。鐵路橋不僅自身具有跨度大的特點(diǎn)，同時還受施工環(huán)境的影響。本文以蕪湖至宣城段擴(kuò)能改造工程96 m鐵路橋為例，介紹了一種跨越既有線的鐵路橋旋轉(zhuǎn)滑移施工方法，結(jié)合鐵路橋施工環(huán)境、工期要求，從方案介紹、難點(diǎn)分析、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計幾個方面對其進(jìn)行分析研究，為類似工程提供借鑒。

1　工程概況

擬建96 m鋼桁梁橋作為改建鐵路皖贛線蕪湖至宣城段擴(kuò)能改造工程的一部分，下方有既有皖贛線，與皖贛鐵路相交17°。

鋼桁梁主桁類型為無豎桿整體節(jié)點(diǎn)平行弦三角桁架下承式鋼桁梁，主桁跨度96 m、全長98.46 m、節(jié)間長度為12 m、桁高12.8 m、兩片主桁中心距8.5 m，橋體自重1 008 t，如圖1所示。

待建鋼桁梁橋兩端分別架設(shè)在11號、12號墩臺上，11號墩臺頂(含墊石)標(biāo)高23.706 m，拼裝鋼桁梁橋體時11號墩臺頂橋體底標(biāo)高為24.141 m，12號墩臺頂(含墊石)標(biāo)高23.899 m，鋼桁梁橋體滑移至12號墩臺時，其橋體底標(biāo)高為24.269 m。

鋼桁梁橋體與既有線相交11.7°，既有線軌道頂標(biāo)高15.617 m，橋體最終落梁后底標(biāo)高范圍在23.706 m～23.899 m之間，與既有線軌道間距8.089 m～8.282 m，滿足設(shè)計要求的6.75 m橋下凈空高度。

主桁上、下弦桿及部分斜桿均采用焊接箱形截面，上弦桿內(nèi)寬600 mm，內(nèi)高650 mm，板厚20 mm～32 mm；下弦桿內(nèi)寬600 mm，內(nèi)高900 mm，板厚28 mm～32 mm；主桁其他斜桿采用H形截面，腹板外高600 mm，翼板寬700 mm，板厚20 mm～24 mm；相交節(jié)點(diǎn)處均采用高強(qiáng)螺栓連接。

2　旋轉(zhuǎn)滑移方案與設(shè)計

2.1　工況分析

橋梁鋼桁架結(jié)構(gòu)的安裝地處環(huán)境特殊，單個橋體桁架結(jié)構(gòu)自重較大約950 t。若采用常規(guī)的分件散裝，需搭設(shè)大量的腳手架和臨時支承，會影響原有鐵路線路的通行；且構(gòu)件組裝、焊接工作量巨大，工程存在較大的質(zhì)量風(fēng)險，對整個工程的施工工期和其他行業(yè)均會有很大的影響。

若橋體鋼桁架結(jié)構(gòu)在一側(cè)拼裝成整體，利用“超大型構(gòu)件液壓同步滑移施工技術(shù)”將鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)滑移至設(shè)計位置，將大大降低安裝施工難度，并于質(zhì)量、安全和工期等均有利。

2.2　方案思路

根據(jù)現(xiàn)場條件，沿11號墩臺一側(cè)平行于既有線設(shè)置臨時支墩，并在臨時支墩上拼裝鋼桁梁橋體，在端頭的臨時支墩和12號主墩之間設(shè)置滑道，以11號主墩上的旋轉(zhuǎn)軸為中心，通過滑梁支墩上的頂推裝置將橋體沿著滑道平面旋轉(zhuǎn)至設(shè)計位置，最后利用千斤頂落梁就位，如圖2所示。

主要分為以下四個步驟，如圖3～圖6所示。

第一步：沿既有皖贛線11號支墩側(cè)設(shè)置臨時支墩，并于滑梁支墩及12號支墩間設(shè)滑移軌道，共兩條；

第二步：在臨時支墩上拼裝桁架橋。在11號橋墩及滑移支墩上各設(shè)置2臺千斤頂，頂起橋體后，拆除1號～7號臨時支墩支撐；千斤頂下降，使橋體轉(zhuǎn)移至11號橋墩旋轉(zhuǎn)面及滑移軌道上；

第三步：在橋體外側(cè)下弦設(shè)置滑移設(shè)備，將鋼桁架橋梁沿滑移軌道頂推就位；

第四步：在11號橋墩及12號橋墩處各使用4臺200 t千斤頂頂起橋體，11號墩頂起高度250 mm，12號墩頂起高度300 mm，拆除臨時措施，安裝支座后下降就位；橋體鋼桁架安裝完成。

3　旋轉(zhuǎn)滑移施工的難點(diǎn)及措施

本工程橋體為大跨度桁架結(jié)構(gòu)，滑移單元呈現(xiàn)立體形式，整個結(jié)構(gòu)高12.8 m，跨度96 m。結(jié)構(gòu)離地面13 m，滑移過程途經(jīng)既有鐵路線，施工難度非常大。

3.1　滑移梁的設(shè)置

在11號墩上設(shè)置滑移梁，需保證滑移梁和橋體的可靠連接及和11號墩滑移接觸面的處理，盡量減小摩擦以減小頂推端的阻力。同時因鐵路橋的特殊性，不能在橋體實施焊接及增加螺栓孔。在滑移梁和滑移面直接設(shè)置不銹鋼板和MGE板[2，3]，其中不銹鋼板焊接在滑移梁底部，MGE板固定在滑移面結(jié)構(gòu)上，如圖7所示，進(jìn)而降低摩擦阻力；為保證橋體和滑移梁直接的可靠傳力，在橋體安裝就位后，現(xiàn)場焊接三塊擋板使滑移梁和橋體緊密連接。

3.2　旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)置

在11號橋墩設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸在結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)滑移過程中不受豎向力，只受水平力。為保證順利安全的實施旋轉(zhuǎn)滑移，對旋轉(zhuǎn)軸及旋轉(zhuǎn)套筒都有較高的要求。旋轉(zhuǎn)軸分上、下兩部分，如圖8所示。上旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)梁連接，下旋轉(zhuǎn)軸和11號墩臺預(yù)埋件連接。

3.3　跨線梁的設(shè)置

跨線梁采用焊接組合截面，作為旋轉(zhuǎn)滑移過程中最為重要的

構(gòu)件，需從強(qiáng)度，穩(wěn)定各方面保證其安全性[4]，并采用ANSYS有限元軟件進(jìn)行受力分析。根據(jù)橋體旋轉(zhuǎn)滑移路線及加工制作的可操作性，跨線梁采用箱截面，內(nèi)設(shè)置加勁板，成折線布置，見圖9。

4　結(jié)語

旋轉(zhuǎn)滑移施工多應(yīng)用在一些大空間結(jié)構(gòu)及施工受地理環(huán)境限制的情況下，隨著公共設(shè)施的建設(shè)增多，也得到了越來越多的應(yīng)用。本文結(jié)合改建鐵路皖贛線蕪湖至宣城段擴(kuò)能改造工程中的96 m鋼桁梁橋作為實例，從旋轉(zhuǎn)滑移施工方案設(shè)計和施工關(guān)鍵控制點(diǎn)分析了施工過程，為以后類似工程施工提供一定的參考與借鑒。