鋼箱梁T構(gòu)轉(zhuǎn)體橋施工技術(shù)分析

杜 紅 燕

(太原市市政公用工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西 太原 030012)

1 工程概況

本文針對太原市臥虎山路改建工程上跨石太鐵路上、下行(太原鐵路局)、石太客專鐵路上、下行(北京鐵路局)的2×100 m鋼箱梁T構(gòu)轉(zhuǎn)體，道路設(shè)計起點里程為K11+002.109～K11+202+109，全長200 m。橋位上跨鐵路共有4股道，自北向南需依次跨越石太鐵路上行、石太客專下行、石太客專上行、石太鐵路下行，如圖1所示。2×100 m鋼箱梁T構(gòu)轉(zhuǎn)體橋主墩位于鐵路北側(cè)，橋梁一次轉(zhuǎn)體就位，不再預(yù)留后拼段。T構(gòu)轉(zhuǎn)體橋沿道路方向大、小里程方向分別為120 m連續(xù)鋼箱梁、60 m簡支鋼箱梁，60 m，120 m鋼箱梁分別靠近72號邊墩、74號邊墩側(cè)各有14 m不進行安裝，以確保不影響T構(gòu)橋梁順利轉(zhuǎn)體。上跨鐵路2×100 m鋼箱梁T構(gòu)轉(zhuǎn)體橋與石太上行線K230+352.12相交，交角53.89°，實際凈空14.18 m；與石太客專下行線K222+478.94相交，交角52.64°，實際凈空12.29 m；與石太客專上行線K222+481.7相交，交角51.88°，實際凈空12.68 m；與石太下行線K233+930.08相交，交角45.86°，實際凈空15.38 m。

2 T構(gòu)轉(zhuǎn)體施工

T構(gòu)轉(zhuǎn)體施工法是指橋梁結(jié)構(gòu)在預(yù)計軸線以外位置進行預(yù)制成型以后，借助動力旋轉(zhuǎn)裝置將其轉(zhuǎn)動至預(yù)定的位置，然后將兩側(cè)橋梁段合龍的一種橋梁施工方法。T構(gòu)轉(zhuǎn)體施工法具有效率高、成本低、工期短等優(yōu)點。T構(gòu)轉(zhuǎn)體施工流程如圖2所示。

3 轉(zhuǎn)體準(zhǔn)備工作

3.1 龍門吊拆除

轉(zhuǎn)體準(zhǔn)備工作開始前需要對龍門吊進行拆除，龍門吊的高度為25 m，拆除龍門吊位置離石太上行線距離最小處為31 m。轉(zhuǎn)體前剩余1臺龍門吊，作為鋼箱梁配重、吊重使用，待鋼箱梁轉(zhuǎn)體完成后將其拆除。龍門吊的拆除順序為先將相關(guān)的電器部分拆除完畢，其次將龍門吊上方的駕駛室、主梁、門腿等相關(guān)附屬設(shè)備拆除，最后清理現(xiàn)場并將現(xiàn)場填平。

3.2 支撐支架拆除

龍門吊拆除后需要對2×100 m鋼箱梁T構(gòu)支架進行拆除。鋼箱梁支撐支架的拆除采用分級加載頂升拆除法。在鋼箱梁懸臂的兩側(cè)分別設(shè)置4臺800 t液壓千斤頂，共8臺千斤頂，拆除過程中8臺千斤頂同時同步頂升，千斤頂每次頂升行程為15 cm，整個過程共三次進行，因此鋼箱梁總頂升行程為45 cm。頂升到位后，將墊塊墊于鋼箱梁兩側(cè)緊挨千斤頂，然后將鋼管立柱和臨時墩之間的墊塊全部拆除。鋼箱梁轉(zhuǎn)體結(jié)束后，將臨時墩的鋼管支撐全部拆除。

3.3 箱梁不平衡力配重

進行轉(zhuǎn)體前，施工左側(cè)大樁號側(cè)75 m范圍內(nèi)防護欄桿及基礎(chǔ)、防護帶內(nèi)鋪裝等設(shè)施，梁體上在右側(cè)防撞護欄中墩墩頂右側(cè)3.0 m～35.0 m范圍內(nèi)內(nèi)側(cè)鋪設(shè)高0.45 m，寬2 m的砂帶進行壓重，壓重重量為沿順橋向16.2 kN/m，共計52.9 t；由于該橋位于曲線上，橋梁橫向存在扭轉(zhuǎn)的力矩，為了平衡這一力矩，轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動中心與橋梁的結(jié)構(gòu)中心在水平橫向設(shè)置1.0 m的偏心。

3.4 2×100 m鋼箱梁T構(gòu)轉(zhuǎn)體兩端相對關(guān)系

2×100 m鋼箱梁T構(gòu)兩端分別接1-60 m鋼箱梁(72號墩側(cè))，35 m+35 m+50 m=120 m鋼箱梁(74號墩側(cè))。

3.4.1相鄰兩端梁平面位置關(guān)系

120 m鋼箱梁順橋向方向總共劃分為9段，轉(zhuǎn)體過程中200 m鋼箱梁梁端與120 m鋼箱梁第8段最近距離為4.77 m。60 m鋼箱梁順橋向方向總共劃分為4段，目前已經(jīng)安裝3段，剩余第4段待轉(zhuǎn)體結(jié)束后安裝，第4段長15 m，寬31.2 m為后吊段。轉(zhuǎn)體過程中200 m鋼箱梁梁端與60 m鋼箱梁第3段的最近距離為14.41 m，如圖3所示。

3.4.2與72號，74號蓋梁高程關(guān)系

72號、74號墩蓋梁為高—低蓋梁設(shè)計。轉(zhuǎn)體施工前高蓋梁部分及墊石不施工，待轉(zhuǎn)體完成后再進行施工。72號墩低蓋梁頂面無橫坡，74號墩低蓋梁頂面設(shè)4%的橫坡。鋼箱梁轉(zhuǎn)體過程及就位后，靠72號墩一側(cè)的鋼箱梁底距離蓋梁頂?shù)淖钚【嚯x為0.40 m；靠74號墩一側(cè)的鋼箱梁底距離蓋梁頂?shù)淖钚【嚯x為0.52 m，如表1所示。

表1 72號、74號墩蓋梁頂與梁底最小距離表 m

3.5 試轉(zhuǎn)

正式轉(zhuǎn)體施工前，需要對機電設(shè)備進行試轉(zhuǎn)，試轉(zhuǎn)的主要目的是全面檢查機電設(shè)備的牽引動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)體系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和防傾斜系統(tǒng)等是否處于很好的運行狀態(tài)來保證正式轉(zhuǎn)體時候的可靠性和安全性。試轉(zhuǎn)的過程中要隨時跟蹤監(jiān)測控制整個轉(zhuǎn)體過程，以便在轉(zhuǎn)動過程中把轉(zhuǎn)動速度控制在要求范圍內(nèi)。

轉(zhuǎn)體前在轉(zhuǎn)臺上布置刻度并編號，同時在梁端中線位置采用全站儀進行測量，轉(zhuǎn)體過程中進行全程動態(tài)監(jiān)控，確保轉(zhuǎn)體精確就位。如果發(fā)生超轉(zhuǎn)，在滑道千斤頂反力座位置采用2臺300 t千斤頂頂推撐腳，將轉(zhuǎn)體部分反向頂回至設(shè)計位置。

轉(zhuǎn)體系統(tǒng)主要包括固定球頭支座系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、滑道系統(tǒng)、轉(zhuǎn)體動力牽引系統(tǒng)，轉(zhuǎn)體動力牽引系統(tǒng)主要包括牽引系統(tǒng)和助推系統(tǒng)兩部分。在牽引動力系統(tǒng)中，根據(jù)牽引的質(zhì)量設(shè)置牽引索數(shù)量為11根，自動連續(xù)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)主要由2臺ZLD200-300型連續(xù)頂推千斤頂，2臺ZTB25.0型液壓泵站和1臺HLDKA-4.0主控臺組成。牽引索的一端應(yīng)預(yù)埋設(shè)在轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)臺內(nèi)，在預(yù)埋牽引索過程中要保證牽引索不能有油污和銹蝕。將牽引索逐根順次纏繞后，穿過ZLD200-300型連續(xù)頂推千斤頂。牽引索的另一端作為固定端，應(yīng)預(yù)埋設(shè)在上部支撐臺內(nèi)。

4 正式轉(zhuǎn)體

4.1 轉(zhuǎn)體施工

轉(zhuǎn)體的基本原理是鋼箱梁重量通過墩柱傳遞于球型支座，并通過球型支座傳遞至下部支撐臺。待鋼箱梁整體部件施工完成后，鋼箱梁的整體重量由球型支座來承擔(dān)，然后通過在上部支撐臺布置的牽引索和千斤頂來實現(xiàn)鋼箱梁的轉(zhuǎn)體施工。在整個轉(zhuǎn)體過程中要確保鋼箱梁的整體重心與球型支座的重心保持一條線。

正式轉(zhuǎn)體時要保證轉(zhuǎn)體施工轉(zhuǎn)體數(shù)據(jù)在可控的范圍內(nèi)，誤差盡可能保持小。正式轉(zhuǎn)體施工時需要注意以下幾點：第一，所有的轉(zhuǎn)體設(shè)備、人力物力儲備要保證轉(zhuǎn)體施工的要求，所有的轉(zhuǎn)體施工要嚴(yán)格滿足轉(zhuǎn)體施工的安全施工準(zhǔn)則，所有崗位人員要嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)規(guī)程，轉(zhuǎn)體人員收到轉(zhuǎn)體指揮長的命令后方能啟動動力轉(zhuǎn)體設(shè)備；第二，轉(zhuǎn)體施工中千斤頂?shù)淖饔昧σ冀K保持大小相等、方向相反，以保證轉(zhuǎn)臺僅承受與摩擦力矩相平衡的反作用力，防止整體設(shè)備發(fā)生傾轉(zhuǎn)；第三，各崗位人員在轉(zhuǎn)體施工中要高度集中，時刻保持觀察和監(jiān)測動力轉(zhuǎn)體設(shè)備的運行情況和鋼箱梁的轉(zhuǎn)體狀況，隨時觀察鋼箱梁轉(zhuǎn)過的角度，每轉(zhuǎn)動5°需要向現(xiàn)場指揮匯報；最后5°時，每隔1°向現(xiàn)場指揮匯報。

4.2 轉(zhuǎn)體施工控制措施

轉(zhuǎn)體施工控制措施主要采用三種控制措施：第一，轉(zhuǎn)體開始要統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一協(xié)作，一般采用對講機進行通訊指揮；第二，觀測測量前要在箱梁兩側(cè)布置軸線控制測量點和高程觀測點，轉(zhuǎn)體過程中要隨時觀測轉(zhuǎn)臺上轉(zhuǎn)過的刻度，根據(jù)轉(zhuǎn)過每個刻度來計算控制施工偏差；第三，在轉(zhuǎn)動控制的過程中，將鐵楔預(yù)設(shè)在每個撐腳處。

4.3 轉(zhuǎn)體就位

T構(gòu)轉(zhuǎn)體就位的校正測量采用全站儀，中線校正的偏差不得大于2 cm～3 cm。為保證T構(gòu)轉(zhuǎn)體就位的準(zhǔn)確度，現(xiàn)場轉(zhuǎn)體就位的測量方法主要有三種方式：第一，需要布置軸線控制點。T構(gòu)轉(zhuǎn)體前需在箱梁兩側(cè)的墩帽上布置2臺全站儀作為軸線控制測量點，隨時對轉(zhuǎn)體就位的施工偏差進行測量。第二，需要布置高程觀測點。T構(gòu)轉(zhuǎn)體前需在箱梁的兩端分別布置1臺水平儀作為高程觀測點，隨時對轉(zhuǎn)體就位的梁頂高程進行測量。第三，鋼箱梁的精確就位需要對偏差進行調(diào)整。采用ZLD200-300型連續(xù)頂推千斤頂點動控制來調(diào)整軸線施工偏差，通過逐級點動調(diào)試，確定千斤頂?shù)膯未涡谐?，將千斤頂?shù)膯未涡谐剔D(zhuǎn)換成鋼箱梁的行程。轉(zhuǎn)體就位采用全站儀中線校正,中線偏差不大于2 cm。