跨太中銀1—（48+48）mT構轉體施工技術

張譜

摘要：跨太中銀鐵路特大橋在DK226+388.3與DK226+393.42處以1聯(lián)（48+48）m預應力混凝土T構轉體分別跨越太中銀鐵路左、右線，轉體總重量7128.5t，本文從該工程的工程概況、施工工藝流程以及轉體實施等方面對轉體施工技術要點進行了闡述。

關鍵詞：橋梁；T構；轉體施工；關鍵工序；精確就位

一、引言

DK226+221.15跨太中銀鐵路特大橋位于陜西省榆林市靖邊縣楊橋畔鎮(zhèn)境內，分別上跨龍眼水庫、太中銀鐵路、204省道及青銀高速公路。本橋在55-57#墩以1聯(lián)（48+48）m預應力混凝土T構轉體跨越太中銀鐵路。55#、57#墩為連續(xù)梁邊墩，56#墩為主跨墩。

該T構轉體先平行既有線鐵路掛籃懸臂澆筑施工，然后水平轉動至設計線路位置。轉體梁長度為93.6m，T構兩端為1.95m長邊跨現(xiàn)澆段，T構水平轉角61°48′23″，順時針方向旋轉，轉體重量7128.5t，與鐵路限界最近處10.80m。

如何保障該轉體上、下轉盤施工的精度以及對轉體試轉、正式轉體的控制是本工程施工的重難點，本文結合現(xiàn)場實際施工情況，從方案的選定及實施對現(xiàn)場施工的過程控制展開論述，以供有類似工點施工參考。

二、轉體體系施工

轉體體系由轉動支承體系、轉動牽引系統(tǒng)、防傾保險體系、限位裝置四部分組成，轉臺結構由下轉盤、球鉸及上轉盤組成。

（一）下承臺施工

轉體下承臺結構尺寸為14.6×14.6×3m，為確保球鉸及滑道安裝精度，下承臺共分三次澆注完成。

1.下承臺第一次澆注高度為1.8m，為便于安裝下球鉸及滑道骨架，混凝土澆筑時需在下球鉸骨架下方預埋L50*50*5mm角鋼、在滑道骨架立筋下方預埋Φ25螺紋鋼。

2.綁扎反力座、下轉盤鋼筋，安裝滑道骨架及下球鉸，試裝滑道鋼板、上球鉸，精度滿足要求后，焊接并固定骨架，進行第二次澆筑混凝土，澆注混凝土高度為1.2m?；炷翝仓^程中需注意對預留槽混凝土高度加強控制。

3.綁扎下滑道、球鉸預留槽鋼筋并安裝滑道鋼板，滑道鋼板表面平整度不大于0.5mm，第三次澆筑預留槽混凝土（滑道鋼板下部和下球鉸預留槽），同時澆筑牽引反力座及千斤頂反力座混凝土。

（二）球鉸安裝

轉動體系的核心結構是直徑3.5m的75000KN級球鉸，其承擔著轉體的全部重量，是轉體的轉動支撐體系。

1.球鉸下盤定位支架安裝

轉體下承臺第一次混凝土澆注完成后，安裝下球鉸定位支架。

2.球鉸下盤安裝

吊裝球鉸下盤放在定位支架上并進行對中和調平，要求球鉸中心的橫、縱向誤差均不大于1mm；球鉸圓周頂面處各點高程誤差不大于1mm，下球鉸各點處球面偏差不大于0.85mm。

3.安插定位銷

在球鉸下盤預埋軸套中插入球鉸定位銷（φ270mm×930mm）組成球鉸定位軸。

4.鑲嵌聚四氟乙烯復合夾層滑片

安裝完成定位銷后，進行聚四氟乙烯復合夾層滑片安裝。安裝完成后要求各滑動塊頂面應位于同一球面上，誤差不大于0.2mm。

5.涂抹黃油四氟乙烯粉

安裝完成聚四氟乙烯滑片后，將黃油四氟乙烯粉均勻涂抹在滑片間。黃油和四氟乙烯粉的重量比為120：1。

6.球鉸上盤安裝

安裝前先將球鉸上盤起吊，并調整好球鉸上盤水平確保不傾斜，使其對準定位銷后套入定位銷緩慢下放直至落到球鉸下盤上，再人工進行試轉，確認球鉸上盤轉動自如后臨時對球鉸上下盤進行鎖定。

7.密封球鉸上下盤吻合面

臨時鎖定限位球鉸上、下盤后，立即對球鉸上、下盤吻合面外周用封口膠帶纏繞密封。

（三）撐腳及砂箱安裝

為增強轉體實施過程中結構的穩(wěn)定性，防止上部結構發(fā)生較大傾斜，沿轉動中心半徑為R=4500mm的圓周在上轉盤底面設置6對撐腳，撐角由直徑800mm圓形鋼管填充C50補償收縮混凝土組成，視為轉體實施的防傾保險體系。

1.撐腳安裝

撐角為在30mm厚扇形鋼板上焊接1570mm高鋼管，在撐腳內填充微膨脹混凝土，不銹鋼板與撐腳底部間預留20mm間隙并填充石英砂。施工時需確保撐腳底部平面高差不大于2mm。

2.砂箱安裝

滑道上均勻布置6對（12個）砂箱，砂箱每個理論承重300t，直徑500mm，。每個砂箱內需填充滿石英砂并擠壓密實。

（四）上轉盤施工

上轉盤分上、下部兩部分，下部為直徑10.4m、0.8m高的圓柱臺，其中預埋兩束關于轉盤中心對稱的牽引索；上部為10.8×14.4×2m矩形臺，施工時預埋縱、橫及豎向預應力筋，強度及彈模符合要求后進行預應力張拉、壓漿施工。

三、梁體施工

（一）墩柱施工

56#墩為平面尺寸5×8m，壁厚1.4m，高16m矩形空心墩。分三次進行澆筑。

（二）梁體施工

1.梁體施工簡介

（48+48）m預應力混凝土T構轉體施工共分11個懸澆節(jié)段，節(jié)段長3.5～4.0m，最大塊重148.7t。主墩施工完后，搭設支架，預壓并施工0#塊，張拉并壓漿完成；在0#塊上拼裝三角掛籃，懸臂對稱澆筑1～11#標準段；懸澆段完成后，通過橋梁轉體結構，使橋梁就位，在邊墩支架上完成12#塊施工。

主梁為等寬變高的單箱單室直腹板箱梁，施工工藝為：搭設0#塊支架→支架預壓→鋪設模板、綁扎0#塊鋼筋、澆筑0#塊混凝土→混凝土強度及彈模達到設計要求后預應力張拉→預應力孔道壓漿→掛籃拼裝→掛籃預壓→懸臂段施工→轉體→邊跨現(xiàn)澆段施工。

2.梁體施工設計優(yōu)化

原設計梁體為23個節(jié)段，邊跨現(xiàn)澆段長4.75m，計劃采用支架法施工，對既有線造成安全隱患較大。為最大限度降低對既有線造成的影響，經過對現(xiàn)場實際勘察以及對設計圖紙的分析，提出將邊跨現(xiàn)澆段4.75m變更為兩個節(jié)段的提議，即增加11#節(jié)段，長度為2.8m，邊跨現(xiàn)澆段12#塊長度調整為1.95m，可直接在墩頂施工。

四、轉體施工

（一）施工前準備

清除砂箱中石英砂，拆除砂箱；拆除臨時剛性鎖；拆除撐角鎖定，轉盤施工時撐腳下部預留2cm高度采用楔形塊臨時鎖定，臨時鎖定拆除完成后，對稱解除對撐腳的鎖定，并徹底清除撐腳與滑道之間的雜物。

（二）不平衡稱重及配重

稱重試驗主要是測試轉體系統(tǒng)上部結構因施工、設計等因素產生的不平衡力矩、轉體系統(tǒng)的摩擦系數(shù)等，球鉸轉動測試不平衡力矩通過測試剛體位移突變的方法進行。

1.稱重準備

主梁完成全部懸臂節(jié)段施工，相應部位橋面防撞護欄已按施工要求完成，橋面荷載及雜物全部清理干凈；橋墩轉盤位置處的支架拆除，滑道清理干凈；在指定位置安裝稱重千斤頂、壓力傳感器及配套的墊塊等，釋放砂箱中的砂粒，拆除砂箱。在上轉盤指定位置處安裝百分表；稱重前對梁體變形和應力進行測量。

2.起頂

正式開始起頂前，對各百分表的初始值進行讀數(shù)并做好記錄。此外對四周撐腳位置進行標記，測量撐腳位置底緣線距離滑道表面的初始距離。根據監(jiān)控單位計算控制組的指令，實施分級加載，每一級加載到位后跟蹤測試各百分表讀數(shù)并記錄，同時觀測記錄各撐腳位置處標記點至滑道表面的距離并記錄。

3.落頂

根據監(jiān)控單位計算控制組的指令，實施分級卸載，每一級卸載到位后跟蹤測試各百分表或位移計讀數(shù)并記錄，同時觀測記錄各撐腳位置處標記點至滑道表面的距離并記錄。

4.配重

經現(xiàn)場換算后確定最終需要施加的配重量，根據監(jiān)控指令完成配重塊的施加，計劃在小里程40m處配重30t。

（三）試轉

根據設計要求，轉體的轉動速度≤0.02rad/min，換算成角度約為1.15o/min。轉體角度最大為61.80°，其中試轉角度為10°。

1.試轉準備

（1）試轉前在撐腳下部墊入厚度為5mm厚四氟板，減小撐腳與滑道之間的摩擦力。

（2）檢查牽引反力座等受力部位混凝土表面有無裂紋，檢查牽引鋼絞線束與轉盤切線水平是否同軸布置，保持滑道清潔。

（3）根據轉盤直徑，定做轉角刻度盤，粘貼在轉盤轉臺上，用以讀取轉體轉動角度。

（4）設備準備

根據轉體需求，調試安裝轉體牽引設備。

2.試轉實施

正式試轉，試轉角度為10o，試轉分兩部分，第一部分為勻速轉動，勻速轉動角度為0-6o；第二部分為點動轉動，轉動角度為6-10o。

3.試轉數(shù)據收集

（1）試轉過程中靜止啟動所需最大牽引力。

（2）試轉過程中轉動過程的最大牽引力。

（3）轉體速度控制在每分鐘轉速為0.57o/min，測定牽引索的伸長值。

（4）采取點動方式進行控制操作，收集點動數(shù)據。

（四）正式轉體

1.準備工作

（1）與鐵路局提前要點，確定施工封鎖時間；

（2）所有操作及管理人員到位，設備安裝成功；

（3）在邊墩55、57#墩放出中線，并在中線方向固定豎直角鋼，在56#墩11#塊頂板、底板放出中線，并沿中線方向固定鋼筋指針。觀察到指針即將重合時改為手動控制轉體轉動。

2.轉體實施

接觸網停電及線路封鎖后由轉體總指揮下令開始轉體，各檢測點工作人員就位，對橋梁設置的觀測基點的位移、球鉸、滑道進行實時監(jiān)測，有異常情況及時通過對講機向控制臺匯報。

轉動至設計位置1m時根據現(xiàn)場的工況適當降低轉動速度，距設計位置0.5m時采用點動牽引法就位，點動時長根據試轉時測得數(shù)據確定。

橋面兩端中心軸線距設計位置2m內時，監(jiān)測點人員開始向控制臺報告轉動數(shù)據，每10cm報告一次；在30cm內，每1cm報告一次；在5cm內，必須每1mm報告一次，以便指揮臺指揮人員及時掌握轉體情況，利于向操作臺下達操作指令，使轉體精確就位到設計位置。

若由于測量誤差或轉動慣性，在進行復測時發(fā)現(xiàn)梁體超轉，可用力偶助推系統(tǒng)（兩臺助推千斤頂組成），反向頂動撐腳，使轉體返轉至設計位置。

3.轉體完成

轉體精確就位且姿態(tài)調整符合要求后，立刻固定各撐腳位置，焊接上下轉盤預留鋼筋，澆筑封固混凝土，在最短的時間完成上下轉盤固結施工。同時施工邊跨現(xiàn)澆段12#塊。

五、結束語

轉體施工可有效減少新建工程對既有工程的影響，減少跨線施工安全隱患，在今后鐵路建設領域將逐步呈現(xiàn)常態(tài)化。轉體施工技術要點如下：

（一）球鉸安裝精度控制。

（二）球鉸及滑道下混凝土澆筑質量控制。

（三）梁體施工過程中線型監(jiān)控精度應充分考慮各類影響因素。

（四）轉體分兩階段進行，試轉與正式轉體，在確保轉體時間充裕的同時減少對既有鐵路行車的影響。

（五）轉體試轉過程中需做好數(shù)據的收集工作；正式轉體時需加強監(jiān)控，根據試轉數(shù)據確定點動參數(shù)，確保轉體精確就位。

（六）施工過程中，嚴格遵守鐵路局臨近既有線施工各項安全管理規(guī)定，做好安全防護。

跨太中銀1-（48+48）mT構整個施工及轉體過程安全、高質、高效。希望可以為類似橋梁工程的施工提供幫助和指導。

參考文獻：

[1]新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運通道工程跨太中銀鐵路特大橋相關設計圖紙及施工方案.

[2]蒙華鐵路MHTJ-3標段四工區(qū)（48+48）m轉體施工技術交底及作業(yè)指導書.

（作者單位：中鐵四局集團第四工程有限公司）