斜跨鐵路特大橋轉(zhuǎn)體梁施工工藝研究與應(yīng)用

劉建超 王安東

（1.中鐵一局集團第二工程有限公司，河北 唐山 063000）

（2.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714099）

0 引言

隨著公路、鐵路運輸行業(yè)的飛速發(fā)展，在跨越崇山峻嶺及已有公路、鐵路線路時，修筑大跨度較大的混凝土橋梁需求迅速增加。在修筑連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中，廣泛采用懸臂澆筑法[1,2]。在懸臂法連續(xù)箱梁施工工藝技術(shù)方案設(shè)計問題成為諸多橋梁施工難題，而在此方面已有諸多學(xué)者做出了一些研究。龔漢兵[3]通過現(xiàn)場測定轉(zhuǎn)動體的偏心距、不平衡力矩、摩阻力及摩擦系數(shù)等參數(shù),總結(jié)出了大噸位鐵路連續(xù)梁橋轉(zhuǎn)體施工不平衡稱重的現(xiàn)場測試方法。介紹了京雄城際鐵路全線第一個跨既有高速鐵路轉(zhuǎn)體的施工[4]。朱俊浩[5]介紹了鋼箱梁構(gòu)件滑移法安裝、上轉(zhuǎn)體系統(tǒng)組成、索塔施工、轉(zhuǎn)體施工等關(guān)鍵技術(shù)。綜上所述在斜跨現(xiàn)有橋梁施工中，采取轉(zhuǎn)體施工的部分工程案例已有一定的研究，而針對特大跨越已有鐵路線路支座轉(zhuǎn)體施工施工方法及關(guān)鍵技術(shù)研究并未涉及更多深入研究。

1 工程概況

跨越京廣鐵路五號橋的某特大橋為雙線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，位于半徑R=1200m平曲線上，縱坡為5.0‰上坡、4.5‰下坡，94#～95#墩之間為變坡點，交角為41°12′00″、41°09′00″。該橋梁體主要采用單箱室和變截面直腹板的形式。箱梁頂寬12.6m，底寬7.0m。頂板厚除梁端為65cm外，其余均為50cm。腹板厚度為48～120cm，隨線路設(shè)計線線性變化，為了改善梁中部受力情況，中部腹板采用局部加厚到200cm。橋梁底板厚按二次拋物線變化，由跨中45cm變化至根部的120cm。為了加固梁體結(jié)構(gòu)，全橋采用在特殊部位添加橫隔板，主要有端支點、主跨中部及中支點處共設(shè)置7道橫隔板。關(guān)鍵部位各處橫隔板，設(shè)置不同厚度，邊支座處橫隔板厚1.5m，主跨跨中厚0.8m，中支點厚3.0m。為了便于后期養(yǎng)護維修，橫隔板設(shè)置有檢修孔通道。橫隔板在箱梁兩側(cè)腹板與頂板相交處，外側(cè)均設(shè)置圓弧連接。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁體采用C55，封端板采用C55的干硬性補償收縮混凝土，防護墻、人行道欄桿及電纜槽采用C40?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強度低松弛鋼絞線，標準抗拉強度值為1860MPa、直徑15.2mm，預(yù)應(yīng)力鋼束管道采用鍍鋅波紋管，其雙面鍍鋅層重量不應(yīng)小于60g/m。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用高強度精軋螺紋φ25mm鋼筋、PSB830，抗拉標準值830MPa。鋼束錨固體系采用JLM-25型錨具，管道內(nèi)徑φ40mm采用鐵皮成孔。

2 工藝流程

跨京廣鐵路采用轉(zhuǎn)體法施工，即在已有線路兩側(cè)施作95#、96#墩，該處施工采用掛籃懸臂法澆筑梁體。待附屬工程完成后，通過轉(zhuǎn)體使梁體就位、調(diào)整線性、封固球鉸轉(zhuǎn)動體系的上、下盤，最后澆筑合龍段，使全橋貫通，轉(zhuǎn)動方向為逆時針?？傮w施工布置圖如圖1所示。

圖1.轉(zhuǎn)體梁與既有京廣鐵路平面位置關(guān)系示意圖

3 施工要點

3.1 球鉸的構(gòu)造和布置

轉(zhuǎn)體球鉸主要有上球鉸、四氟滑板、下球鉸及銷軸等部件組成，設(shè)計豎向承載力為160000KN。球體半徑為R7.992m，球面半徑為4.0m，轉(zhuǎn)動球鉸整體高度為0.752m。頂平、下凸的球鉸，頂面直徑為4.0m,上球鉸與轉(zhuǎn)盤固定，隨轉(zhuǎn)動體一起旋轉(zhuǎn)。底平，上凹的下球鉸，其上凹面上刻有防止滑動的直徑 0.06mm深 0.010m嵌槽1211個。上凹面嵌放四氟滑板片，嵌槽采用環(huán)形排列方式布置，滑動片設(shè)計抗壓強度為 100MPa。直徑為270mm的鑄鋼柱銷軸，其豎向設(shè)置在球鉸中心，防止上球鉸偏移。上下球鉸之間填充物設(shè)計為黃油聚四氟乙烯粉，其靜摩擦系數(shù)為0.1，動摩擦系數(shù)為0.06。

3.2 轉(zhuǎn)動牽引平面布置及撐腳、滑道及砂箱的布置

為了確保橋梁轉(zhuǎn)體，在轉(zhuǎn)動過程中穩(wěn)定，不會發(fā)生較大傾斜，在轉(zhuǎn)盤底面沿距轉(zhuǎn)動中心半徑為R=465cm的圓周，每個上均勻設(shè)置了6組雙Ф800×36mm的圓形鋼管混凝土撐腳，并且在底部下設(shè)30mm厚鋼板走板，在撐腳走板下支墊20mm鋼板（作為轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)與滑道的間隙），在撐腳的下方（即下轉(zhuǎn)盤頂面）設(shè)置中心半徑為4.65m，寬1.1m的環(huán)形可調(diào)式滑道，轉(zhuǎn)動時撐腳在滑道內(nèi)滑動，以保持轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)，整個滑整個滑道面在同一個水平面上，其相對高差不大于 0.5mm。當轉(zhuǎn)體發(fā)生傾斜時，撐腳先支撐于下轉(zhuǎn)盤的滑道上，防止轉(zhuǎn)體進一步側(cè)傾。撐腳底面走板加工精度為3級，滑道鋼板頂面由工廠刨平，粗糙度6.3級，轉(zhuǎn)動前在接觸下滑道的支撐腿下面鋪裝四氟滑板，并在轉(zhuǎn)動過程中及時添加，以減少轉(zhuǎn)動時的摩擦力。

3.3 轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)施工

轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)由下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)組成。下轉(zhuǎn)盤（下承臺）為支撐轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)全部重量的基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)體完成后，與上轉(zhuǎn)盤共同形成基礎(chǔ)。下轉(zhuǎn)盤采用C50混凝土。下轉(zhuǎn)盤上設(shè)置轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的下球鉸、撐腳的環(huán)形滑道及轉(zhuǎn)體牽引與助推千斤頂反力座等。下轉(zhuǎn)盤分兩次澆筑施工。第一次在綁扎底層鋼筋、 側(cè)面鋼筋、 內(nèi)豎向鋼筋、 各種預(yù)埋鋼筋和預(yù)埋件后，立模澆筑混凝土至距承臺頂1.3m處；第二次在下球鉸和滑道安裝固定后，綁扎其余鋼筋，澆筑第二層混凝土及牽引反力座。上轉(zhuǎn)盤（上承臺）分兩次澆筑施工。第一次在上球鉸安裝和鋼撐腳完成后，綁扎上球鉸鋼筋網(wǎng)片及轉(zhuǎn)臺鋼筋，澆筑轉(zhuǎn)臺混凝；第二次在綁扎上轉(zhuǎn)盤其他鋼筋和墩身預(yù)埋筋后，澆筑上轉(zhuǎn)盤混凝土。轉(zhuǎn)體施工布置圖見圖2、圖3。

圖2 轉(zhuǎn)動牽引平面布置圖

圖3 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)總圖

4 總結(jié)

轉(zhuǎn)體主要工藝研究應(yīng)用得出一下結(jié)論：轉(zhuǎn)體施工過程中采用高精度測量儀器進行測量，高程控制在 0.03mm，中心偏差精度達到土 1mm以內(nèi)。安裝下球鉸和滑道定位架，將其頂面相對高差提高至小于 1.2mm，中心偏差小于 0.8mm。在下盤澆筑時控制定位鋼筋和高差控制在1mm以內(nèi)。下球鉸表面安裝四氟乙烯片，頂面在同一球面上其誤差不大于1mm。在其內(nèi)定位銷軸及套筒內(nèi)安裝比例涂黃油和四氟乙烯粉，使其均勻的充滿定位銷軸和套筒、滑片之間的空隙，并略高于四氟乙烯片頂面。