2×119m跨鐵路線斜拉橋的轉(zhuǎn)體施工

李川

（山東濟(jì)鐵工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，濟(jì)南250000）

1 引言

在橋梁工程中，上跨既有鐵路線路非常常見，但相較于一般情況，不僅對(duì)施工安全性有更高的要求，還需要盡可能地將橋梁施工對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的影響降到最低。上跨菏澤火車站立交橋（主梁為2×119m的斜拉橋）需要上跨京九、新兗等鐵路既有線路，并且京九線和新兗線是我國(guó)鐵路交通運(yùn)輸網(wǎng)中的重要線路，運(yùn)營(yíng)狀態(tài)非常繁忙，因此，通過對(duì)平面轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證施工的順利進(jìn)行，并減少對(duì)跨越鐵路線路正常運(yùn)行的影響。本文主要對(duì)該斜拉橋的轉(zhuǎn)體施工工藝進(jìn)行介紹。

2 上跨京九、新兗鐵路立交橋概述

丹陽(yáng)路是菏澤市市主干道路規(guī)劃的核心，對(duì)市中心城區(qū)與東部開發(fā)區(qū)的連接有不可代替的作用。該道路工程的關(guān)鍵項(xiàng)目是丹陽(yáng)路上跨鐵路立交橋，沿線需要實(shí)現(xiàn)對(duì)振興路、桂陵路以及長(zhǎng)沙路等多條道路的跨越，工程需要以菏澤火車站為基點(diǎn)，跨越京九、新兗2條鐵路以及貨場(chǎng)與電廠專用鐵路線，主橋整體長(zhǎng)度約520m。主塔采用獨(dú)柱“人”字結(jié)構(gòu)，塔高68.2m（主墩頂至塔頂），塔頂距地面89m。鐵路東側(cè)轉(zhuǎn)體主梁長(zhǎng)度為2×119m，轉(zhuǎn)體質(zhì)量為24 800t。為減少施工對(duì)鐵路正常運(yùn)行的影響，先平行于鐵路方向?qū)⒘后w澆筑成型，然后采用平轉(zhuǎn)法逆時(shí)針轉(zhuǎn)體81.67°就位，是目前亞洲轉(zhuǎn)體重量最大的橋梁。主橋立面總布置圖如圖1所示，橋下凈空如圖2所示。

圖1 主橋立面布置圖

圖2 主梁轉(zhuǎn)體后橋下凈空示意圖

3 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)

本橋梁工程水平轉(zhuǎn)體系統(tǒng)主要由球鉸、轉(zhuǎn)動(dòng)牽引系統(tǒng)、轉(zhuǎn)體上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤構(gòu)成（見圖3），下轉(zhuǎn)盤是轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)中對(duì)整體重量起到關(guān)鍵支撐作用的基礎(chǔ)，其質(zhì)量與效果必須要得到保證，其制作材料為C40混凝土。施工前，需合理設(shè)置轉(zhuǎn)體拽拉千斤頂反力座、下球鉸以及保險(xiǎn)撐腳環(huán)形滑道等部件。另外，上轉(zhuǎn)盤的主要構(gòu)成為上盤、轉(zhuǎn)臺(tái)以及撐腳，其中，有1629塊φ6cm的聚四氟乙烯滑動(dòng)片，布置于盤球鉸中，施工技術(shù)人員要注重上下轉(zhuǎn)盤間的附著安裝，在其固定成型的基礎(chǔ)上，試平轉(zhuǎn)運(yùn)行并澆注混凝土。轉(zhuǎn)體部分牽引平面布置如圖4所示。

圖3 轉(zhuǎn)體球鉸結(jié)構(gòu)圖

圖4 轉(zhuǎn)體牽引平面布置圖

4 轉(zhuǎn)體施工

4.1 轉(zhuǎn)體計(jì)算

轉(zhuǎn)體段總重為248 000k N，球鉸靜摩擦系數(shù)取0.1，動(dòng)摩擦系數(shù)取0.06，球鉸平面半徑為4500mm，轉(zhuǎn)臺(tái)直徑為15m，每臺(tái)千斤頂?shù)淖畲罄?500k N。

經(jīng)計(jì)算，啟動(dòng)時(shí)所需最大索引力為2365k N，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需引力為1419k N。轉(zhuǎn)臺(tái)直徑為15m，轉(zhuǎn)體角度為81.67°，按設(shè)計(jì)院提供的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為不大于0.02rad/min，轉(zhuǎn)體時(shí)間約為71min，為進(jìn)一步保證施工及既有鐵路安全，采取0.017rad/min的轉(zhuǎn)體速度，滿足施工安全的要求。

4.2 轉(zhuǎn)體施工前的準(zhǔn)備工作

4.2.1 滑道準(zhǔn)備

滑道的準(zhǔn)備工作包括：（1）應(yīng)做好滑道清理工作。拆除上、下轉(zhuǎn)盤間的砂箱，在清理干砂的同時(shí)除去環(huán)道鋼板上的銹。（2）檢查滑道情況，檢查的重點(diǎn)應(yīng)放在滑道平整度、滑道與撐腳間預(yù)留空隙，轉(zhuǎn)體范圍中撐角所經(jīng)路徑。（3）科學(xué)選擇安裝介質(zhì)。將四氟滑板朝下放在承角下，將潤(rùn)滑油涂在滑道上，使摩阻力降低[1]。

4.2.2 箱梁的不平衡力測(cè)試及配重

平衡轉(zhuǎn)體施工中，要保證轉(zhuǎn)動(dòng)中轉(zhuǎn)體上部結(jié)構(gòu)的平衡性，但通常轉(zhuǎn)體上部懸臂結(jié)構(gòu)絕對(duì)平衡在實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，會(huì)使梁端出現(xiàn)較嚴(yán)重的抖動(dòng)問題，進(jìn)而對(duì)轉(zhuǎn)體平穩(wěn)性產(chǎn)生不利影響。在稱重與配重過程中，實(shí)際重心與理論重心可能會(huì)存在5～10cm的偏差，且在邊跨側(cè)（見圖5），為轉(zhuǎn)體施工的順利完成提供保障[2]。

本工程主要通過對(duì)球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)試不平衡力矩法的應(yīng)用對(duì)轉(zhuǎn)體不平衡力矩進(jìn)行測(cè)試，將4臺(tái)400t應(yīng)變計(jì)在布置于上、下轉(zhuǎn)盤中（見圖6），再進(jìn)一步測(cè)量不平衡力矩。最后，相關(guān)人員需科學(xué)分析觀測(cè)數(shù)值，與此同時(shí)，結(jié)合不平衡重調(diào)整值，充分發(fā)揮砂袋的作用從而實(shí)現(xiàn)加載。

圖5 稱重用千斤頂擺放位置示意圖

圖6 稱重用位移傳感器擺放位置示意圖

4.2.3 轉(zhuǎn)盤限位裝置

轉(zhuǎn)盤限位裝置的布置需要注意以下要點(diǎn)：（1）在實(shí)際轉(zhuǎn)體之前，應(yīng)注重將I40a工字鋼橫梁，合理安裝于轉(zhuǎn)體就位位置，將轉(zhuǎn)盤撐腳與工字鋼橫梁接觸處，設(shè)置為轉(zhuǎn)體就位位置；（2）需將保險(xiǎn)撐角設(shè)置在上、下盤滑道間，撐角數(shù)量為6個(gè)即可，撐腳走板底面與滑道頂面間，縫隙應(yīng)合理控制在大致20mm[3]，在轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)就位的基礎(chǔ)上，通過對(duì)鋼抄手的應(yīng)用進(jìn)行抄墊固定，與上盤滑道預(yù)埋鋼板一同有效展開焊接聯(lián)接（見圖7）。

圖7 限位裝置布置圖

4.3 封固上下轉(zhuǎn)盤，澆筑合龍段體系轉(zhuǎn)換

確保梁體轉(zhuǎn)體精確就位后，實(shí)施上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤的封鉸施工?，F(xiàn)澆合龍段長(zhǎng)3×2m，先合邊跨合龍段，再合跨中合龍段。相關(guān)人員需對(duì)兩側(cè)梁段頂面高程展開比較，若高程間未超過15mm，則可以實(shí)施下一步施工，但如果高程差大于15mm，需以計(jì)算使用配重為根據(jù)，把砂袋置于梁上指定位置，直至測(cè)量高差與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符后，再展開下一步施工[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)本項(xiàng)目施工發(fā)分析可知：

1）對(duì)于箱梁轉(zhuǎn)體，稱重與配重可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際重心出現(xiàn)一定的偏差，通常為 5～10cm（實(shí)際偏離8cm），配重后使轉(zhuǎn)體前進(jìn)端有一微小翹起，在使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到保證的同時(shí)，推動(dòng)了工程的順利完工。

2）通過對(duì)ZLD350自動(dòng)連續(xù)頂推千斤頂系統(tǒng)的運(yùn)用，使鋼絞線錨固實(shí)現(xiàn)在承臺(tái)反力座上的固定，為后期拆卸提供便利。