楊凌大道上跨隴海鐵路轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋施工工藝研究

韓 瓊

（中鐵一局集團(tuán)橋梁工程有限公司，陜西 西安 710065）

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷提升，各種基礎(chǔ)設(shè)施如鐵路、公路的建設(shè)得到了快速發(fā)展。由于我國(guó)約70%的區(qū)域處于山區(qū)，故在實(shí)際建設(shè)過程中橋梁成了交通中不可或缺的重要部分。然而，在正常的橋梁施工過程中可能需要穿越一些正常運(yùn)營(yíng)的既有鐵路或公路，在這種情況下便產(chǎn)生了一種新的橋梁施工方法，即橋梁轉(zhuǎn)體法施工。該方法是利用轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)將梁體轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)計(jì)軸線位置上完成最后的合攏，使梁體線形及橋體位置達(dá)到設(shè)計(jì)位置的一種新型轉(zhuǎn)體施工方法。橋梁轉(zhuǎn)體施工方法主要包括三種，分別為豎轉(zhuǎn)法、平轉(zhuǎn)法、豎轉(zhuǎn)與平轉(zhuǎn)相結(jié)合法。理想轉(zhuǎn)體在施工方面需對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力及線形狀態(tài)等進(jìn)行控制。孟子清[1]對(duì)轉(zhuǎn)體橋三種施工方法的施工工藝、關(guān)鍵技術(shù)及受力性能進(jìn)行了詳細(xì)的論述。王景全等[2]提出了一種轉(zhuǎn)體施工群樁承臺(tái)計(jì)算的新方法，即錐形面空間拉壓桿模型，并以BIM作為依托手段，對(duì)轉(zhuǎn)體橋在該軟件中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。魯錦華[3]對(duì)橋梁轉(zhuǎn)體時(shí)無平衡配重進(jìn)行了研究，在每節(jié)段混凝土澆筑過程中實(shí)行物料稱重控制。歐陽昇[4]通過線性離散分析提出了主橋成橋工程中的最優(yōu)控制理論。周樂平[5]、車曉軍等[6]對(duì)不平衡配重法進(jìn)行了一定的研究。

鑒于轉(zhuǎn)體不平衡重控制操作煩瑣，文章以楊凌大道上跨隴海鐵路轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋的施工為例，詳細(xì)闡述了轉(zhuǎn)體橋的施工流程，并采取不平衡重測(cè)試的方法，同時(shí)給出了配重建議。

1 工程概況

1.1 隴海鐵路轉(zhuǎn)體工程概況

楊凌立交上跨隴海鐵路橋梁工程位于楊凌轄內(nèi)，在里程K3+158.330位置上跨隴海鐵路，道路與鐵路之間的夾角約80°，由于道路和鐵路之間存在斜交現(xiàn)象，左右兩幅箱梁采用錯(cuò)孔方法。上部結(jié)構(gòu)采用左右分幅箱梁，其平面位于直線上?？珉]海鐵路橋梁左幅設(shè)計(jì)起點(diǎn)樁號(hào)K3+076.370～K3+188.370，右幅設(shè)計(jì)起點(diǎn)樁號(hào)K3+127.580～K3+239.580，橋梁部分全長(zhǎng)112m，轉(zhuǎn)體部分為2×44m節(jié)段。

轉(zhuǎn)體橋基礎(chǔ)采用直徑為1.5m的鉆孔樁基礎(chǔ)。承臺(tái)為上下兩層，上層厚2.5m，總厚6m；轉(zhuǎn)體墩主墩采用矩形實(shí)體，墩高6.5～8m；箱梁根部梁高7m，底寬23.95m。

1.2 施工難點(diǎn)

（1）跨越線路多、拆遷量大、工期緊。線路在施工過程中需要跨越多條鐵路線路，如在線路左幅K3＋076.370～K3+188.370、右幅K3+127.580～K3+239.580處與隴海鐵路斜交；在線路K2+927.73處上跨隴海鐵路；在外在線路K3+239～K3+700處需穿過楊凌示范區(qū)陵東村，107戶需拆遷，拆遷量大。整體而言整個(gè)線路的施工面臨較大的困難。

（2）文明施工要求高。為了減少施工對(duì)環(huán)境的影響，施工過程中所產(chǎn)生的污水等有害自然環(huán)境的垃圾必須經(jīng)治理達(dá)標(biāo)后才可排放到自然環(huán)境。

1.3 解決方案

（1）制訂合理的施工順序；（2）保證施工質(zhì)量及工期方案；（3）征地拆遷、文明施工、交通疏導(dǎo)方案。

2 轉(zhuǎn)體橋施工方案

2.1 方案概述

與其他類型橋梁的施工流程相同，轉(zhuǎn)體橋橋梁的施工也是從上下承臺(tái)混凝土的施工開始，在施工過程中下承臺(tái)中預(yù)埋下轉(zhuǎn)盤，上承臺(tái)下部安裝上轉(zhuǎn)盤；在平行于鐵路線路方向搭設(shè)支架現(xiàn)澆主橋墩和2×44m部分梁體，同時(shí)施工兩側(cè)遠(yuǎn)端交界墩借助主墩下設(shè)置的球鉸和不銹鋼板的環(huán)形滑道，用千斤頂將主墩及轉(zhuǎn)體部分梁體平面同步順時(shí)針轉(zhuǎn)體就位。為保證轉(zhuǎn)體的順利進(jìn)行，在轉(zhuǎn)體兩端設(shè)加密Φ300mm的鋼管樁臨時(shí)支墩進(jìn)行支護(hù)。澆筑交界墩5m以上部分，澆筑完成后最后現(xiàn)澆6m的梁體合攏形成全橋。

2.2 轉(zhuǎn)體施工步驟

步驟一：（1）進(jìn)行各種基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，以保證后續(xù)施工的順利進(jìn)行，如拆除或更改橋梁施工過程中可能遇到的管線、電纜等。（2）承臺(tái)的施工。由于承臺(tái)距離隴海線路較近，為避免基坑的開挖影響線路的運(yùn)行安全，基坑開挖過程中采用鋼板樁對(duì)其進(jìn)行防護(hù)。（3）橋梁主墩和下轉(zhuǎn)盤的施工。下轉(zhuǎn)盤的施工分3次澆筑完成，首先澆筑高位2.7m的下轉(zhuǎn)盤，然后進(jìn)行滑道的施工并安裝下球鉸，最后2次澆筑混凝土。

步驟二（見圖1）：（1）主墩上轉(zhuǎn)盤墩身施工。（2）對(duì)橋梁施工過程中需要用到的地基進(jìn)行硬化處理。（3）橋梁施工所需支架的搭設(shè)，搭設(shè)完成后通過預(yù)壓檢驗(yàn)其承重能力。

步驟三：（1）采用分段澆筑的方式澆筑梁體，并進(jìn)行鋼筋、各種預(yù)埋件的施工。（2）完成橋梁施工過程中涉及的所有附屬部件。

步驟四：（1）拆除順鐵路方向支架。（2）對(duì)轉(zhuǎn)體采用不平衡重測(cè)試方法測(cè)重，為保證轉(zhuǎn)體的順利進(jìn)行需根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的配重。（3）檢查轉(zhuǎn)體表面有無變形破壞現(xiàn)象。

圖1 步驟二施工后的橋梁示意圖

步驟五（見圖2）：對(duì)轉(zhuǎn)體橋的空間位置精確定位后，以順時(shí)針方向同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)左右兩幅橋到達(dá)設(shè)計(jì)位置，在上下轉(zhuǎn)盤間澆筑混凝土進(jìn)行封固。上述施工完成后，在橋梁兩側(cè)搭設(shè)支架，為后續(xù)成橋做準(zhǔn)備。

圖2 步驟五施工后的橋梁示意圖

步驟六：（1）澆筑主橋施工的最后6m節(jié)段，并對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行張拉工作。（2）澆筑合攏段，并對(duì)合攏段的鋼束進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

步驟七（見圖3）：（1）主橋梁施工完成后拆除施工過程中所有的輔助支架。（2）轉(zhuǎn)體施工前進(jìn)行各種基礎(chǔ)設(shè)施的安裝，如防拋網(wǎng)及相應(yīng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

圖3 步驟七施工后的橋梁示意圖

總體來說，轉(zhuǎn)體橋的施工可按以下流程進(jìn)行：各種基礎(chǔ)設(shè)施的施工→上、下轉(zhuǎn)盤及承臺(tái)的施工→主墩臺(tái)的施工→轉(zhuǎn)體施工→合攏形成全橋。

3 不平衡重測(cè)試結(jié)果分析

3.1 不平衡重測(cè)試的目的與意義

不平衡重測(cè)試可作為轉(zhuǎn)體橋順利施工的最后一項(xiàng)保證措施，該測(cè)試對(duì)轉(zhuǎn)體橋轉(zhuǎn)動(dòng)部分的不平衡力矩、偏心距等系數(shù)進(jìn)行測(cè)定，通過分析試驗(yàn)結(jié)果，能為保證轉(zhuǎn)體橋順利轉(zhuǎn)動(dòng)提出配重要求。因此，在楊凌大道上跨隴海鐵路轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋的施工過程中，為保證轉(zhuǎn)體施工的順利進(jìn)行，應(yīng)對(duì)橋梁進(jìn)行不平衡重測(cè)試，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的配重。

3.2 測(cè)試方法

此次不平衡重測(cè)試主要采取球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)法進(jìn)行測(cè)試，該方法具有方便操作、適用性強(qiáng)、準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)。測(cè)試過程中用到的儀器主要包括千斤頂及不平衡力傳感器等。

3.3 測(cè)試結(jié)果及配重建議

（1）左幅橋計(jì)算參數(shù)。結(jié)構(gòu)自重N=120000kN，球鉸球面半徑R=8m。在解除臨時(shí)約束，拆除沙箱后，未發(fā)現(xiàn)撐腳與滑道解除現(xiàn)象。需要在上轉(zhuǎn)盤的四個(gè)方向上進(jìn)行頂推，頂力距中心距離如下：東側(cè)LE=5.038m、西側(cè)LW=5.096m、北側(cè)LN=5.095m、南側(cè)LS=5.090m。

（2）左幅橋配重建議。在東北角配重100kN，使東西偏心0.04m（偏東），南北偏心0.006m（偏南）。

（3）右幅橋計(jì)算參數(shù)。結(jié)構(gòu)自重N=120000kN；球鉸球面半徑R=8m。在解除臨時(shí)約束，拆除沙箱后，發(fā)現(xiàn)東側(cè)撐腳與滑道出現(xiàn)接觸現(xiàn)象，需要在轉(zhuǎn)盤的東、南、北3個(gè)方向上進(jìn)行頂推，頂力距中心距離如下：東側(cè)LE=5.547m、北側(cè)LN=5.454m、南側(cè)LS=5.472m。

（4）右幅橋配重建議。在橋梁西側(cè)端部橫向均勻布置總重530kN荷載，使東西偏心0.028m（偏西），南北偏心0.002m（偏北）。

4 結(jié)束語

文章以楊凌大道上跨隴海鐵路轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋施工作為依托工程，對(duì)工程施工過程中遇到的難點(diǎn)和解決方案進(jìn)行了分析，并對(duì)轉(zhuǎn)體橋的施工流程進(jìn)行了詳細(xì)的解釋。此外，還通過不平衡重測(cè)試的方法對(duì)轉(zhuǎn)體橋的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，并給出了相應(yīng)的配重建議。