鐵路轉(zhuǎn)體連續(xù)梁承臺(tái)施工質(zhì)量問題及應(yīng)對(duì)措施

邱 梓

(中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司，北京 100041)

1 工程概況

新建牡佳鐵路客運(yùn)專線跨佳富1號(hào)特大橋位于黑龍江省雙鴨山市太平鎮(zhèn)和豐樂鎮(zhèn)間，中心里程為DK359+357，全長(zhǎng)2 882 m。位于DK359+938.9處采用(40 m+64 m+40 m)連續(xù)梁上跨佳富鐵路。為減少連續(xù)梁T構(gòu)施工對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)安全的影響，該橋采用平衡轉(zhuǎn)體施工。先在佳富鐵路線兩側(cè)懸灌澆筑連續(xù)梁梁體T構(gòu)，然后水平轉(zhuǎn)動(dòng)梁體，使梁體中軸線達(dá)到設(shè)計(jì)位置，調(diào)整梁體合龍口高程、封固球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)體系的上、下轉(zhuǎn)盤，最后澆筑合龍段，全橋合龍。轉(zhuǎn)體段梁長(zhǎng)2×(31 m+31 m)；轉(zhuǎn)體角度均為26°42′；轉(zhuǎn)體總重量2—4 270 t。

1.1 下部結(jié)構(gòu)

61#、62#墩分布在鐵路路基邊坡兩側(cè)，承臺(tái)邊距離線路中心線的距離分別為5.5 m、8.65 m。防護(hù)樁采用φ1.25 m，長(zhǎng)12 m防護(hù)樁，主墩基礎(chǔ)采用φ1.5 m×16根群樁基礎(chǔ)；承臺(tái)為C50混凝土，61#墩、62#墩分為混凝土下轉(zhuǎn)盤和混凝土上轉(zhuǎn)盤，下轉(zhuǎn)盤(下承臺(tái))尺寸為正方形：邊長(zhǎng)14.6 m，高3.5 m；上轉(zhuǎn)盤(上承臺(tái))尺寸為八邊菱形：邊長(zhǎng)3.54 m與6 m交錯(cuò)布置，高2 m。

轉(zhuǎn)體系統(tǒng)主要由下轉(zhuǎn)盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)體牽引索系統(tǒng)等組成。球鉸盤封固混凝土采用C50微膨脹混凝土，其他采用C50，轉(zhuǎn)體完成后通過(guò)封鉸混凝土將上下轉(zhuǎn)盤連接共同形成承臺(tái)；墩身采用圓端形變截面實(shí)體混凝土橋墩，墩身坡比為50∶1，墩頂截面為3.6 m×7.6 m。墩高為8.5 m。

兩主墩設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)重量均為42 699 kN，轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)采用鋼球鉸，分上下兩片，下球鉸球鉸直徑φ3 000 mm，上球鉸球鉸直徑φ4 200 mm，厚度均為40 mm。

1.2 上部結(jié)構(gòu)

連續(xù)梁采用(40 m+64 m+40 m)異位懸臂澆筑，合龍段在梁體水平轉(zhuǎn)體后施工。梁全長(zhǎng)145.2 m，中支點(diǎn)截面中心梁高5.29 m、跨中截面中心梁高2.89 m、邊跨直線段7.6 m，梁高為2.89 m。

梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12.2 m，底寬6.352 m，頂板厚度0.34 m，支點(diǎn)加厚至0.6 m，腹板厚度0.50-0.70-0.90 m，按折線布置；底板厚度0.44～1.0 m，按曲線變化；連續(xù)梁梁體共設(shè)5個(gè)橫隔板，隔板設(shè)有供檢查人員通過(guò)的孔洞。

2 轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)承臺(tái)施工

2.1 下承臺(tái)施工質(zhì)量控制

對(duì)于轉(zhuǎn)體施工來(lái)說(shuō)，下承臺(tái)是重要支撐結(jié)構(gòu)，其內(nèi)布置包括轉(zhuǎn)體系統(tǒng)下球鉸、撐腳環(huán)形滑道及轉(zhuǎn)體拽拉千斤頂反力座等，需分為兩次澆筑，第一次澆筑標(biāo)高為滑道支架及下球鉸支架下口約10 cm處，待球鉸支架及下球鉸安裝并調(diào)試固定好，骨道支架安裝調(diào)試完成后澆筑第二次混凝土。

第一次澆筑下承臺(tái)尺寸為14.6 m×14.6 m×1.7 m，第二次澆筑承臺(tái)厚度為1.8 m，在承臺(tái)施工時(shí)控制以下內(nèi)容。

1)模板采用大塊定型模板，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，加工精度符合規(guī)范要求，拆裝方便、結(jié)合緊密，混凝土澆筑中不發(fā)生變形，漏漿等現(xiàn)象。

2)優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，降低水化熱，防止裂縫產(chǎn)生。如采用低水化熱的礦渣水泥或粉煤灰水泥。摻適當(dāng)粉煤灰，改善骨料級(jí)配，選擇最佳級(jí)配，控制砂的含泥量。在滿足泵送條件下盡量減小水灰比。嚴(yán)格控制緩凝劑的摻入量，以延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間等。

3)改善混凝土澆筑工藝。分層分區(qū)域澆筑，控制澆筑厚度。在第一層混凝土未達(dá)到初凝或重塑的時(shí)間前完成第二層澆筑，布料要均勻，加強(qiáng)振搗，防止漏振、過(guò)振現(xiàn)象發(fā)生，按規(guī)范要求做好水平和垂直施工縫處理，及時(shí)做好養(yǎng)護(hù)工作[1]。

4)在混凝土內(nèi)埋設(shè)冷卻管，通過(guò)循環(huán)水進(jìn)行溫控冷卻。使混凝土內(nèi)最高溫度不超過(guò)50℃～55℃，內(nèi)外溫差≤25℃。冷卻完成后及時(shí)做冷卻管壓漿處理。

5)混凝土澆筑完成后及時(shí)進(jìn)行二次抹面工作，減少表面收縮裂縫。

6)加強(qiáng)施工過(guò)程中混凝土的振搗。

7)混凝土表面采用蓄水方式養(yǎng)護(hù)。

2.2 球鉸加工與安裝質(zhì)量控制

采用平轉(zhuǎn)法施工，球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的核心，同時(shí)是轉(zhuǎn)體施工的關(guān)健結(jié)構(gòu)，各項(xiàng)精度要求高。

2.2.1 球鉸加工質(zhì)量控制

1)球面光潔度不小于▽3。

2)球面各處的曲率應(yīng)相等，其曲率半徑之差±0.5 mm。

3)邊緣各點(diǎn)的高程差≤1 mm。

4)橢圓度≤1.5 mm。

2.2.2 球鉸安裝質(zhì)量控制

球鉸安裝包括下轉(zhuǎn)盤球鉸和上轉(zhuǎn)盤球鉸兩部分。

1)下轉(zhuǎn)盤球鉸。

(1)下轉(zhuǎn)盤球鉸骨架安裝。標(biāo)識(shí)骨架上橫筋的中心位置，拉線確定骨架中心，將骨架吊裝至承臺(tái)中心位置，將骨架中心調(diào)節(jié)和承臺(tái)中心重合，調(diào)節(jié)骨架各個(gè)豎筋高度，保證骨架上平面水平，骨架定位后將預(yù)埋鋼筋與骨架進(jìn)行焊接牢固，定位骨架頂面相對(duì)高差≤5 mm。

(2)下轉(zhuǎn)盤球鉸安裝。下球鉸與骨架的連接各單元件在現(xiàn)場(chǎng)組裝成形，各部間采用螺栓連接，用吊車起吊安裝。

(3)定位及校正：利用骨架及調(diào)整螺栓將下球鉸懸吊，調(diào)整中心位置，然后依靠調(diào)整螺桿校正標(biāo)高。將塔尺打在下球鉸邊緣，根據(jù)讀數(shù)調(diào)節(jié)螺栓，將標(biāo)高調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高，球鉸正面相對(duì)高差≤1 mm。

(4)固定：定位及校正完成后，復(fù)查球鉸的中心位置、標(biāo)高、平整度。采用高精度測(cè)量?jī)x器進(jìn)行多點(diǎn)復(fù)測(cè)，經(jīng)復(fù)測(cè)各點(diǎn)位置、標(biāo)高、平整度均滿足精度要求，將骨架調(diào)整螺栓與下球鉸之間擰緊固定，并焊接鋼筋進(jìn)行加固。

2)上轉(zhuǎn)盤球鉸安裝。

清理上下球鉸球面，將直徑為270 mm定位銷軸放入下轉(zhuǎn)盤預(yù)埋套筒中，銷軸放入前應(yīng)清理干凈套筒內(nèi)雜物，并均勻涂抹聚四氟乙烯粉黃油。然后安裝下球鉸聚四氟乙烯滑動(dòng)片和上球鉸。聚四氟乙烯滑動(dòng)片安裝應(yīng)清理干凈下球鉸表面，球鉸表面及安裝滑動(dòng)片的孔內(nèi)不得有任何雜物，并將球面吹干，根據(jù)聚四氟乙烯滑動(dòng)片的編號(hào)將球鉸滑動(dòng)片安放在相應(yīng)的鑲嵌孔內(nèi)，工人操作時(shí)腳上必須穿戴上鞋套，防止灰塵到鑲嵌孔內(nèi)?；瑒?dòng)片安裝完成后各滑動(dòng)片頂面應(yīng)位于同一球面上，其誤差≤0.2 mm。檢查無(wú)誤后在球面上滑動(dòng)片間抹黃油聚四氟乙烯粉，并略高于滑動(dòng)片頂面，保證滑動(dòng)片頂面有一層黃油聚四氟乙烯粉。涂抹完成后嚴(yán)禁雜物掉入球鉸內(nèi)并盡快安裝上球鉸，采用人工順時(shí)針和逆時(shí)針方向均旋轉(zhuǎn)幾周，確保涂抹油聚四氟乙烯粉均勻充滿滑動(dòng)片之間的間隙，然后將上球鉸臨時(shí)鎖定。上下球鉸吻合面外周圍用膠帶纏繞密封，嚴(yán)禁泥沙和雜物進(jìn)入球鉸摩擦部位。

2.2.3 上球鉸精度控制

安裝滑片前使用面團(tuán)再次清理安裝孔、球鉸表面殘留的水分及雜物，滑片在工廠安編號(hào)加工而成，并試安后使用，現(xiàn)場(chǎng)需嚴(yán)格安編號(hào)進(jìn)行施工。

球鉸上下、鍋形心軸、球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)軸中心軸務(wù)必重合。球鉸安裝頂口務(wù)必水平，其頂面任意兩點(diǎn)誤差≤1 mm。球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)中心務(wù)必位于設(shè)計(jì)位置，其誤差：順橋向+1 mm。

2.3 滑道安裝

本工程中，滑道頂面高出下轉(zhuǎn)盤混凝土頂面1 cm。

2.3.1 滑道組裝

滑道骨架在廠里分節(jié)加工而成，現(xiàn)場(chǎng)組裝。

2.3.2 滑道吊裝

滑道組裝完成，整體吊裝就位安裝?；赖跹b時(shí)可拉2根相互垂直的線繩，通過(guò)線繩定出滑道中心使滑道中心和球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)中心重合。吊裝后進(jìn)行精調(diào)，完成后利用承臺(tái)預(yù)埋筋與滑道骨架進(jìn)行焊接固定?；赖跹b人員機(jī)具相互協(xié)調(diào)配合，保證滑道中心與球鉸中心重合。

2.3.3 滑道高度的調(diào)整

進(jìn)行高程測(cè)量，在滑道外設(shè)置電子水準(zhǔn)儀，使用電子水準(zhǔn)儀觀察，調(diào)節(jié)滑道的螺栓，使滑道上平面高度與設(shè)計(jì)圖一致。并且保證整個(gè)滑道面基本在同一水平面上，其相對(duì)高差≤2 mm。

2.3.4 不銹鋼滑板鋪設(shè)

打麻滑道表面不平整的鋼板，保證滑道鋼板表面平整、干凈，待清理干凈后鋪上不銹鋼板，鋪不銹鋼板時(shí)候保證不銹鋼板的中心和滑道中心重合；點(diǎn)焊定位不銹鋼板，點(diǎn)焊固定位置后在不銹鋼板預(yù)留孔位置進(jìn)行塞焊，焊完后高度稍高于不銹鋼表面，打磨平整；點(diǎn)焊完成后焊接接縫處，不銹鋼邊緣和滑道鋼板采用間斷焊，每隔100 mm連續(xù)焊接50 mm，待焊接完成后打磨焊縫，使不銹鋼平面無(wú)突起，保證不銹鋼表面平整光滑，清理不銹鋼表面，清除焊渣、混凝土雜物，完成滑道的安裝。

2.4 撐腳和砂箱安裝

上轉(zhuǎn)盤撐腳即為轉(zhuǎn)體時(shí)支撐結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體平穩(wěn)的保險(xiǎn)腿，從轉(zhuǎn)體時(shí)保險(xiǎn)腿的受力情況考慮，轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)稱的兩個(gè)保險(xiǎn)腿之間的中心線重合，使6個(gè)保險(xiǎn)腿對(duì)稱分布于軸線的兩側(cè)，每個(gè)撐腳由兩個(gè)800 mm×24 mm的雙圓柱形鋼管構(gòu)成，鋼管下設(shè)30 mm鋼板，撐腳內(nèi)澆筑C50微膨脹混凝土。

在下轉(zhuǎn)盤混凝土第二次澆筑完成后安裝撐腳，安裝前在每個(gè)撐腳下口，鋪設(shè)石英砂并用木條壓實(shí)定型，高度為2 cm。作為撐腳與滑道的間隙。在施工過(guò)程中在下轉(zhuǎn)盤四周如進(jìn)泥沙或水泥漿，要及時(shí)清理，防止流入撐腳底部，影響后期轉(zhuǎn)體，清理采用人工清理，嚴(yán)禁使用水沖洗，防止把撐腳底部支墊的石英砂沖掉。

為確保在施工過(guò)程中和轉(zhuǎn)體前卸載時(shí)，撐腳與滑道不被擠壓緊密及增加上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在撐腳之間設(shè)置6組砂箱，砂箱對(duì)稱均勻的布置在撐腳兩側(cè)。砂箱內(nèi)填充精致石英砂，石英砂清除雜物烘干后方可使用，砂箱使用前應(yīng)預(yù)壓不少于300 kN。預(yù)壓完成后密封砂箱，防止石英砂受潮。

2.5 下承臺(tái)混凝土二次澆筑

下球鉸及滑道安裝完成后綁扎滑道及千斤頂反力座鋼筋和安裝預(yù)埋件，進(jìn)行下承臺(tái)混凝土的二次澆筑。為防止后期施工過(guò)程中水或雜物進(jìn)入上下球鉸之間的間隙，施工時(shí)下轉(zhuǎn)盤混凝土頂面比下球鉸頂面低1～2 cm[2]。

混凝土澆筑應(yīng)采取以下措施。

1)下球鉸上設(shè)置混凝土澆筑排氣孔及振搗孔，分塊單獨(dú)澆筑各肋板區(qū)，混凝土的澆筑順序由中心向四周進(jìn)行。

2)在混凝土澆筑前搭設(shè)工作平臺(tái)。人員在工作平臺(tái)上作業(yè)，避免操作過(guò)程對(duì)其產(chǎn)生擾動(dòng)。

3)嚴(yán)格控制混凝土澆筑，加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。混凝土凝固后采用中間敲擊邊緣觀察的方法進(jìn)行檢查，混凝土收縮產(chǎn)生的間隙以壓漿的方法進(jìn)行處理。

4)嚴(yán)格控制混凝土流動(dòng)度，要求混凝土性能穩(wěn)定，嚴(yán)格控制坍落度。

2.6 上轉(zhuǎn)盤施工

上轉(zhuǎn)盤(上承臺(tái))分三次澆筑施工。第一次在上球鉸安裝完成后，在其上面綁扎鋼筋澆筑球鉸填充混凝土；第二次綁扎牽引轉(zhuǎn)盤鋼筋并澆筑混凝土，施工牽引轉(zhuǎn)盤時(shí)按設(shè)計(jì)要求預(yù)埋牽引束，共計(jì)兩束，一束20根，施工完成后用直徑20 cm防水透明軟膠管包裹牽引束，防止生銹；第三次拼裝滿堂支架，綁扎上承臺(tái)鋼筋及預(yù)埋墩身鋼筋等，最后澆筑上承臺(tái)混凝土。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)分層施工，分層厚度為30 cm左右，施工過(guò)程應(yīng)避免擾動(dòng)定位架或其預(yù)埋件。澆筑上承臺(tái)前應(yīng)沿上承臺(tái)四周每邊預(yù)埋至少2個(gè)直徑20 cm孔，轉(zhuǎn)體完成后封鉸混凝土通過(guò)此預(yù)埋孔進(jìn)入，進(jìn)行錨固。

上承臺(tái)混凝土施工同下承臺(tái)，嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量。

3 球鉸封固

轉(zhuǎn)體成功后各部位精確定位，對(duì)橋梁的高程、軸線等要符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。轉(zhuǎn)體系統(tǒng)精確就位后采用鋼楔子進(jìn)行抄墊固定，并將鋼楔子、撐腳鋼板、滑道鋼板三個(gè)構(gòu)件進(jìn)行全面焊接連接，保證轉(zhuǎn)體連續(xù)梁不再產(chǎn)生位移。

轉(zhuǎn)休系統(tǒng)固定后，迅速把上下承臺(tái)聯(lián)接鋼筋焊接成為整體，并綁扎封鉸內(nèi)的鋼筋，安裝模板，從預(yù)留孔內(nèi)澆澆筑C50微膨脹封固混凝土，使上承臺(tái)與下承臺(tái)連接為一體?；炷翝仓^(guò)程，注意混凝土的振搗，確保轉(zhuǎn)盤間混凝土充滿密實(shí)，避免空洞。

4 結(jié)束語(yǔ)

轉(zhuǎn)體橋梁施工結(jié)構(gòu)合理、工藝簡(jiǎn)單、安全性能好、適應(yīng)交叉施工地段，減少了相互干擾，縮短工期，為鐵路快速施工創(chuàng)造了有利條件。隨著我國(guó)交通建設(shè)的快速發(fā)展，轉(zhuǎn)體施工工藝在橋梁施工中起著重要作用，提高了社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

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