RPC球鉸在高鐵橋梁轉(zhuǎn)體中的應(yīng)用研究

摘要：針對目前國內(nèi)傳統(tǒng)的橋梁轉(zhuǎn)體大多都采用鋼球鉸，而鋼球鉸存在現(xiàn)場安裝較為困難的問題，文章研究了RPC（Reactive Powder Concrete）在高鐵橋梁轉(zhuǎn)體中的應(yīng)用，該球鉸具有尺寸小、設(shè)施一體化的特點，大幅度降低了現(xiàn)場的施工難度，提高了轉(zhuǎn)體施工效率和工程安全質(zhì)量，在安全、經(jīng)濟、進度等方面比傳統(tǒng)鋼球鉸更佳，可為類似項目提供參考。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；轉(zhuǎn)體施工，RPC球鉸

中圖分類號：U443.4 A 31 105 2

0 引言

橋梁轉(zhuǎn)體法施工始于20世紀(jì)40年代的法國，最初是從豎轉(zhuǎn)法發(fā)展起來的，直至1976年，平轉(zhuǎn)法施工才首次應(yīng)用。隨后，國外在斜拉橋、T形剛構(gòu)橋、連續(xù)梁橋、拱橋等橋型上，越來越多地使用平轉(zhuǎn)法，技術(shù)也越來越成熟［1］。我國橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)起步相對較晚，1975年才開始進行轉(zhuǎn)體橋工藝的研究，并于1977年完成了我國歷史上的第一座平轉(zhuǎn)法施工橋梁。近年來，隨著高速鐵路的普及，轉(zhuǎn)體橋的應(yīng)用越來越普遍，轉(zhuǎn)體橋個數(shù)、轉(zhuǎn)體質(zhì)量、轉(zhuǎn)體形式已漸漸進入世界領(lǐng)先水平［2］。

高鐵連續(xù)梁跨越既有線施工安全風(fēng)險系數(shù)大，轉(zhuǎn)體精度要求高［3］。目前，國內(nèi)傳統(tǒng)的橋梁轉(zhuǎn)體大多都采用鋼球鉸，而鋼球鉸存在現(xiàn)場安裝較為困難的問題，保證球鉸安裝精度和混凝土的施工質(zhì)量，成為轉(zhuǎn)體施工時質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。RPC（活性粉末混凝土）球鉸是最新研發(fā)的一種新型轉(zhuǎn)體球鉸，RPC作為一種新型材料，應(yīng)用范圍還不廣泛。為進一步了解RPC球餃在高鐵橋梁轉(zhuǎn)體中的運用，提高轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的施工質(zhì)量，本文對此項工藝展開研究。

1 工程概況

新建南玉鐵路那舅特大橋位于廣西南寧市青秀區(qū)那舅村，起止里程為DGK0+277.14～DGK2+167.32，橋梁全長 1 890.18 m。那舅特大橋在33#墩～34#墩（DGK1+581.07～DGK1+629.872）上跨既有湘桂線（中心里程K771+787），線路法線與既有線交叉角度為25°，采用2× 48 m T構(gòu)（T構(gòu)梁跨為32#墩～34#墩）跨越。2× 48 m T構(gòu)在鐵路外側(cè)采用掛籃對稱懸臂灌注施工，然后再轉(zhuǎn)體就位。

2 轉(zhuǎn)體施工特點

那舅特大橋33#～34#墩在DGK1+581.07～DGK1+629.87段上跨湘桂線，上部結(jié)構(gòu)采用（48+48）m預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)，橋面寬 12.6 m；下部結(jié)構(gòu)采用矩形墩，鉆孔樁基礎(chǔ)。T構(gòu)位于R= 2 000 m緩和曲線上。湘桂線為單線電氣化鐵路，兩線交叉銳角約56°。

為保證既有線安全，減少施工過程中對既有線運營的干擾，加快施工進度，混凝土T構(gòu)采用轉(zhuǎn)體施工，即在33#墩處（DGK1+581.07）平行既有鐵路懸灌法施工T構(gòu)，待施工到最大懸臂狀態(tài)后，結(jié)合既有線運營、施工要點及天氣等因素，擇機實施轉(zhuǎn)體施工，轉(zhuǎn)體到位后再進行邊跨現(xiàn)澆段施工。橋梁轉(zhuǎn)體以橋墩軸心為轉(zhuǎn)動中心，將轉(zhuǎn)盤設(shè)置于墩底，采用墩梁固結(jié)。在轉(zhuǎn)體施工過程中，必須做好安全防護工作，確保施工安全和既有線運營安全。

3 轉(zhuǎn)體施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 下承臺施工

球鉸安裝前，需預(yù)先施工下承臺0～ 2.4 m，下承臺施工時需預(yù)埋上下轉(zhuǎn)盤臨時固結(jié)。臨時固結(jié)采用4組共64根直徑 32 mm精軋螺紋鋼，分別布置在大里程方向和線路左右側(cè)方向。施工時用鐵絲將精軋螺紋鋼與承臺鋼筋綁扎固定，預(yù)埋深度不得小于設(shè)計要求，安裝高度一致、豎直，安裝完成后套上PVC管防止精軋螺紋鋼銹蝕。

3.2 球鉸支撐架安裝

在下承臺下部施工完成后，進行球鉸下座板安裝，先安裝下座板托架再安裝下座板。托架高度為 40 cm，安裝前先測量放線球鉸中心位置，放樣偏差 ≤1 mm。根據(jù)中心點調(diào)整安裝托架，使托架中心與球鉸中心重合。安裝時托架標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計標(biāo)高低10～ 20 mm，標(biāo)高可采用倒L形鋼筋進行粗調(diào)，粗平固定后采用托架螺栓進行精調(diào)，骨架角鋼頂面平整、水平，相對高差 ＜2 mm。

3.3 球鉸滑道安裝

球鉸滑道寬 1 m，一共8塊，安裝前需先綁扎滑道下的鋼筋，再進行滑道下托架安裝，最后安裝滑道。先定位橋梁預(yù)制方向的2個托架，其他托架根據(jù)滑道長度對稱布置，滑道托架標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計標(biāo)高低10～ 20 mm，采用倒L形鋼筋進行粗調(diào)，粗平固定后采用托架螺栓進行精調(diào)。先安裝第一塊滑道，調(diào)整滑道平面位置和標(biāo)高，用卷尺自球鉸中心定位滑道兩端的半徑，滑道半徑符合設(shè)計要求，頂面標(biāo)高偏差 ≤1 mm，然后安裝其他滑塊，滑塊之間應(yīng)預(yù)留5～ 10 mm間隙。安裝完成后滑道頂面應(yīng)平整，滑塊之間高差 ≤0.5 mm，采用電子水平尺檢測平整度，用三角形楔形塊檢查滑道的平整度，排查是否有卡頓現(xiàn)象。

3.4 球鉸下盤安裝

下盤直接放置在下座板上，根據(jù)測量放樣點調(diào)整下盤中心點位置。下盤直徑為 1.8 m，下座板直徑為 2.2 m，下座板到下盤的尺寸為 20 cm，通過尺量復(fù)核球鉸平面位置，中心偏差 ≤1 mm，高程偏差 ≤1 mm。調(diào)平后在下盤凹面上的超高分子量聚乙烯板滑塊上均勻涂抹潤滑硅脂，涂抹厚度控制在 2 mm以內(nèi)，涂抹均勻、平整。

下盤與下座板四周接縫處滿焊固定，并采用六邊形楔形塊在八方向二次焊接加固，所有焊縫均涂抹防銹漆防銹。

3.5 球鉸上盤安裝

上盤安裝前先去掉上盤底凸面的塑料保護膜，露出光滑面，再將上盤吊放至下盤上，上下盤接觸面貼合緊密，調(diào)整上盤中心位置與球鉸中心重合，插入銷軸進行試轉(zhuǎn)。試轉(zhuǎn)為人工推動，轉(zhuǎn)動方式為順時針三圈、逆時針三圈，保證球鉸轉(zhuǎn)動順暢。這時可采用鋼筋將球鉸上下盤連接焊接固定，在正式轉(zhuǎn)體前割除。

3.6 砂箱及撐腳安裝

撐腳采用8個直徑為 60 cm的鋼管，內(nèi)澆注C120級PRC混凝土。預(yù)先在滑道上定位撐腳安放位置，然后根據(jù)撐腳尺寸在撐腳安放位置上鋪設(shè)一層 2 cm厚石英砂。石英砂鋪設(shè)平面需平整、厚度一致。將撐腳底的保護薄膜去掉后吊裝至預(yù)先鋪設(shè)好的石英砂上，尺量滑道面到撐腳底面的間隙 ≤2 cm，且撐腳底面高差 ≤2 mm。撐腳底打入三角鋼楔進行固定防止轉(zhuǎn)動，石英砂和鋼楔在轉(zhuǎn)體前拔出且清理干凈。

砂箱布置在撐腳之間，分擔(dān)球鉸在連續(xù)梁施工過程的各種施工荷載。砂箱預(yù)先加壓調(diào)整至同一高度，根據(jù)測量放樣點定位砂箱位置，將其吊放至預(yù)定位置。砂箱頂放置一塊鋼板與上承臺連接，砂箱與上承臺無連接，其承受由鋼板傳來的豎向壓力，在轉(zhuǎn)體前卸壓取出。

4 效益分析

4.1 降低人工成本

RPC球鉸安裝較傳統(tǒng)鋼球鉸節(jié)省人工約10人，安裝工期縮短 3 d，按每人每天200元計算，可節(jié)省200×3×10= 6 000元。

4.2 施工質(zhì)量

RPC球餃尺寸小，設(shè)施配套一體化，類似搭積木，可大幅度降低現(xiàn)場的施工難度，提高施工安裝精度，確保后期轉(zhuǎn)體平穩(wěn)。

4.3 材料成本

RPC球鉸單個球鉸、滑道支架、撐腳加固措施，相較傳統(tǒng)鋼鉸球可節(jié)約 3 t以上型鋼材料，按市場價 6 000元/t計算，可節(jié)約 6 000×3×5= 90 000元。

那舅特大橋33#～34#墩2× 48 m T構(gòu)在鐵路外側(cè)采用掛籃對稱懸臂灌注施工，并順利轉(zhuǎn)體到位后，轉(zhuǎn)體施工過程中安全、平穩(wěn)、精準(zhǔn)，可推廣至類似跨鐵路施工項目。

5 結(jié)語

本文采用的RPC球鉸具有尺寸小、設(shè)施一體化的特點，大幅度降低了現(xiàn)場的施工難度，提高了轉(zhuǎn)體施工效率、工程安全質(zhì)量及安裝進度，縮短了施工工期，確保轉(zhuǎn)體橋整體工期。成套的RPC球鉸施工技術(shù)在安全、經(jīng)濟以及進度等方面比傳統(tǒng)鋼球鉸更佳，可為類似項目提供參考。

參考文獻

［1］程 飛，張琪峰，王景全.我國橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2011（6）：67-71.

［2］馬行川.跨線橋轉(zhuǎn)體技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2020，64（6）：92-97.

［3］于進華.高鐵橋跨繁忙干線鐵路平轉(zhuǎn)施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.鐵道建筑技術(shù)，2013（4）：103-105，109.

收稿日期：2022-12-20