淺析跨高速鐵路轉體橋施工

【摘 要】跨高速鐵路施工時，若采用常規施工方法，直接在鐵路上方進行施工，需通過鐵路運輸部門“要點”，造成鐵路線路停運。因此設計部門常采用轉體橋施工方案，即先順延即將跨越的高鐵線路方向采取掛籃施工，澆筑墩身、梁體混凝土，在主墩下部設置轉體結構、牽引系統等轉動設備，然后將澆筑好的兩幅梁體同步轉體，在鐵路上方合攏。本文結合武咸城際鐵路跨武廣客運專線特大橋，對轉體施工中的工藝及控制步驟、要點進行分析。

【關鍵詞】轉體橋；跨高速鐵路；關鍵步驟

1.工程概況

武咸城際鐵路跨武廣客運專線特大橋位于咸寧市橫溝橋鎮，橋位沿G107國道走行，起訖里程DK58+834.521（0#武漢臺尾）～DK060+318.055（44#咸寧臺尾）長度：1483.534m。于DK59+576處采用(48m+80m+48m)連續梁斜跨武廣客運專線（武廣客專的里程為DK1300+348），與營業線夾角為155°，曲線半徑7000m。武廣上下行線2股道，線間距5m。武廣線最高行車速度350Km/h，行車密度25min/趟，每天有50對列車行駛。連續箱梁全長177.2m，計算跨徑48+80+48m，梁體為單箱單室、變截面鋼筋砼結構，采用縱、橫、豎三向預應力體系。

2.工程特點及難點分析

2.1本工程難點為上跨武廣客運專線施工，施工方案需要報鐵路局審核批準并簽訂相關安全配合協議，同時需要路局相關部門密切配合，施工期間要確保既有鐵路運營安全

為減少上部結構施工對鐵路行車安全的影響，該橋采用平衡轉體施工，主跨梁下范圍安裝鋼結構防護棚架，對武廣客專進行安全防護。先在武廣客專鐵路線外側懸灌澆筑梁體，然后水平轉動梁體，使主梁就位，調整梁體線形、封固球鉸轉動體系的上、下盤，最后澆筑合龍段，使全橋貫通。轉體段梁長2-（39m+39m）；轉體角度均為25°；轉體總重量2-4500t，為中心承重轉體。

2.2本工程采用平轉體施工，難點包括轉體結構、線性控制、安全防護三個方面

2.2.1轉體結構

轉體結構由下轉盤、球鉸、上轉盤、轉體牽引系統組成。下轉盤為支承轉體結構全部重量的基礎，轉體完成后，與上轉盤共同形成基礎，下轉盤上設置轉體系統的下球鉸、撐腳的環形滑道及轉體拽拉千斤頂反力座等。球鉸是平動法轉體施工的關鍵結構。球鉸生產由專業廠家生產，并做安裝技術指導。球鉸由上、下球鉸、球鉸間四氟乙烯板、固定上下球鉸的鋼銷、下球鉸鋼骨架組成，設計豎向承載力45000KN，上球鉸平面直徑3.0m。

上轉盤是轉體的重要結構，在整個轉體過程中形成多向、立體的受力狀態。轉體牽引系統由連續千斤頂、泵站、主控臺、助推千斤頂、反力支座、牽引索等構成。利用兩臺200t連續千斤頂牽引上轉盤預埋鋼束來啟動轉體，當牽引無法啟動時可采用2臺200t助推千斤頂頂推，輔助啟動，啟動后仍采用連續千斤頂牽引。

2.2.2線性控制

轉體前在梁面兩端經過測量放樣安放小棱鏡，并在直線段設置全站儀測站，通過觀測棱鏡變化來掌握梁體軸線位置。小棱鏡與預埋鋼筋綁扎牢固，并保證水平。精調時在墩頂梁面正中心安放水準儀，并在梁面兩端分別設置兩個塔尺，塔尺與防撞墻鋼筋綁扎牢固，并保證豎直。在上轉盤邊緣布置轉動標尺，通過下轉盤上設置的指針來判定轉體時的轉動角度。標尺安裝要水平且與上轉盤邊緣線投影重合。

2.2.3安全防護

梁轉體到位后，僅跨中合龍段2米長在營業線上施工，只需中部五榀防護棚架即可提供防護作用，其余兩側各兩榀桁架不起防護作用，且梁轉體到位后，與武廣客專斜交，與棚架高差2-5米，桁架拆除將特別困難，安全隱患大，因此，需在轉體前拆除不起作用的四榀桁架，并在剩余棚架頂部做防護。

為防止物品、器具掉落而影響營業線行車，又可有效的降低列車氣動力對棚架的影響，在拆除棚架的同時在剩余棚架頂部鋪設兩層鋼絲網，即一層粗鋼絲網和一層密目鋼絲網來進行安全防護。同時在下方線路表面鋪設土工布，防止細小物件不宜清理。

3.關鍵施工施工步驟

3.1球絞安裝

3.1.1安裝滑道

在鋼撐腳的下方設有環形滑道，滑道中心的直徑為6.5m，滑道寬度0.8m，環道由專業廠家生產，現場采取分節段拼裝，在盤下利用調整螺栓調整固定。滑道頂面設置排氣孔，在混凝土澆筑過程中對不密實的位置可采用注漿填充的方法保證其密實。滑道清理干凈后在上面鋪一層5mm厚四氟乙烯板，并在表面涂抹黃油一層，而后再鋪一層5mm后四氟四氟乙烯板，并將其塞入撐腳下放。

3.1.2安裝下球鉸

利用固定調整架及調整螺栓將下球鉸懸吊，調整中心位置，然后依靠固定調整螺桿上下轉動調整標高。 精確定位及調整完成后，對下轉盤球鉸的中心、標高、平整度進行復查；而后澆注下球鉸砼，利用下球鉸上設置的混凝土澆注及排氣孔分塊單獨澆注各肋板區，混凝土的澆注順序由中心向四周進行。混凝土凝固后采用中間敲擊邊緣觀察的方法進行檢查，對混凝土收縮產生的間隙用鉆孔壓漿的方法進行處理。

3.1.3安裝定位銷軸

在定位銷軸上及套筒內按照1：1的比例涂黃油和四氟乙烯粉，使其均勻的充滿定位銷軸上和套筒上面。將中心銷軸放到套管中，調整好垂直度與周邊間隙。若中心銷軸與其套管間隙過大時可安裝不同厚度的四氟套筒，使間隙在3mm左右。否則過大的間隙在轉動結束后對高程與軸線將難以精調。

3.1.4安裝上球鉸

在下球鉸球面上均勻的涂一層黃油和四氟乙烯粉，使其填滿聚四氟乙烯滑板之間的間隙，使黃油面略高于四氟滑板面。將上球鉸吊裝到位，套進中心銷軸內。用倒鏈微調上球鉸位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙垂直。安裝上球鉸精確定位，臨時鎖定限位并通過直徑為270mm定位銷軸使其上下球鉸中心重合。球鉸安裝完畢對周邊進行防護，上下球鉸之間用膠帶纏繞包裹嚴密，確保雜質不進入到摩擦面內。

3.2牽引系統

3.2.1安裝牽引鋼束

在上轉盤沒對稱埋設兩束牽引鋼絞線，選用?準15.2-7鋼絞線作為牽引束。留出上轉盤長度應滿足連續千斤頂作業需求，同時纏繞上轉盤長度應大于上轉盤轉動弧長。

3.2.2反力支座

在下承臺頂面相應位置設置牽引反力支座，其水平縱軸線應與上轉盤邊緣相切。施工下承臺是在反力支座位置預埋兩根I20工字鋼，待上部結構施工結束后再澆筑反力支座。

3.2.3安裝連續千斤頂

將自動連續頂推千斤頂、頂推泵站、主控臺安裝在預定位置，把泵站注好油，約６００L/臺。把油管及各信號電纜連接好。接好主控臺和各泵站的電源，主控臺為AC220V，泵站為AC380V。把泵站的壓力調整在預定范圍內；安裝行程開關（感應器）組件；將主控臺與泵站之間的電纜連接好，啟動各泵站后即可開始調試。調試查看每個感應器的信號是否正常，各千斤頂的邏輯動作是否正常。接著把鋼絞線的一端帶上引線套，逐一從后頂尾部穿心孔內穿入，此時應注意將前后工具錨板各孔中心找正，再順次穿過牽引裝置上的后、前工具錨板，同時應保證使鋼絞線應的順暢。

3.3防傾保險

3.3.1安裝撐腳

上轉盤共設有6組撐腳，撐腳內灌注C50微膨脹混凝土。撐腳中心線的直徑為6.5m。撐腳在工廠整體制造后運進現場，在下轉盤混凝土澆注完成，上球鉸安裝就位后安裝撐腳，安裝撐腳時確保撐腳與下滑道的間隙為30mm。同時為確保上部結構施工時轉盤、球鉸結構不發生傾斜，須采用鋼楔將型鋼砼撐腳與環道之間塞死。

3.3.2安裝砂箱

為保證上部梁體進行懸灌施工時的穩定，在上、下承臺之間設置砂箱承受上部荷載，同時便于上承臺澆筑時底模的鋪設。砂箱選用Φ630mmδ10mm與Φ530mmδ10mm鋼管組合而成，砂箱內填充用砂選用干燥細砂。砂箱上部支撐Φ530mmδ10mm鋼管內填充微膨脹性混凝土，砂箱根部設置卸砂孔，采用M18mm螺栓封閉，脫架時擰去螺栓，讓砂流出即可。砂箱均勻布置在鋼撐腳之間，共設6組。

3.4限位控制體系

3.4.1限位裝置

依據轉動角度定出轉體時撐腳的轉動弧長，在弧長末端設置限位裝置，直接焊于滑道上。

3.4.2轉動標尺

在上轉盤邊緣布置轉動標尺，通過下轉盤上設置的指針來判定轉體時的轉動角度。標尺安裝要水平且與上轉盤邊緣線投影重合。

3.5轉體步驟

轉體通過解除約束、安裝平衡限位措施、試轉、轉體、精調、鎖定、封鉸等步驟，最終完成作業，詳細見流程圖。

4.結束語

本橋采用轉體法施工，由原位現澆需數百次要點施工減少到十幾次要點施工，大大降低了安全風險，贏得了建設單位、鐵路局好評。

（1）上跨高鐵，安全風險及影響特別大，要做好精細組織，周密安排，在轉體前要成立轉體專項施工組織機構，按轉體任務分成指揮組、牽引組、測量組、安全組、應急組、協調組、后勤組，將各崗位落實到人，做好技術交底，并做好演練，保證轉體實施時按時順利完成，不砸點。

（2）跨既有線施工，尤其是跨高鐵，必需嚴格按既有線施工規定辦理，施工前安排好安全防護員，對施工范圍進行檢查清理，特別是梁上及梁箱室內不得有可能落入既有線內的雜物，既線的各出入均需封閉，安排人員盯控，不得有人員進入。

轉體施工法經濟實用、安全可靠，尤其可大大降低跨既有線、深谷施工安全風險。隨著我國高鐵的蓬勃發展，轉體施工技術將會發揮越來越多的作用。

具體施工工藝流程見下圖：

圖3-1 轉體工藝流程圖

【參考文獻】

［１］黃枝花.淺析高速公路跨鐵路轉體橋施工關鍵技術[J].科學之友，2011(7).

［２］王曉明，跨武廣特大橋轉體施工技術[J].山西建筑，2011(3).

［３］何新建.淺談橋梁轉體施工方法及應用[J].中國新技術新產品，2011(11).

［４］孫海波.淺析橋梁轉體施工工藝與關鍵技術[J].中小企業管理與科技，2009(10).