跨既有鐵路113m 系桿拱平轉(zhuǎn)施工方案

王玉府 趙成貴

（中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司 南京 210031）

津秦鐵路豐南跨津山特大橋處以113 m 系桿拱橋式跨越津山鐵路下行線(xiàn)和豐胥聯(lián)絡(luò)線(xiàn)2條鐵路線(xiàn)，與既有線(xiàn)路的的夾角為15°。津山鐵路下行線(xiàn)相交里程為K254＋681m，113m系桿拱771號(hào)墩位于既有津山鐵路下行線(xiàn)西側(cè)，772號(hào)墩位于豐胥聯(lián)系線(xiàn)與津山鐵路上行線(xiàn)中間的夾心地帶內(nèi)。系桿拱橋式布置見(jiàn)圖1。

圖1 系桿拱橋式布置圖（單位：cm）

圖2 系桿拱橫斷面圖（單位：cm）

主橋結(jié)構(gòu)形式采用洛澤體系的提籃式鋼管混凝土系桿拱橋，橋梁全長(zhǎng)116 m，計(jì)算跨徑113 m，拱軸線(xiàn)采用懸鏈線(xiàn)，形成提籃式樣，拱頂處2拱肋中心距7.218 m，拱腳處2 拱肋中心距13.172m。系桿梁采用C50預(yù)應(yīng)力混凝土，單箱3室截面，截面高3.05m，寬17.6m。該橋采用先梁后拱方式施工，結(jié)構(gòu)布置采用剛性系梁柔性拱，吊桿間距5m，橋梁系桿拱橫斷面見(jiàn)圖2。

1 平轉(zhuǎn)施工方案

1.1 方案簡(jiǎn)介

本橋113m 系桿拱原設(shè)計(jì)為在鐵路上搭設(shè)支架原位現(xiàn)澆施工，考慮系桿拱與既有鐵路夾角僅為15°，與津山下行線(xiàn)、豐胥聯(lián)絡(luò)線(xiàn)2條既有線(xiàn)平面交叉影響長(zhǎng)度近100 m，既有線(xiàn)為高填土路基，軌頂高程約為＋10.2 m，系桿拱梁底設(shè)計(jì)高程為＋19.362m（771號(hào)墩處），客專(zhuān)橋下凈空有限，且橋下既有鐵路僅有一座凈空3.0 m、寬10 m 的小橋可供通行，夾心地帶內(nèi)無(wú)施工場(chǎng)地。

若采用原位現(xiàn)澆施工，不僅現(xiàn)澆支架設(shè)計(jì)、搭設(shè)施工以及拆除極其困難，而且因大量既有線(xiàn)上方作業(yè)，經(jīng)常需要封鎖線(xiàn)路才能施工，安全、工期風(fēng)險(xiǎn)巨大。因此，在多項(xiàng)因素綜合比較的基礎(chǔ)上，采用在鐵路西側(cè)沿鐵路搭設(shè)支架現(xiàn)澆系桿拱梁，成橋后通過(guò)橫跨鐵路的滑道梁平轉(zhuǎn)就位施工方案［1］。

該方案是在津山下行線(xiàn)西側(cè)以平行既有鐵路線(xiàn)方向安裝系桿梁現(xiàn)澆支架施工系桿梁，在系桿梁橋面搭設(shè)拱肋安裝支架，拼裝拱肋并安裝吊桿，在772號(hào)墩左側(cè)及墩頂安裝滑道梁跨越津山下行線(xiàn)和豐胥聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，拱橋上部結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后拆除支架，使其支承在771號(hào)墩墩頂和滑道梁上，然后系桿拱橋一端以771號(hào)墩為旋轉(zhuǎn)軸心，另一端沿滑道梁滑移到772號(hào)墩墩頂，最后再用千斤頂將系桿梁落在支座上，完成整個(gè)橋的施工［2］。

1.2 系桿梁現(xiàn)澆支架

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，提籃拱系梁施工采用線(xiàn)外支架法現(xiàn)澆成型。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形情況以及既有線(xiàn)行車(chē)安全的要求，在既有津山鐵路西側(cè)平行鐵路方向搭設(shè)現(xiàn)澆支架。

支架基礎(chǔ)采用直徑1.5 m 鉆孔灌注樁，按12.0m 跨沿既有線(xiàn)布置，基礎(chǔ)按受力大小分單樁與雙樁2種形式，單樁樁頂接直徑1.2m 鋼管樁，雙樁樁頂設(shè)2m 厚承臺(tái)，承臺(tái)上設(shè)置直徑1.2m鋼管樁，共布置32根。

1.3 現(xiàn)澆支架臨時(shí)墩

由于系桿拱橋成橋后總重量約為100000 kN，每端荷載約為50 000kN，滑道梁跨度大，臨時(shí)支墩承擔(dān)荷載大，因此臨時(shí)墩1，2均采用鉆孔樁基礎(chǔ)，樁徑為直徑1.5m，分別布置6根、9根，為避免臨時(shí)墩2承臺(tái)施工時(shí)影響既有鐵路路基的穩(wěn)定，承臺(tái)底高出現(xiàn)有地面，不進(jìn)行既有鐵路路基開(kāi)挖作業(yè)。

1.4 扁擔(dān)梁

拱橋在平轉(zhuǎn)過(guò)程中一端支撐在771號(hào)墩頂?shù)谋鈸?dān)梁上，另一端支撐在772號(hào)墩側(cè)的滑道梁上，在771號(hào)墩頂設(shè)一個(gè)固定支撐點(diǎn)，位于扁擔(dān)梁下翼緣板中心，在772號(hào)墩側(cè)的滑道梁頂面設(shè)2個(gè)活動(dòng)支撐點(diǎn)，位于系桿梁支點(diǎn)位置處，系桿梁一端以771號(hào)墩上的固定支撐點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)軸心，另一端沿滑道梁滑移到772號(hào)墩頂［3］。扁擔(dān)梁采用鋼箱梁，箱梁截面高3.6m，寬3.0m，翼緣板采用42 mm 厚鋼板，腹板共有3道，采用30mm 厚鋼板。

1.5 橫移滑道梁

滑道梁分8段制造，按折線(xiàn)布置，現(xiàn)場(chǎng)由高強(qiáng)螺栓和拼接板連接成整體，拼接板接觸面采用噴鋁處理，箱梁截面寬3.0 m，邊跨箱梁高3.0 m，中跨箱梁高3.8m，見(jiàn)圖3。

圖3 772號(hào)墩滑道梁立面圖（尺寸單位：cm）

1.6 平轉(zhuǎn)球形鉸支座

平轉(zhuǎn)球形鉸支座是平轉(zhuǎn)法施工轉(zhuǎn)動(dòng)體系中最重要的設(shè)備，轉(zhuǎn)動(dòng)體系的核心是轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸，它兼顧轉(zhuǎn)體、承重等多種功能。球形鉸支座設(shè)計(jì)承重按50 000kN 考慮，除具有必備的平轉(zhuǎn)功能外，因橋梁兩端存在高差誤差，還要具有微量的豎轉(zhuǎn)功能，并能抵抗一定的水平力。

本工程以鐵路50 000kN 正式固定支座設(shè)計(jì)圖為基礎(chǔ)，去除部分約束后即為能抵抗水平力又可以水平自由平轉(zhuǎn)的球形鉸，并在平轉(zhuǎn)到位落梁后，將該球形鉸支座永久安裝在梁底和墩頂，作為鐵路寬橋的橫向限位裝置，做到永、臨結(jié)合。

1.7 橫移滑道

滑道鋪設(shè)在滑道梁頂面，寬1.5m，平面為圓弧形，其中心線(xiàn)與滑塊滑動(dòng)軌跡線(xiàn)重合?；雷韵露弦来斡?0mm 厚鋼墊板和3mm 厚不銹鋼板組成，鋼墊板與滑道梁頂板焊接，主要起支承與調(diào)平作用，在鋼墊板上面鋪不銹鋼板，以減小滑動(dòng)面的摩阻力。

反力座沿曲線(xiàn)焊接在滑道梁頂面，間距根據(jù)水平千斤頂長(zhǎng)度、行程確定，保證每個(gè)行程能提供反力支撐點(diǎn)，頂推采用2臺(tái)3 000kN 千斤頂同時(shí)對(duì)滑塊施頂，施頂位置確定為滑塊上確定的受力點(diǎn)。

下滑道為布置在滑道梁上的不銹鋼板，不銹鋼板面要求清理干凈，摩擦面可采用水作為介質(zhì)也可采用機(jī)油作為滑動(dòng)介質(zhì)。

2 平轉(zhuǎn)及落梁施工

2.1 頂推平轉(zhuǎn)施工

頂推滑移系統(tǒng)包括梁底滑塊、限位塊（反力座）、分配梁和頂推千斤頂。梁底滑塊采用鑄鋼材料，單個(gè)滑塊尺寸為93cm×140cm×35cm，重2.4t，共布置4個(gè)滑塊，在每個(gè)滑塊下嵌有一塊NGE 材料滑板，系梁通過(guò)滑塊支承在滑道梁上［4］。

拱橋系桿梁在滑道梁上頂推滑移距離為33.16m，采用2 臺(tái)200t千斤頂逐步向前頂推滑移。

2.2 落梁施工

拱橋平轉(zhuǎn)到設(shè)計(jì)位置后，在系桿梁兩端支點(diǎn)下方用鑄鋼墊塊抄墊固定，支座之間滑道梁（扁擔(dān)梁）切割抽走，在墩頂系桿梁下方布置8個(gè)10000 kN 千斤頂，將系桿梁頂起后抽走滑道梁（扁擔(dān)梁），通過(guò)千斤頂交替將墩頂臨時(shí)支座鑄鋼墊塊逐塊卸除，逐步將系桿梁落到支座上。

在2主墩墩頂各設(shè)8臺(tái)千斤頂，4臺(tái)一組，分2組布置，頂落梁時(shí)，同一端8臺(tái)千斤頂要保證同步頂升和下落，鑄鋼墊塊高度為150mm，每頂高一次抽掉一層鋼墊塊，然后落梁，隨之在另一端頂高抽掉一層鋼墊塊，兩端要求交替下落以保持落梁同步，避免兩端高差過(guò)大［5］。

3 結(jié)語(yǔ)

津山鐵路為國(guó)家繁忙干線(xiàn)鐵路，根據(jù)此橋的特殊位置和施工環(huán)境，采用既有線(xiàn)外支架現(xiàn)澆，平轉(zhuǎn)就位后落梁的施工方案，將大量必須在既有線(xiàn)上作業(yè)的內(nèi)容調(diào)整為臨近既有線(xiàn)作業(yè)，不僅大大減少了封鎖線(xiàn)路的時(shí)間和頻率，減少了施工過(guò)程中對(duì)既有線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)的干擾，而且有利于工程工期的控制和把握，降低了施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

由于平轉(zhuǎn)過(guò)程中涉及到滑道梁制造、安裝，球形鉸支座的設(shè)計(jì)、制造，以及平轉(zhuǎn)、頂落梁施工等，需要專(zhuān)業(yè)的設(shè)備和專(zhuān)業(yè)的單位和施工人員配合，在施工過(guò)程中，需要較強(qiáng)的項(xiàng)目管理能力，否則將給工程帶來(lái)較大的困難。

［1］TZ213－2005 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)橋涵工程施工技術(shù)指南［S］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.

［2］TZ213－2010客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南［S］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

［3］鐵建設(shè)［2010］241號(hào) 高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南［S］.北京：鐵道部，2010.

［4］張聯(lián)燕.橋梁轉(zhuǎn)體施工［M］.北京：人民交通出版社，2002.

［5］MBEC1012－2010橋梁轉(zhuǎn)體施工［S］.武漢：中鐵大橋局集團(tuán)，2010.