珠三角城際鐵路廣清線獅嶺連續梁施工轉體的施工技術

◎ 許輝明 廣東珠三角城際軌道交通有限公司

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珠三角城際鐵路廣清線獅嶺連續梁施工轉體的施工技術

◎ 許輝明 廣東珠三角城際軌道交通有限公司

珠三角城際鐵路廣清線獅嶺跨鐵路和高速公路連續梁成功轉體的實踐，為同類轉體施工提供了寶貴經驗和技術支持，將城際鐵路大跨度轉體連續梁的設計和施工水平提升到了新的高度。本文從廣清城際鐵路獅嶺連續梁轉體工程基本情況入手，分析了連續梁轉體施工技術，以供參考。

珠三角城際鐵路 連續梁 轉體施工

1.廣清城際獅嶺連續梁轉體工程概況

廣清城際位于廣州市和清遠市境內，是珠江三角洲地區城際軌道交通網的重要組成部分。廣州北站（含）至清遠站段線路自花都區新華鎮廣州北站起，向北經花都區獅嶺、清遠市銀盞、龍塘，終至清遠站，全長38.126km。

獅嶺跨廣清高速公路特大橋位于廣州市花都區獅嶺鎮軍田村，橋梁起訖里程為DK44+483.8～DK45+184，橋梁全長700.2m，橋梁于9#～12#墩采用一聯（70+130+70）m大跨徑連續梁跨越。連續梁全長270m，主墩采用15根Φ2m鋼筋混凝土灌注樁，副墩采用14根Φ1.5m鋼筋混凝土灌注樁，雙層承臺以及圓端型實心墩柱。廣清高速公路改擴建后，整體向遠離京廣鐵路側移動20m左右，擬建獅清路路面寬度為15m，凈高要求5.5m。

由于本連續梁為項目控制性工程，梁體為單箱單室，變高度、變截面結構。10#墩T構采用在墩頂預埋球鉸，在墩旁施做托架，預壓、澆筑0#塊，拼裝掛籃，在線外懸臂現澆完成后，平轉至正線。11#墩T構采用原位掛籃懸臂現澆法施工的總體施工方案，采用2套（每套2幅）掛籃分段懸臂灌筑施工。先在墩身施做托架，作為0#段立模和施工平臺，預壓后分兩次澆注0#段砼，將掛籃安裝在0#段上，預壓后用掛籃灌注1#梁段。完成1#段預應力施工之后，展開對稱懸臂澆筑其它標準段，并讓橋梁主墩的兩個標準段基本同步。同時，選擇適當時要進行邊跨現澆段墩頂支架拼裝、混凝土澆筑施工。在10#墩完成平轉后，組織澆筑邊跨、中跨合攏梁段混凝土。

2.轉體理論依據

隨著現代科技的不斷發展，橋梁無支架施工新技術、新工藝不斷出現，轉體施工技術便是其中之一。橋梁轉體施工，最適合跨越深谷、急流及公鐵立交等時采用，特別是特殊橋位處采用此法最好。這種施工工藝，從技術和經濟上都是可行的，具有節省費用、安全可靠、整體性好等特點。橋梁轉體施工，通常分為豎直轉體法和水平轉體法。豎直轉體法主要是在較低位置進行澆筑，此方法目前應用面較窄，一般只用于肋拱橋。當前橋梁轉體施工中廣泛采用水平轉體法，即在橋墩（或橋臺）上預制一個轉動軸心，并將其下部固定，上部施工完成后整體水平旋轉到設計橋位的方法。該方法應用廣泛，在T構橋、拱橋、鋼桁梁橋及斜拉橋等橋梁施工上均有采用。

3.轉體施工關鍵技術

平轉工藝依據轉動體系不同可分為平鉸法與球鉸法，轉動體系主要由轉動支承、牽引系統和平衡系統等構成。獅嶺連續梁轉體工程施工采用球鉸法進行，這種施工方法必須按照設計要求，在施工前對轉動支承、牽引系統和平衡系統進行嚴密試驗，對試驗過程中發現的問題及時予以解決，防止正式施工中出現轉動球鉸承重大、曲線連續梁存在縱橫向不平衡彎矩、牽引制動力大等現象。同時，為確保轉體施工安全順利，還要加強線形監控和模型分析，以便及時發現和解決施工過程中可能出現的相關問題。

3.1轉動支承

所謂轉動支承，其指的是平轉法的應用過程中，需要采用相應設備進行支承，其是平轉法中的關鍵設備之一。其一般由兩部分構成，即上轉盤和下轉盤。上轉盤支承與轉動結構連接，下轉盤與基礎連接，起到固定作用。運行時，上下轉盤相對轉動，從而實現平轉轉體。而具體的轉動支承方式通常有磨心支承及撐腳支承兩種，也可采用磨心支承和撐腳支承共同支承的方式。磨心支承方式是以中心撐壓面作為受力點，承擔全部轉動重量，定位銷軸設置于磨心部位。獅嶺連續梁轉體工程所采用的是磨心支承方式。基于安全考慮，將6對撐腳設在支承轉盤周圍，正常轉動時與滑道面無接觸，在轉體產生傾覆傾向時則可發揮出支承能力，滑道面高差由撐腳與滑道間隙決定，間隙大高差要求小，反之則反。而獅嶺間隙為10mm～15mm，比一般的2mm～20mm小，所以要求更高。因為球鉸制作、安裝位置及精度直接決定了橋梁合攏精度，同時極大程度上關系到轉體過程的安全性，其質量及精度要求極高。因此，施工過程中必須嚴格按照技術規范，確保制作質量和安裝精度，保證萬無一失。必須將四氟乙烯滑片按廠家編號對號安裝，并將黃油四氟乙烯粉涂抹上，再進行上、下球鉸試運轉，使黃油四氟乙烯粉能夠均勻分布，并進行蠟封，采用石蠟密封周邊縫隙，以保證潤滑材料的性能和雜物進入影響精度。

3.2牽引系統

平轉法施工成功與否重在能否實現轉動，這是一個非常關鍵的技術問題。為獲得最大的力臂，一般將轉動力安裝在上轉盤的外側。提高轉動力矩，是平轉法施工能否順利實施的重要因素。通常啟動摩擦系數設計為0.06左右，減小摩阻力。同時，采取一半正旋和一半反旋鋼絞線的措施，保證牽引索鋼絞線安裝施工過程中牽引索之間在轉體時互不干擾。獅嶺工程轉體系統通過高壓油管和電纜，將4 臺QDCLT2000型連續頂推千斤頂、2 臺LSDKC-8主控臺、4臺YTB液壓泵站連接成2套轉體牽引系統。每套千斤頂由前后兩臺前端配有夾持裝置的千斤頂串聯組成，額定油壓為25MPa，公稱牽引力為2000KN。將千斤頂固定于反力架上，因為受力大，需要采用滿足性能要求的高強度螺栓。并與反力座固定，反力座須承受200t壓力。在轉盤兩側的反力座上分別布置連續頂推千斤頂，為使其處于最佳工作狀態，保證其中心線與上轉盤相切，同時與預埋鋼絞線處于同一平面。埋設在上轉盤的兩束牽引索經清污、除銹后，逐根預緊鋼絞線，再用千斤頂整體預緊該束鋼絞線，使同一束牽引索之中的各鋼絞線持力基本一致以保障其受力性能。

3.3平衡系統

在平轉過程中，平衡問題是值得關注的重點問題。如果平轉不平衡，則極易導致重大安全事故發生。因此，為使平轉重心降低，通常圍繞橋墩軸心實施轉動，并將轉盤設于墩底以下。由于獅嶺工程連續梁位于豎曲線和圓曲線兩種曲線上，會產生不平衡力矩和偏心距問題，所以在施工前必須進行反復測算和試驗，對獲得的相差數據進行綜合分析，看是否符合轉體設計要求，是否需要采取相應的配重措施。為確保T構梁卸架安全順利，必須轉盤處百分表讀數進行仔細觀測，如果發現較大的傾斜變化，則必須在梁體對應側加配重來保持平衡。平衡轉體在轉動中上部結構必須保持平穩，特別是大型懸臂結構且無斜拉索的情況下更應該重視保持平衡，否則施工安全難以保證。同時，在轉動過程中，為避免轉體上部懸臂結構絕對平衡引起梁端抖動，應采用梁體縱向傾斜配重方案，使實際重心偏離理論值5cm～10cm，使轉動體的平穩性和安全性在轉動過程中得以增強。

3.4線形監控

轉體梁在懸臂階段是靜定結構狀態，如果在合攏過程中不施加額外的荷載，成橋后內力狀態通常不會偏離很大，因此連續梁施工控制的主要任務是控制梁體線形。線形控制是對每個施工階段的測量數據進行收集和分析，并將分析結果與模型預測值進行比對。如果發現比對差異，則必須查找問題及原因，為科學確定下一階段施工預拱度提供參考。其關鍵是線形控制并非一次性任務，而是每節段施工周期都要進行，經測量數據、分析比對，之后對誤差進行及時的調整。而且，每一階段施工結束之后，都要對相關參數進行修正和調整，如結構模型中混凝土養護齡期和實際的彈性模量、容重、節段施工周期等。之后，再重新計算結構模型并與實測結果進行比對，看混凝土澆筑前后、梁底和梁頂、預應力束張拉前后標高是否有變化等，為數據分析提供基礎和條件。獅嶺工程連續梁施工監測一個周期為每節段混凝土澆筑前至預應力鋼束張拉完畢。

3.5轉體施工

試轉是橋梁正式轉體前的重要程序。主要是檢查轉體的各系統是否狀態良好，整個系統是否安全可靠。通過試轉，還可以采集初始資料，以便正式轉體前發現和處理系統存在的問題。正式轉體時，先將輔助千斤頂達到預定的噸位，再啟動動力系統設備使其運行在“自動”狀態。按規范使用對稱千斤頂，保證上轉盤無傾覆力產生。設備運行時要高度關注各部運行狀態，如有異常應立即停機檢修。最后采用點動來控制精確就位。

4.結束語

綜上所述，城際鐵路廣清線是珠三角城際鐵路的重要干線，此次獅嶺連續梁采用轉體的施工方法，不僅降彽了成本，提高了施工質量和效率，還大大減少了對鐵路和國道行車的干擾，相對于傳統的懸臂灌注法和支架現澆法更為安全、可靠。

［1］袁定安.武咸城際鐵路連續梁跨武廣高速鐵路轉體施工技術［J］.鐵道標準設計，2012，04：63-69.

［2］高峰，楊銘.高速鐵路跨電氣化鐵路繁忙干線轉體連續梁施工技術［J］.鐵道技術監督，2012，12：37-40.

［3］王世學.大跨度連續梁轉體施工的關鍵技術問題［J］.中華建設，2011，09：188-189.