跨鐵路轉(zhuǎn)體剛構(gòu)施工技術(shù)的探討

董曉輝

【摘 要】隨著鐵路的快速發(fā)展，必然要求跨越鐵路線的橋梁施工減小對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的干擾，轉(zhuǎn)體橋施工要點(diǎn)時(shí)間短、對(duì)鐵路干擾小的優(yōu)點(diǎn)愈發(fā)突出。文章以上跨京九鐵路立交橋工程為例，通過對(duì)項(xiàng)目的概述及具體轉(zhuǎn)體施工流程的分析，同時(shí)對(duì)施工效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，旨在對(duì)于上跨鐵路轉(zhuǎn)體剛構(gòu)的施工工藝進(jìn)行探討，從而達(dá)到提高工藝的目的。

【關(guān)鍵詞】跨鐵路轉(zhuǎn)體;剛構(gòu)轉(zhuǎn)體施工;技術(shù)探討

【中圖分類號(hào)】U445.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）02-0080-03

所謂橋梁轉(zhuǎn)體施工主要指在針對(duì)一些特殊設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)，在其非設(shè)計(jì)軸線位置澆筑成形并利用特定角度就位的新型施工方法。與架設(shè)在鐵路上空的轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)不同，橋梁轉(zhuǎn)體將原本的全程營(yíng)業(yè)線施工基本轉(zhuǎn)變?yōu)榭拷F路的鄰近營(yíng)業(yè)線施工。橋梁轉(zhuǎn)體施工系統(tǒng)由下轉(zhuǎn)盤、上轉(zhuǎn)盤、支座、滑道和牽引系統(tǒng)組成，轉(zhuǎn)體過程一般通過千斤頂對(duì)拉牽引索，形成旋轉(zhuǎn)力偶而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)體。

1 工程概況

上跨京九鐵路立交橋起點(diǎn)里程為K3+312.8，終點(diǎn)里程為K3+692.62，全長(zhǎng)380.24 m，立交橋在道路里程K3+504處上跨既有京九鐵路，鐵路里程為K40+306.8。京九鐵路分為上、下行線，道路與鐵路的交角為85°。立交橋主橋?yàn)?×45 m的預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)，分幅設(shè)橋。單幅橋?qū)?0.24 m，兩幅橋間設(shè)置22 cm縫。

左右幅在京九鐵路兩側(cè)平行滿堂支架現(xiàn)澆，0#段80 m一次性澆筑，左右幅同步逆時(shí)針轉(zhuǎn)體95°，單幅轉(zhuǎn)體重量達(dá)5 134 t，轉(zhuǎn)體就位后再澆筑兩端1#段。

2 轉(zhuǎn)體施工

2.1 下轉(zhuǎn)盤施工工藝

下轉(zhuǎn)盤位于地面以下，模板采用組合鋼模板。模板加固采取內(nèi)拉外撐的方法，上下拉桿借用轉(zhuǎn)盤鋼筋，中間設(shè)置通長(zhǎng)拉桿，外側(cè)利用碗扣支架立桿將模板撐在防護(hù)樁上，確保混凝土澆筑過程中不脹模。

下轉(zhuǎn)盤混凝土第一次澆筑高度1.7 m，澆筑至滑道骨架底部（即設(shè)計(jì)下轉(zhuǎn)盤頂以下1 m平面）。

2.2 下轉(zhuǎn)盤滑道安裝

下轉(zhuǎn)盤頂面設(shè)計(jì)有圓形滑道，作為整個(gè)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的滑動(dòng)面。滑道面板寬度為1.1 m，滑道中心半徑為3.65 m，滑道面板采用24 mm厚鋼板，鍍鉻后拋光。滑道安裝采用在下轉(zhuǎn)盤第一次澆筑后安裝滑道定位支架，支架調(diào)整固定后再進(jìn)行第二次混凝土澆筑的方法施工。

施工順序如下：對(duì)首次澆筑的混凝土面進(jìn)行鑿毛、清理→定位支架、安裝滑道→上層鋼筋的綁扎→澆筑→安裝鋼板、精確調(diào)整滑道頂面鋼板的平面位置及標(biāo)高。

（1）混凝土基面清理：在下轉(zhuǎn)盤第一次澆筑完成后，混凝土強(qiáng)度達(dá)到5 MPa后進(jìn)行鑿毛，做好混凝土清理碎渣，并用吹風(fēng)機(jī)吹干凈。

（2）定位安裝滑道支架：確定下轉(zhuǎn)盤滑道中心十字線，安裝下轉(zhuǎn)盤滑道骨架，并進(jìn)行調(diào)整，下轉(zhuǎn)盤滑道支架標(biāo)高宜低不宜高。

（3）澆筑二次混凝土：滑道定位支架安裝固定達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行下轉(zhuǎn)盤上層鋼筋綁扎，澆筑第二次混凝土1.7～2.7 m。

（4）拼裝下轉(zhuǎn)盤滑道：滑道頂面鋼板分節(jié)段拼裝，分節(jié)固定，面板接縫必須滿足平整度要求。安裝撐腳之前再次檢查滑道面板接縫，如存在錯(cuò)牙用砂輪磨平。T構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)撐腳在滑道面上滑動(dòng)，務(wù)必將整個(gè)滑道面控制在一個(gè)水平面上，以保證轉(zhuǎn)體的平穩(wěn)性，注意調(diào)整相對(duì)高差≤2mm。

（5）精確定位及調(diào)整：滑道頂面鋼板安裝時(shí)，測(cè)量人員利用高精度電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行精確測(cè)量。

2.3 下轉(zhuǎn)盤支座墊石澆筑

本橋轉(zhuǎn)體支座采用長(zhǎng)3 m、寬3 m、高0.5 m的支座墊石，施工前精確定位墊石的位置，將支座墊石范圍內(nèi)第二次澆筑混凝土鑿毛處理，支座墊石的主筋在下轉(zhuǎn)盤施工時(shí)已預(yù)埋，綁扎完成其他鋼筋，安裝模板后，測(cè)量人員對(duì)支座墊石的中心、標(biāo)高、平整度進(jìn)行復(fù)查;復(fù)核無誤后，澆筑混凝土。支立模板時(shí)，注意預(yù)留支座錨桿孔洞。

2.4 轉(zhuǎn)體支座安裝

轉(zhuǎn)體支座的安裝作為剛構(gòu)轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵部分，務(wù)必交由符合資質(zhì)要求的專業(yè)廠家制作和安裝。

本橋轉(zhuǎn)體支座選用ZTQZ-55MN型支座，與傳統(tǒng)球鉸相比，此轉(zhuǎn)體支座具有以下特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。主體采用鑄造成型，從結(jié)構(gòu)上避免了加工、運(yùn)輸、安裝過程中產(chǎn)生的球面變形現(xiàn)象。②安裝精確且便捷。轉(zhuǎn)體支座將傳統(tǒng)球鉸的現(xiàn)場(chǎng)分步安裝改為工廠組裝后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)整體安裝，解決了施工現(xiàn)場(chǎng)施工工序復(fù)雜且精度不易控制的問題。③支座結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置有密封裝置，可有效避免灰塵及異物進(jìn)入支座內(nèi)部。

轉(zhuǎn)體支座設(shè)計(jì)承載力為55 MN，平面直徑為2.15 m，支座靜摩擦系數(shù)不大于0.05，滑動(dòng)摩擦系數(shù)不大于 0.03，設(shè)計(jì)豎向轉(zhuǎn)角為0.005 rad。轉(zhuǎn)體支座安放于轉(zhuǎn)體下盤頂?shù)膲|石上，支座安裝時(shí)墊石頂面四角高差不大于5 mm。支座安裝前將墊石表面鑿毛并鋪墊30 mm環(huán)氧樹脂砂漿（強(qiáng)度≥50 MPa），調(diào)平支座并控制支座頂面相對(duì)高差≤1 mm。

2.5 上轉(zhuǎn)盤撐腳安裝

項(xiàng)目設(shè)計(jì)有上8組撐腳，分別由兩根φ800×16 mm鋼管焊接而得，下設(shè)與滑道吻合的走板，施工時(shí)首先安裝撐腳，然后灌注C50微膨脹混凝土至鋼管內(nèi)。為保證施工整體穩(wěn)定性，撐腳選用轉(zhuǎn)體工廠成品安裝，在轉(zhuǎn)體支座安裝結(jié)束的同時(shí)需完成轉(zhuǎn)體支座的安裝。剛構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)前在滑道面內(nèi)鋪墊聚四氟乙烯板，同時(shí)砂箱就位。

2.6 上轉(zhuǎn)盤施工

上轉(zhuǎn)盤是轉(zhuǎn)體的重要結(jié)構(gòu)，是整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體系的傳力部位，轉(zhuǎn)體過程中是多向和立體的受力狀態(tài)。上轉(zhuǎn)盤邊長(zhǎng)9.50 m，高1.7 m;轉(zhuǎn)臺(tái)直徑為φ8.50 m，高0.8 m。轉(zhuǎn)臺(tái)一是作為轉(zhuǎn)體支座、撐腳與上轉(zhuǎn)盤相連接的部分，二是轉(zhuǎn)體牽引力直接施加的部位。轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)預(yù)埋鋼絞線作為牽引索，預(yù)埋端采用“P”形錨具，同一對(duì)索的錨固端在同一直徑線上并對(duì)稱于圓心，注意每根索的預(yù)埋高度和牽引方向應(yīng)一致。每根索埋入轉(zhuǎn)盤長(zhǎng)度大于3.0 m，每對(duì)索的出口點(diǎn)對(duì)稱于轉(zhuǎn)盤中心。牽引索外露部分圓順地纏繞在轉(zhuǎn)盤周圍，互不干擾地?cái)R置于預(yù)埋鋼筋上，并做好保護(hù)措施，防止施工過程中鋼絞線損傷或嚴(yán)重生銹。

2.7 上轉(zhuǎn)盤臨時(shí)固定措施

為保證上部T構(gòu)施工時(shí)轉(zhuǎn)體支座結(jié)構(gòu)不發(fā)生位移，采用鋼楔將撐腳與滑道之間塞死，同時(shí)在上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤之間采用φ32 mm精軋螺紋臨時(shí)固結(jié)，臨時(shí)固結(jié)在上轉(zhuǎn)盤對(duì)稱軸線附近沿半徑R=5.0 m布置。施工T構(gòu)完畢，在轉(zhuǎn)體之前鋸開作為臨時(shí)固結(jié)的精軋螺紋鋼。

2.8 雙幅T構(gòu)同時(shí)轉(zhuǎn)體施工

左右兩個(gè)T構(gòu)分別在鐵路兩側(cè)現(xiàn)澆，受空間位置限制轉(zhuǎn)體就位需要同步平行進(jìn)行，同時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)體95°。

本工程轉(zhuǎn)體牽引體系由2臺(tái)主控臺(tái)、4臺(tái)液壓泵站和4臺(tái)智能連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂通過高壓油管和電纜線連接組成2套轉(zhuǎn)體動(dòng)力系統(tǒng)。

在轉(zhuǎn)體過程中，5 145.8 t轉(zhuǎn)體重量均依賴轉(zhuǎn)體支座。由于轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的中心高度相對(duì)較高，不論是外部條件還是內(nèi)部條件的影響下均容易造成傾斜情況出現(xiàn)，因此在完成對(duì)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的調(diào)試時(shí)，一定要注意再針對(duì)轉(zhuǎn)體的懸臂端高程及軸線做出一定微調(diào)。若轉(zhuǎn)體過程中發(fā)現(xiàn)偏位超標(biāo)時(shí)，運(yùn)用微調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以使轉(zhuǎn)體繼續(xù)。在轉(zhuǎn)體完成后，利用微調(diào)系統(tǒng)將采集的轉(zhuǎn)體技術(shù)參數(shù)調(diào)整到可控范圍內(nèi)。

3 施工質(zhì)量效果評(píng)價(jià)

橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的一種新工藝，目前已經(jīng)比較成熟。轉(zhuǎn)體施工主要輔助建設(shè)于公路、鐵路，以緩解運(yùn)輸壓力橋梁轉(zhuǎn)體施工不設(shè)吊裝設(shè)備而依賴自身結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)就位，因此節(jié)省了大量支架材料。由于工藝非常經(jīng)濟(jì)且適用范圍比較廣，所以不會(huì)對(duì)橋下交通產(chǎn)生影響，既保障了鐵路運(yùn)營(yíng)安全和效率，也確保了工程質(zhì)量和進(jìn)度。

4 結(jié)語

總而言之，轉(zhuǎn)體橋廣泛應(yīng)用于上跨峽谷、河流、鐵路、高速公路等不能做支撐的情況，且轉(zhuǎn)體橋施工場(chǎng)地施工方便簡(jiǎn)潔，可多項(xiàng)工程平行作業(yè)，其工程的安全性、施工質(zhì)量、施工效率都有較好表現(xiàn)，相信未來轉(zhuǎn)體施工的應(yīng)用會(huì)越來越廣，其施工可行性及其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也會(huì)越來越高。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]褚自廣.跨既有鐵路線大跨連續(xù)梁橋轉(zhuǎn)體施工與控制技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（6）：5-6.

[2]吳帥峰.姑嫂樹路跨鐵路立交橋設(shè)計(jì)[J].橋梁建設(shè)，2014，44（4）：80-84.

[3]王文君.橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)研究[J].減速頂與調(diào)速技術(shù)，2016（1）：12-18.

[4]蔣紅衛(wèi)，鄭晨.跨滬寧高速公路大噸位鋼球鉸轉(zhuǎn)體施工工藝[J].世界橋梁，2011（5）：15-18.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]