斜跨鐵路特大橋轉體梁施工工藝研究與應用

劉建超 王安東

（1.中鐵一局集團第二工程有限公司，河北 唐山 063000）

（2.陜西鐵路工程職業技術學院，陜西 渭南 714099）

0 引言

隨著公路、鐵路運輸行業的飛速發展，在跨越崇山峻嶺及已有公路、鐵路線路時，修筑大跨度較大的混凝土橋梁需求迅速增加。在修筑連續預應力混凝土橋梁施工中，廣泛采用懸臂澆筑法[1,2]。在懸臂法連續箱梁施工工藝技術方案設計問題成為諸多橋梁施工難題，而在此方面已有諸多學者做出了一些研究。龔漢兵[3]通過現場測定轉動體的偏心距、不平衡力矩、摩阻力及摩擦系數等參數,總結出了大噸位鐵路連續梁橋轉體施工不平衡稱重的現場測試方法。介紹了京雄城際鐵路全線第一個跨既有高速鐵路轉體的施工[4]。朱俊浩[5]介紹了鋼箱梁構件滑移法安裝、上轉體系統組成、索塔施工、轉體施工等關鍵技術。綜上所述在斜跨現有橋梁施工中，采取轉體施工的部分工程案例已有一定的研究，而針對特大跨越已有鐵路線路支座轉體施工施工方法及關鍵技術研究并未涉及更多深入研究。

1 工程概況

跨越京廣鐵路五號橋的某特大橋為雙線預應力混凝土連續梁，位于半徑R=1200m平曲線上，縱坡為5.0‰上坡、4.5‰下坡，94#～95#墩之間為變坡點，交角為41°12′00″、41°09′00″。該橋梁體主要采用單箱室和變截面直腹板的形式。箱梁頂寬12.6m，底寬7.0m。頂板厚除梁端為65cm外，其余均為50cm。腹板厚度為48～120cm，隨線路設計線線性變化，為了改善梁中部受力情況，中部腹板采用局部加厚到200cm。橋梁底板厚按二次拋物線變化，由跨中45cm變化至根部的120cm。為了加固梁體結構，全橋采用在特殊部位添加橫隔板，主要有端支點、主跨中部及中支點處共設置7道橫隔板。關鍵部位各處橫隔板，設置不同厚度，邊支座處橫隔板厚1.5m，主跨跨中厚0.8m，中支點厚3.0m。為了便于后期養護維修，橫隔板設置有檢修孔通道。橫隔板在箱梁兩側腹板與頂板相交處，外側均設置圓弧連接。預應力混凝土連續梁體采用C55，封端板采用C55的干硬性補償收縮混凝土，防護墻、人行道欄桿及電纜槽采用C40。縱向預應力鋼束采用高強度低松弛鋼絞線，標準抗拉強度值為1860MPa、直徑15.2mm，預應力鋼束管道采用鍍鋅波紋管，其雙面鍍鋅層重量不應小于60g/m。豎向預應力筋采用高強度精軋螺紋φ25mm鋼筋、PSB830，抗拉標準值830MPa。鋼束錨固體系采用JLM-25型錨具，管道內徑φ40mm采用鐵皮成孔。

2 工藝流程

跨京廣鐵路采用轉體法施工，即在已有線路兩側施作95#、96#墩，該處施工采用掛籃懸臂法澆筑梁體。待附屬工程完成后，通過轉體使梁體就位、調整線性、封固球鉸轉動體系的上、下盤，最后澆筑合龍段，使全橋貫通，轉動方向為逆時針。總體施工布置圖如圖1所示。

圖1.轉體梁與既有京廣鐵路平面位置關系示意圖

3 施工要點

3.1 球鉸的構造和布置

轉體球鉸主要有上球鉸、四氟滑板、下球鉸及銷軸等部件組成，設計豎向承載力為160000KN。球體半徑為R7.992m，球面半徑為4.0m，轉動球鉸整體高度為0.752m。頂平、下凸的球鉸，頂面直徑為4.0m,上球鉸與轉盤固定，隨轉動體一起旋轉。底平，上凹的下球鉸，其上凹面上刻有防止滑動的直徑 0.06mm深 0.010m嵌槽1211個。上凹面嵌放四氟滑板片，嵌槽采用環形排列方式布置，滑動片設計抗壓強度為 100MPa。直徑為270mm的鑄鋼柱銷軸，其豎向設置在球鉸中心，防止上球鉸偏移。上下球鉸之間填充物設計為黃油聚四氟乙烯粉，其靜摩擦系數為0.1，動摩擦系數為0.06。

3.2 轉動牽引平面布置及撐腳、滑道及砂箱的布置

為了確保橋梁轉體，在轉動過程中穩定，不會發生較大傾斜，在轉盤底面沿距轉動中心半徑為R=465cm的圓周，每個上均勻設置了6組雙Ф800×36mm的圓形鋼管混凝土撐腳，并且在底部下設30mm厚鋼板走板，在撐腳走板下支墊20mm鋼板（作為轉體結構與滑道的間隙），在撐腳的下方（即下轉盤頂面）設置中心半徑為4.65m，寬1.1m的環形可調式滑道，轉動時撐腳在滑道內滑動，以保持轉體結構的平穩，整個滑整個滑道面在同一個水平面上，其相對高差不大于 0.5mm。當轉體發生傾斜時，撐腳先支撐于下轉盤的滑道上，防止轉體進一步側傾。撐腳底面走板加工精度為3級，滑道鋼板頂面由工廠刨平，粗糙度6.3級，轉動前在接觸下滑道的支撐腿下面鋪裝四氟滑板，并在轉動過程中及時添加，以減少轉動時的摩擦力。

3.3 轉體結構施工

轉體結構由下轉盤、球鉸、上轉盤、轉體牽引系統組成。下轉盤（下承臺）為支撐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。下轉盤采用C50混凝土。下轉盤上設置轉體系統的下球鉸、撐腳的環形滑道及轉體牽引與助推千斤頂反力座等。下轉盤分兩次澆筑施工。第一次在綁扎底層鋼筋、 側面鋼筋、 內豎向鋼筋、 各種預埋鋼筋和預埋件后，立模澆筑混凝土至距承臺頂1.3m處；第二次在下球鉸和滑道安裝固定后，綁扎其余鋼筋，澆筑第二層混凝土及牽引反力座。上轉盤（上承臺）分兩次澆筑施工。第一次在上球鉸安裝和鋼撐腳完成后，綁扎上球鉸鋼筋網片及轉臺鋼筋，澆筑轉臺混凝；第二次在綁扎上轉盤其他鋼筋和墩身預埋筋后，澆筑上轉盤混凝土。轉體施工布置圖見圖2、圖3。

圖2 轉動牽引平面布置圖

圖3 轉體系統總圖

4 總結

轉體主要工藝研究應用得出一下結論：轉體施工過程中采用高精度測量儀器進行測量，高程控制在 0.03mm，中心偏差精度達到土 1mm以內。安裝下球鉸和滑道定位架，將其頂面相對高差提高至小于 1.2mm，中心偏差小于 0.8mm。在下盤澆筑時控制定位鋼筋和高差控制在1mm以內。下球鉸表面安裝四氟乙烯片，頂面在同一球面上其誤差不大于1mm。在其內定位銷軸及套筒內安裝比例涂黃油和四氟乙烯粉，使其均勻的充滿定位銷軸和套筒、滑片之間的空隙，并略高于四氟乙烯片頂面。