上跨高速鐵路橋梁工程轉體施工技術

張宏志

（中鐵三局集團第六工程有限公司，山西 晉中030600）

1 工程概況

新建贛州至深圳鐵路客運專線禮亨跨京九鐵路特大橋14#墩～深圳臺設計為80m+80m T構。于DIK122+380.85～DIK122+461.7處與京九鐵路相交，（京九鐵路里程為K2003+440，施工區間為K2003+359.25～K2003+520.75），與京九鐵路線夾角為56°，T構位于直線段，縱坡坡度為5.3‰；T構0#段、懸臂段分別采用托架、掛籃施工。

2 上跨高速鐵路橋梁工程轉體施工要點及工序

2.1 施工要點

旋轉連續梁的球形鉸鏈安裝在上、下支承平臺之間。具體操作如下：

1）應預埋牽引反力座，并澆筑第一層承臺混凝土。

2）應安裝球形鉸鏈支架、下球形鉸鏈和輔助千斤頂反力座，并澆筑混凝土。

3）安裝上部球形鉸鏈，澆筑上部承臺混凝土。

4）應進行墩身施工。施工過程中要注意使用φ32mm精軋螺紋鋼制作預埋托架預埋件及托架預壓。由于梁是旋轉施工，為了保證梁體達到旋轉精度和設計線形目標，委托華東交通大學在施工過程中對橋梁線形進行監控、檢測、控制，并提供預拱度數據，對主梁施工各階段的撓度進行動態監控，預測、控制后續施工段狀況，確保梁體線形滿足工程建設標準要求。

2.2 施工工序

施工準備→平轉系統施工→墩身、梁體施工完成→上下轉盤臨時鎖定拆除→自平衡承重→平衡牽引系統安裝、助力系統安裝→平衡微調→試轉→正式轉體→轉體完成。

3 上跨高速鐵路橋梁工程轉體施工技術分析

3.1 施工準備

橋梁轉體前需要開展一系列的轉體施工裝備，主要內容包括：承臺（球鉸）施工、墩身施工、梁體施工、橋面鋪裝成橋。承臺施工采用分層澆筑的原則，埋設冷卻循環系統，避免大體積混凝土溫度變化和收縮導致混凝土開裂。本T構采用140 000kN球鉸，按照設計要求安裝下球鉸、滑道及球鉸鋼筋等，并澆筑下球鉸混凝土。承臺施工時注意按照要求預埋牽引反力座和輔助千斤頂反力座，為轉體施工提供支持。承臺施工完成之后，施工主墩墩身混凝土，主墩墩高分為20.55m，在墩身施工時注意預埋托架預埋件。轉體混凝土結構澆筑完成后，安裝轉體結構稱重反力架的反力傳感器，對轉體結構觀察、監測2h以上。澆筑邊墩墩頂不等高頂帽加高部分，架設相鄰簡支梁進行橋面鋪設等工作整理場地，完成主梁施工【1】。

3.2 平轉系統施工

承臺共分4次澆筑：其中，下轉盤分2次澆筑，第一次預留空間后澆混凝土，兩側牽引反力座同時進行澆筑；第二次安裝滑道骨架、滑道以及下球鉸骨架、下球鉸并預埋輔助千斤頂反力座；第三次澆筑上轉盤，并安裝上球鉸、撐腳；第四次澆筑為轉體后上下轉盤進行封鉸。

滑道委托專業廠家進行加工，現場分節段拼裝成整體。第一次澆筑時根據骨架結構形式確定下盤情況，在下轉盤第一次澆筑后開始安裝定位骨架，安裝中采用型鋼或鋼筋進行加固，調整螺栓精確調平滑道平面，整個滑道面在一個水平面上，滑道安裝后要注意保護，防止擊打、碰撞。

球鉸由上球鉸、下球鉸、摩擦副、上套管、下套管、銷軸、下球鉸鋼骨架組成，是轉體施工轉動系統的核心，制作及安裝精度要求很高。球鉸的制作由專業廠家生產，并派人進行現場安裝技術指導。球鉸到場后先進行檢查與打磨，吊裝下球鉸使其放在骨架上，人工對其進行對中和調平。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。

上轉盤共設有6組撐腳，撐腳在工廠整體加工后運進現場，在上球鉸安裝就位時即安裝撐腳。安裝撐腳時確保撐腳與下滑道的間隙滿足標準要求，為確保上部結構施工時轉盤、球鉸結構不發生移動，用鋼楔將撐腳與滑道之間填充密實。

本轉體系統牽引索采用25根φ15.2mm環氧鋼絞線2束，每束長度80.3m，在混凝土內采用P型錨具錨固，錨固長度不小于3m，牽引索頭部分散預埋與定位。利用預埋牽引索支撐鋼筋確定鋼絞線的平面位置和高度，牽引索轉盤上纏繞時注意互不干擾。

牽引反力座為2個鋼筋混凝土結構設置承臺順橋兩側與承臺鋼筋進行固結，牽引反力座高1.55m和1.40m，長2m，寬1.45m，并于上部中間位置預留寬20cm、深40cm牽引槽口，反力座槽口位置及高度要精確放樣。下轉盤混凝土澆筑后進行牽引反力座澆筑【2】。

由于轉盤將整個承臺分隔開，整個橋梁結構不對稱，為防止澆筑墩身和主梁時因施工荷載和結構恒載引起的橋塔不平衡傾覆力矩，在轉盤施工過程中墩臺和承臺必須臨時固結，并可在轉動前拆除。

3.3 轉體施工

清理下盤滑道，對稱拆除砂箱，完成上轉盤與承臺之間的軋制螺紋鋼筋。完成由砂箱和精軋螺紋鋼筋支撐的整個斜拉橋體系到稱重反力架、旋轉鉸鏈和鋼管支架共同支撐體系的首次系統改造。

稱重結構安裝到位后，砂箱和上轉盤與支承平臺之間的精軋螺紋鋼筋才能拆除。根據砂箱和精軋螺紋鋼筋拆除過程中和拆除后傳感器的反作用力，計算槽梁體與轉盤中心的力矩差。

本牽引索采用25束φ15.2mm鋼絞線，用電錘在上板上相應位置設置支撐錨桿，用預埋牽引索支撐桿確定鋼絞線的平面位置和高度，牽引索轉盤纏繞1周，纏繞時應注意互不干擾。為了確保梁體在旋轉到位后不會向前或向后移動，提出了轉盤限位和梁端限位等有效限位措施。

3.4 試轉

轉體試轉前報施工計劃于鐵路部門，在鐵路部門允許試轉后才可進行試轉。轉體施工前進行試轉體，檢查平轉牽引系統的性能、整體平衡狀況、測定摩擦因數、最大啟動力，為正式轉體做準備。

3.5 正式轉體

轉體前應獲取當天當地的氣象信息，避免可能出現的大風對轉體工作產生危害，并采取有效防范措施。對各交通道口實施封閉，通知鐵路部門，正式轉體。正式轉體施工中要注意控制不平衡彎矩的預案，理論上，兩端受到的豎向力是平衡的，但由于兩側混凝土澆筑的不完全對稱以及施工荷載的影響（如風荷載），會產生不平衡彎矩，可以通過相應預案進行處理。

3.6 封鉸

旋轉和精確定位階段完成，檢測到平面位置和標高符合設計要求后，立即將鋼反作用架焊接在支撐腳兩側的下轉盤承載平臺上，打入鋼楔，并臨時鎖定，確保旋轉裝置不會產生任何位移。清理底盤上表面，焊接預留鋼筋，連接綜合接地鋼筋，在垂直模具中澆筑密封混凝土，將上下轉盤連接成一體?；炷翍駝硬簩?，以確保上下壁之間的緊密連接。澆筑上轉盤之前在其內部預埋φ5cm PVC管，待封鉸混凝土澆筑時作為振搗通道，距下承臺50cm處開孔作為封鉸混凝土澆筑時振搗孔。

4 結語

對于上跨既有高速鐵路的橋梁施工，轉體球鉸技術相較于傳統掛籃施工、預制架設、頂推等工藝來說，施工安全性高、操作簡便，能夠快速部署實施，造價相對較低。已經在我國很多鐵路橋梁、城際軌道交通橋梁建設過程中得到非常廣泛的應用。轉體球鉸技術能力也在不斷突破，2019年7月30日河北保定樂凱大街南延工程轉體斜拉橋完成轉體，更是刷新了同類橋梁重量和跨度的世界紀錄，充分展現了我國轉體橋梁建設能力，也為今后的施工設計積累了經驗，更為經濟、社會發展奠定了良好基礎。