RPC球鉸在高鐵橋梁轉體中的應用研究

摘要：針對目前國內傳統的橋梁轉體大多都采用鋼球鉸，而鋼球鉸存在現場安裝較為困難的問題，文章研究了RPC（Reactive Powder Concrete）在高鐵橋梁轉體中的應用，該球鉸具有尺寸小、設施一體化的特點，大幅度降低了現場的施工難度，提高了轉體施工效率和工程安全質量，在安全、經濟、進度等方面比傳統鋼球鉸更佳，可為類似項目提供參考。

關鍵詞：高速鐵路；轉體施工，RPC球鉸

中圖分類號：U443.4 A 31 105 2

0 引言

橋梁轉體法施工始于20世紀40年代的法國，最初是從豎轉法發展起來的，直至1976年，平轉法施工才首次應用。隨后，國外在斜拉橋、T形剛構橋、連續梁橋、拱橋等橋型上，越來越多地使用平轉法，技術也越來越成熟［1］。我國橋梁轉體施工技術起步相對較晚，1975年才開始進行轉體橋工藝的研究，并于1977年完成了我國歷史上的第一座平轉法施工橋梁。近年來，隨著高速鐵路的普及，轉體橋的應用越來越普遍，轉體橋個數、轉體質量、轉體形式已漸漸進入世界領先水平［2］。

高鐵連續梁跨越既有線施工安全風險系數大，轉體精度要求高［3］。目前，國內傳統的橋梁轉體大多都采用鋼球鉸，而鋼球鉸存在現場安裝較為困難的問題，保證球鉸安裝精度和混凝土的施工質量，成為轉體施工時質量控制的關鍵環節。RPC（活性粉末混凝土）球鉸是最新研發的一種新型轉體球鉸，RPC作為一種新型材料，應用范圍還不廣泛。為進一步了解RPC球餃在高鐵橋梁轉體中的運用，提高轉體系統的施工質量，本文對此項工藝展開研究。

1 工程概況

新建南玉鐵路那舅特大橋位于廣西南寧市青秀區那舅村，起止里程為DGK0+277.14～DGK2+167.32，橋梁全長 1 890.18 m。那舅特大橋在33#墩～34#墩（DGK1+581.07～DGK1+629.872）上跨既有湘桂線（中心里程K771+787），線路法線與既有線交叉角度為25°，采用2× 48 m T構（T構梁跨為32#墩～34#墩）跨越。2× 48 m T構在鐵路外側采用掛籃對稱懸臂灌注施工，然后再轉體就位。

2 轉體施工特點

那舅特大橋33#～34#墩在DGK1+581.07～DGK1+629.87段上跨湘桂線，上部結構采用（48+48）m預應力混凝土T構，橋面寬 12.6 m；下部結構采用矩形墩，鉆孔樁基礎。T構位于R= 2 000 m緩和曲線上。湘桂線為單線電氣化鐵路，兩線交叉銳角約56°。

為保證既有線安全，減少施工過程中對既有線運營的干擾，加快施工進度，混凝土T構采用轉體施工，即在33#墩處（DGK1+581.07）平行既有鐵路懸灌法施工T構，待施工到最大懸臂狀態后，結合既有線運營、施工要點及天氣等因素，擇機實施轉體施工，轉體到位后再進行邊跨現澆段施工。橋梁轉體以橋墩軸心為轉動中心，將轉盤設置于墩底，采用墩梁固結。在轉體施工過程中，必須做好安全防護工作，確保施工安全和既有線運營安全。

3 轉體施工關鍵技術

3.1 下承臺施工

球鉸安裝前，需預先施工下承臺0～ 2.4 m，下承臺施工時需預埋上下轉盤臨時固結。臨時固結采用4組共64根直徑 32 mm精軋螺紋鋼，分別布置在大里程方向和線路左右側方向。施工時用鐵絲將精軋螺紋鋼與承臺鋼筋綁扎固定，預埋深度不得小于設計要求，安裝高度一致、豎直，安裝完成后套上PVC管防止精軋螺紋鋼銹蝕。

3.2 球鉸支撐架安裝

在下承臺下部施工完成后，進行球鉸下座板安裝，先安裝下座板托架再安裝下座板。托架高度為 40 cm，安裝前先測量放線球鉸中心位置，放樣偏差 ≤1 mm。根據中心點調整安裝托架，使托架中心與球鉸中心重合。安裝時托架標高應比設計標高低10～ 20 mm，標高可采用倒L形鋼筋進行粗調，粗平固定后采用托架螺栓進行精調，骨架角鋼頂面平整、水平，相對高差 ＜2 mm。

3.3 球鉸滑道安裝

球鉸滑道寬 1 m，一共8塊，安裝前需先綁扎滑道下的鋼筋，再進行滑道下托架安裝，最后安裝滑道。先定位橋梁預制方向的2個托架，其他托架根據滑道長度對稱布置，滑道托架標高應比設計標高低10～ 20 mm，采用倒L形鋼筋進行粗調，粗平固定后采用托架螺栓進行精調。先安裝第一塊滑道，調整滑道平面位置和標高，用卷尺自球鉸中心定位滑道兩端的半徑，滑道半徑符合設計要求，頂面標高偏差 ≤1 mm，然后安裝其他滑塊，滑塊之間應預留5～ 10 mm間隙。安裝完成后滑道頂面應平整，滑塊之間高差 ≤0.5 mm，采用電子水平尺檢測平整度，用三角形楔形塊檢查滑道的平整度，排查是否有卡頓現象。

3.4 球鉸下盤安裝

下盤直接放置在下座板上，根據測量放樣點調整下盤中心點位置。下盤直徑為 1.8 m，下座板直徑為 2.2 m，下座板到下盤的尺寸為 20 cm，通過尺量復核球鉸平面位置，中心偏差 ≤1 mm，高程偏差 ≤1 mm。調平后在下盤凹面上的超高分子量聚乙烯板滑塊上均勻涂抹潤滑硅脂，涂抹厚度控制在 2 mm以內，涂抹均勻、平整。

下盤與下座板四周接縫處滿焊固定，并采用六邊形楔形塊在八方向二次焊接加固，所有焊縫均涂抹防銹漆防銹。

3.5 球鉸上盤安裝

上盤安裝前先去掉上盤底凸面的塑料保護膜，露出光滑面，再將上盤吊放至下盤上，上下盤接觸面貼合緊密，調整上盤中心位置與球鉸中心重合，插入銷軸進行試轉。試轉為人工推動，轉動方式為順時針三圈、逆時針三圈，保證球鉸轉動順暢。這時可采用鋼筋將球鉸上下盤連接焊接固定，在正式轉體前割除。

3.6 砂箱及撐腳安裝

撐腳采用8個直徑為 60 cm的鋼管，內澆注C120級PRC混凝土。預先在滑道上定位撐腳安放位置，然后根據撐腳尺寸在撐腳安放位置上鋪設一層 2 cm厚石英砂。石英砂鋪設平面需平整、厚度一致。將撐腳底的保護薄膜去掉后吊裝至預先鋪設好的石英砂上，尺量滑道面到撐腳底面的間隙 ≤2 cm，且撐腳底面高差 ≤2 mm。撐腳底打入三角鋼楔進行固定防止轉動，石英砂和鋼楔在轉體前拔出且清理干凈。

砂箱布置在撐腳之間，分擔球鉸在連續梁施工過程的各種施工荷載。砂箱預先加壓調整至同一高度，根據測量放樣點定位砂箱位置，將其吊放至預定位置。砂箱頂放置一塊鋼板與上承臺連接，砂箱與上承臺無連接，其承受由鋼板傳來的豎向壓力，在轉體前卸壓取出。

4 效益分析

4.1 降低人工成本

RPC球鉸安裝較傳統鋼球鉸節省人工約10人，安裝工期縮短 3 d，按每人每天200元計算，可節省200×3×10= 6 000元。

4.2 施工質量

RPC球餃尺寸小，設施配套一體化，類似搭積木，可大幅度降低現場的施工難度，提高施工安裝精度，確保后期轉體平穩。

4.3 材料成本

RPC球鉸單個球鉸、滑道支架、撐腳加固措施，相較傳統鋼鉸球可節約 3 t以上型鋼材料，按市場價 6 000元/t計算，可節約 6 000×3×5= 90 000元。

那舅特大橋33#～34#墩2× 48 m T構在鐵路外側采用掛籃對稱懸臂灌注施工，并順利轉體到位后，轉體施工過程中安全、平穩、精準，可推廣至類似跨鐵路施工項目。

5 結語

本文采用的RPC球鉸具有尺寸小、設施一體化的特點，大幅度降低了現場的施工難度，提高了轉體施工效率、工程安全質量及安裝進度，縮短了施工工期，確保轉體橋整體工期。成套的RPC球鉸施工技術在安全、經濟以及進度等方面比傳統鋼球鉸更佳，可為類似項目提供參考。

參考文獻

［1］程 飛，張琪峰，王景全.我國橋梁轉體施工技術的發展現狀與前景［J］.鐵道標準設計，2011（6）：67-71.

［2］馬行川.跨線橋轉體技術發展現狀與展望［J］.鐵道標準設計，2020，64（6）：92-97.

［3］于進華.高鐵橋跨繁忙干線鐵路平轉施工關鍵技術［J］.鐵道建筑技術，2013（4）：103-105，109.

收稿日期：2022-12-20