上跨繞城高速公路施工研究

王新越

（北京城建華威公路工程有限公司，北京 100124）

市政道路是城市建設(shè)的重要組成部分，直接影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。近年來(lái)，隨著城市快速發(fā)展，新建、改建、擴(kuò)建市政道路工程數(shù)量增多，其中包括一些跨越既有線路的情況。此類(lèi)工程對(duì)既有線路的交通影響較大，是施工重難點(diǎn)。轉(zhuǎn)體橋是采用轉(zhuǎn)體法施工的橋梁，先在非設(shè)計(jì)軸線位置處對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆筑或拼接成形，然后轉(zhuǎn)體就位，既保證了施工安全，又提高了施工效率，還能將環(huán)境影響降至最低水平。以下結(jié)合實(shí)踐，探討市政道路工程上跨繞城高速公路的施工組織方法，以供參考。

1 工程概況

1.1 市政道路基本情況

某新建市政道路工程，全線約37.5km，采用雙向4 車(chē)道，設(shè)計(jì)行車(chē)速度為60km/h。該道路施工期間，DK27+198.818～DK29+387.968 段是一座橋梁，全橋長(zhǎng)2 189.15m，其中，18#～21#墩為上跨繞城高速公路。該繞城高速公路通行時(shí)速為100km/h，道路寬度為48m，采用雙向10 車(chē)道設(shè)計(jì)。新建道路與既有線路的夾角為99°，凈空為7.9m。本工程施工期間，為最大限度地減小對(duì)繞城高速公路的影響，采用轉(zhuǎn)體施工方案。

1.2 施工重難點(diǎn)

（1）橋梁轉(zhuǎn)體施工，需在高速公路封閉交通的天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，施工前與相關(guān)單位對(duì)接，針對(duì)轉(zhuǎn)體中可能影響線路的風(fēng)險(xiǎn)源，制定有效的防護(hù)措施。

（2）連續(xù)梁轉(zhuǎn)體前，全面檢查連續(xù)梁，清除梁面所有材料，并對(duì)梁端進(jìn)行封閉，轉(zhuǎn)體過(guò)程中，嚴(yán)禁人員上橋，防止物體掉落至下方路線。

（3）中跨合龍段施工和橋面系施工要在高速公路天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，時(shí)間緊、任務(wù)重，對(duì)施工組織和質(zhì)量安全管理要求較高。

2 現(xiàn)場(chǎng)施工組織方案

2.1 施工程序

（1）施工準(zhǔn)備階段。主要工作內(nèi)容是編制、審批施工方案、簽訂施工安全協(xié)議、提報(bào)施工計(jì)劃、轉(zhuǎn)體前技術(shù)準(zhǔn)備和物資準(zhǔn)備、懸臂梁稱(chēng)重、配重等。

（2）試轉(zhuǎn)階段。主要工作內(nèi)容是預(yù)緊鋼絞線、試轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)測(cè)試、試轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)參數(shù)、試轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)盤(pán)臨時(shí)固定等。

（3）正式轉(zhuǎn)體階段。主要工作內(nèi)容是線路封鎖與防護(hù)、梁面防護(hù)與轉(zhuǎn)體設(shè)備確認(rèn)、轉(zhuǎn)體勻速轉(zhuǎn)動(dòng)、梁端精準(zhǔn)對(duì)位、過(guò)程監(jiān)測(cè)及測(cè)量、轉(zhuǎn)盤(pán)固定、梁面照明設(shè)備拆除、檢查人員撤離線路等。

（4）合龍段施工階段。主要工作內(nèi)容是中跨合龍段鋼殼安裝、鋼筋綁扎、模板支設(shè)、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、預(yù)應(yīng)力管道壓漿、遮板混凝土澆筑、護(hù)欄安裝等。

（5）收尾階段。主要工作內(nèi)容是永久柵欄恢復(fù)施工、臨時(shí)柵欄拆除施工、承臺(tái)基坑回填等。

2.2 轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)是橋梁轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵，由下轉(zhuǎn)盤(pán)、球鉸、上轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)動(dòng)牽引系統(tǒng)組成，轉(zhuǎn)體總重量達(dá)9 000t。其中，球鉸結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖1，它是轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在轉(zhuǎn)體作業(yè)中起到結(jié)構(gòu)骨架的作用，為轉(zhuǎn)體提供必要的支撐。轉(zhuǎn)動(dòng)牽引系統(tǒng)提供動(dòng)力，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行操控，精準(zhǔn)控制變頻器頻率、上下頂壓力、油缸實(shí)際位置、油箱溫度等參數(shù)，以保證19#、20#墩轉(zhuǎn)體同步。

圖1 球鉸結(jié)構(gòu)組成示意圖

2.3 試轉(zhuǎn)體

準(zhǔn)備工作完成后對(duì)橋梁試轉(zhuǎn)體，技術(shù)要點(diǎn)包括以下內(nèi)容：

（1）預(yù)緊鋼絞線。先用千斤頂逐根預(yù)緊鋼絞線，再用牽引千斤頂整體預(yù)緊，對(duì)稱(chēng)、重復(fù)多次進(jìn)行，確保鋼絞線均勻受力，水平纏在轉(zhuǎn)盤(pán)上。

（2）啟動(dòng)泵站。在主控臺(tái)上，控制2 臺(tái)千斤頂同時(shí)施力試轉(zhuǎn)，若不能轉(zhuǎn)動(dòng)，需增加助推千斤頂，以克服靜摩擦力。

（3）試轉(zhuǎn)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)每分鐘轉(zhuǎn)速、點(diǎn)動(dòng)位移、慣性位移、應(yīng)力、牽引力等參數(shù)變化，為正式轉(zhuǎn)體提供依據(jù)。

（4）試轉(zhuǎn)完成后，臨時(shí)固定上、下盤(pán)，利用預(yù)留的螺紋鋼交叉固定，使用鋼楔塊填塞撐腳部位，正式轉(zhuǎn)體時(shí)，直接切斷即可。

2.4 正式轉(zhuǎn)體

正式轉(zhuǎn)體施工時(shí)，先確認(rèn)外部條件，包括現(xiàn)場(chǎng)、技術(shù)、機(jī)械、人員的準(zhǔn)備情況，同時(shí)，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目必須達(dá)標(biāo)。具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 轉(zhuǎn)體前監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及檢驗(yàn)方法

正式轉(zhuǎn)體施工技術(shù)要點(diǎn)如下：

（1）分析試轉(zhuǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)，整理控制轉(zhuǎn)體的詳細(xì)數(shù)據(jù)。接到轉(zhuǎn)體指令后，啟動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，按照預(yù)設(shè)參數(shù)控制油表壓力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)體。

（2）19#墩梁轉(zhuǎn)體98°，利用天窗點(diǎn)一次完成；20#墩梁轉(zhuǎn)體81°，利用天窗點(diǎn)一次完成。

（3）轉(zhuǎn)體過(guò)程中，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備和轉(zhuǎn)體部位的運(yùn)行情況，出現(xiàn)異常時(shí)，需停機(jī)處理，排除隱患后，繼續(xù)轉(zhuǎn)體。

（4）加強(qiáng)對(duì)懸臂端位置、懸臂端梁頂標(biāo)高的觀測(cè)，為精確就位提供依據(jù)。其中，使用千斤頂點(diǎn)動(dòng)控制、調(diào)整軸線偏差，將中線偏差控制在15mm 以?xún)?nèi)；使用千斤頂在上、下盤(pán)之間起拱，調(diào)整高程，將誤差控制在10mm 以?xún)?nèi)。

（5）轉(zhuǎn)體調(diào)整就位后，對(duì)上、下轉(zhuǎn)盤(pán)封固處理。焊好預(yù)留鋼筋，外側(cè)支模澆筑混凝土，在上轉(zhuǎn)盤(pán)接口處預(yù)埋壓漿管。待混凝土凝固后，對(duì)空隙進(jìn)行灌漿處理，以確保上、下盤(pán)混凝土密實(shí)。

2.5 中跨合龍

中跨合龍段施工工藝流程：預(yù)埋鋼殼→臨時(shí)鎖定→合龍鋼殼安裝→鋼筋安裝→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)→張拉壓漿。本工程中，為保證合龍時(shí)鋼殼的搭接長(zhǎng)度，降低因轉(zhuǎn)體施工梁體位置偏差增加的合龍難度，鋼殼邊段、中段接口采用斜邊設(shè)計(jì)。施工技術(shù)要點(diǎn)包括以下內(nèi)容：

（1）轉(zhuǎn)體前，在梁端梁體內(nèi)預(yù)埋鋼殼N1 塊，預(yù)埋長(zhǎng)度為0.97m，與懸臂梁混凝土牢固連接。轉(zhuǎn)體完成后，梁間空隙用N4 塊、N1 塊鋼殼焊接封閉。

（2）在20#墩施工范圍外，采用汽車(chē)吊將合龍段鋼殼吊至墩頂處，在天窗點(diǎn)分塊運(yùn)輸至合龍段。安裝時(shí)，在每塊板上焊接2 個(gè)吊耳，用吊葫蘆進(jìn)行吊裝。

（3）待邊、中塊鋼殼焊接牢固后，在鋼殼內(nèi)部綁扎跨中合龍段鋼筋，使用微膨脹混凝土澆筑，初凝后，涂刷養(yǎng)護(hù)劑保濕養(yǎng)護(hù)。

2.6 防護(hù)柵欄恢復(fù)

（1）19#墩基坑現(xiàn)狀坑底距離原地面1m，在轉(zhuǎn)體施工完成后，基坑回填時(shí)，安裝永久防護(hù)柵欄，基坑兩側(cè)柵欄基礎(chǔ)采用人工開(kāi)挖，安裝柵欄時(shí)，與既有防護(hù)柵欄順接。

（2）柵欄安裝過(guò)程中要預(yù)留通道，在天窗點(diǎn)內(nèi)人工拆除柵欄內(nèi)側(cè)臨時(shí)防護(hù)柵欄，并封閉通道。

（3）永久防護(hù)柵欄基礎(chǔ)采用混凝土基礎(chǔ)，尺寸為20cm×20cm；防護(hù)網(wǎng)采用浸塑鐵絲網(wǎng)，尺寸為1.8m×2.8m，上部是50cm 的刺絲滾籠，形式與原有柵欄保持一致。

3 轉(zhuǎn)體施工質(zhì)量控制措施

3.1 風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別控制

轉(zhuǎn)體施工中，需要識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)源，并采取針對(duì)性的控制措施。主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：

（1）突然停電，表現(xiàn)為電路破損、停電計(jì)劃未及時(shí)掌握。控制措施：施工前由項(xiàng)目部安全總監(jiān)組織作業(yè)隊(duì)負(fù)責(zé)人、電工整體排查轉(zhuǎn)體施工的電路、設(shè)備，與供電局聯(lián)系，掌握一周內(nèi)的停電計(jì)劃，現(xiàn)場(chǎng)配備移動(dòng)式發(fā)電機(jī)。

（2）梁體不穩(wěn)，表現(xiàn)為梁體滑移、墜落、傾覆等。控制措施：嚴(yán)格按照配重方案中的材料和位置進(jìn)行配重，在垂直于橋梁縱向方向上，采取防滑移措施，轉(zhuǎn)體前檢查應(yīng)急通道，以確保順暢，備齊應(yīng)急救援物資。

（3）轉(zhuǎn)體異常，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)體不能正常啟動(dòng)、牽引系統(tǒng)故障、梁端標(biāo)高突變、轉(zhuǎn)動(dòng)突然加速等。控制措施：將滑道上的雜物清理干凈，檢查牽引設(shè)備性能，按照計(jì)算的牽引速度設(shè)置油泵流量，轉(zhuǎn)體過(guò)程中安排專(zhuān)人進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入及監(jiān)控。

（4）機(jī)械故障，主要表現(xiàn)為牽引設(shè)備損壞。控制措施：進(jìn)場(chǎng)設(shè)備及時(shí)送檢，送檢合格后試運(yùn)行，轉(zhuǎn)體前檢查設(shè)備連接情況，確保各部件連接穩(wěn)固，接觸良好，配備機(jī)械構(gòu)件的備件。

3.2 關(guān)鍵參數(shù)控制

轉(zhuǎn)體施工中，為避免受轉(zhuǎn)體作業(yè)、梁體撓度、溫濕度、傾斜度影響，應(yīng)采取以下控制措施：

（1）轉(zhuǎn)體參數(shù)控制。詳細(xì)計(jì)算懸臂梁轉(zhuǎn)動(dòng)角度、轉(zhuǎn)盤(pán)及梁端轉(zhuǎn)動(dòng)水平弧線距離、牽引索行程。在計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制界面上，輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉檢查，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。試轉(zhuǎn)時(shí)，詳細(xì)記錄轉(zhuǎn)體角速度、梁端線速度，判斷是否滿(mǎn)足轉(zhuǎn)體時(shí)間要求。測(cè)量人員需測(cè)量10mm、5mm 和3mm 三級(jí)點(diǎn)動(dòng)時(shí)懸臂端轉(zhuǎn)動(dòng)水平弦線距離數(shù)據(jù)。正式轉(zhuǎn)體時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)識(shí)的轉(zhuǎn)角刻度和梁面軸線進(jìn)行雙控，避免欠轉(zhuǎn)或超轉(zhuǎn)。

（2）梁體撓度控制。轉(zhuǎn)體過(guò)程中監(jiān)測(cè)梁體撓度變化，若撓度過(guò)大，可提高配筋率或增加張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，以適當(dāng)增大梁高，減小撓度。

（3）溫濕度控制。溫度、濕度會(huì)影響轉(zhuǎn)體施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)自然環(huán)境考察，分析、記錄溫濕度變化，從而最大限度地避免自然因素的干擾。轉(zhuǎn)體前，需要與氣象部門(mén)保持密切聯(lián)系，掌握天氣變化并準(zhǔn)備好物資。遇到大雨、大霧或風(fēng)力＞4 級(jí)以上的天氣時(shí)，不進(jìn)行轉(zhuǎn)體作業(yè)。本工程中，轉(zhuǎn)體施工是在風(fēng)力≤4 級(jí)的氣象條件下進(jìn)行。

（4）傾斜度控制。轉(zhuǎn)體作業(yè)中，所有重力集中在球鉸上，受外力作用，梁體可能發(fā)生傾斜。對(duì)此，可安裝千斤頂設(shè)備，準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)的重心位置，通過(guò)調(diào)整千斤頂來(lái)控制傾斜度。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著市政道路工程增多，上跨繞城高速公路較為常見(jiàn)，只有合理制訂施工組織方案，優(yōu)化配置人、機(jī)、料等資源，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，才能保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)有序進(jìn)行。本研究可為類(lèi)似工程項(xiàng)目的施工組織管理提供參考，以實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化。