春申特大橋鋼桁梁轉體專項技術探討

周滿興 上海鐵路局工務處

1 工程概況

春申特大橋橋中心鐵路里程HYDK001+399，位于上海市松江區境內，與既有滬昆鐵路相交16°，全橋位于曲線上，96 m 鋼桁梁主桁類型為無豎桿整體節點平行弦三角桁架下承式鋼桁結合梁，主桁寬6.6 m，主桁跨度96 m，全長98 m，桁高12.8 m，橫橋向支座中心距為6.6 m。由主桁、橫梁、上平縱聯、橋門架及橫聯、橋面板等附屬設施等部分組成。鋼桁梁主體鋼結構總重815 t。

2 總體施工方案

圖1 鋼桁梁拼裝及轉體施工設計圖

春申特大橋18#-19#墩的1-96 m 鋼桁梁跨越既有營業線滬昆鐵路，與既有線16°斜交。既有滬昆鐵路為電氣化鐵路，是繁忙干線，列車密度大。為減少施工對既有線運營的影響，通過技術比選，鋼桁梁采用在既有線旁側支架法拼裝鋼桁梁，通過臨時設施（拼裝用臨時墩、19#墩轉體定位裝置、軌道梁、轉體走行機構等）平面轉體至設計位置，然后落梁就位的施工方案。鋼桁梁拼裝及轉體施工方案如圖1 所示。

3 施工準備及資源配置

施工前探清通信、信號、供電等地下管線數量及線路走向，在地下管線改移完成后再進行施工。

鋼桁梁拼裝場地工作場地需提前進行換填處理，滿足鋼桁梁拼裝和各種車輛（吊裝及運輸車輛）的要求。

4 主要臨時工程

本工程采用先支架拼裝再平面轉體法施工，輔助性的臨時工程主要有：拼裝用臨時墩、19#墩轉體定位裝置、軌道梁、轉體走行機構等。

4.1 1#-7#臨時墩

4.1.1 基礎處理

臨時支墩基礎擬采用砼擴大基礎，每個臨時支墩承載力按500 kN 考慮，若原地基承載力達不到要求時，則采用換填強夯法處理。

4.1.2 鋼管支墩

春申特大橋96 m 鋼梁在19#墩～8#臨時墩采用膺架法、汽車吊機就地拼裝，除利用已修建的19#墩作為鋼梁拼裝支承 墩 外 ， 還 需 要 在E2、E4、E6、E8、E6′、E4′、E2′、E0′、EE2、EE4、EE6、EE8、EE6′、EE4′、EE2′、EE0′ 處搭設16 個 臨時 支墩，臨時支墩擬采用φ325 鋼管，每個臨時支墩由4 根鋼管樁做立柱、平面聯結用10 角鋼，單個臨時墩平面尺寸為1.5m×2.5 m，頂部設2 組I28 工字鋼橫橋向分配梁組成，用于支承鋼梁下弦節點。

4.1.3 墩頂布置

1#-7#臨時墩在鋼管樁頂部設2 組I28 工字鋼橫橋向分配梁組成，用于支承鋼梁下弦節點。

4.2 8#臨時墩

4.2.1 基礎處理

因8#臨時支墩為所有臨時墩里的關鍵，綜合考慮，地基處理采用1.0 m 鉆孔樁。鉆孔灌注樁施工采用回旋鉆成孔，鋼筋籠采用集中分段制作，運至孔位后鉆機下放。采用兩次清孔工藝，導管灌注水下混凝土成樁。

經地基所需承載力計算，鉆孔樁入土深度為：L=2.73 m+9.9+6.1=18.73 m，樁長取19 m。

4.2.2 承臺施工

混凝土承臺尺寸采用10.1 m×5.6 m×1.0 m，混凝土標號C30。承臺底標高與既有線路肩標高基本一致，承臺開挖深度盡量小。承臺中預埋的預埋件位置準確。

4.2.3 墩柱施工

8#臨時墩經綜合考慮整個系統的穩定性及中間一節滑道支撐點位置，采用混凝土結構。

4.2.4 墩頂布置

8#臨時墩靠近既有線一排鋼支墩及新增加的靠近既有線側的53 cm 寬混凝土作為新滑道的支撐點。該處作為受壓構件，混凝土頂面共設三層鋼筋網片，最上面一層鋼筋網片和鋼支墩頂分配梁焊接連接。

5 滑道梁

滑道梁分三節（9 181 mm+19 460 mm+7 707 mm），總長36 348 mm。

跨越既有滬昆鐵路的滑道梁（19.46 m）采用鋼箱梁，采用Q345C 制作,重55 t；截面為2.4×1.55 m 箱型結構，計算跨徑19.46 m。箱型截面高1 550 mm，寬2 400 mm；頂板厚36 mm，底板厚26 mm，腹板厚16 mm，為增強面板的穩定性，頂板設角鋼∠160×100×16 加勁肋，腹板、底板設 δ16 鋼板加勁肋；鋼桁梁每隔580 mm 設一道24 mm 厚的橫隔板。縱向加勁肋在橫隔板處斷開。

6 轉體走行機構

轉體采用千斤頂頂推行走，整個由滑槽、滑船、頂推千斤頂、反力座等構成。轉體走行系統如圖2。

圖2 轉體走行系統剖面圖

6.1 滑船

滑船采用φ676×50 mm 圓形MGE 高分子材料和鋼板制作，滑船安裝于鋼桁梁支座鋼板下部的φ700×12 mm 鋼管限位槽內，滑船與支座鋼板采用限位聯接。

6.2 滑槽

滑船在滑道板上走行，滑道板按走行的軌跡制作成圓弧形結構，兩側設置側擋限位。滑道板采用δ16Q235+316 不銹鋼復合板作為滑道面，滑道寬740 mm；

側擋高50 mm，同樣采用δ16Q235+316 不銹鋼復合板作為側擋面，側擋后隔段設置加勁肋板。

兩側兩段滑槽在滑道梁吊裝完成后設置。

6.3 頂推千斤頂

轉體采用千斤頂頂推行走，采用100 t 液壓千斤頂施加頂推力。千斤頂前端設球鉸，保證在千斤頂頂推前進的過程中，隨時可以微調方向，減小切向分力。

6.4 反力座

在滑道面板上設置φ60 mm 銷孔，銷孔共設兩排，兩排銷孔間距880 mm（中心到中心距離）。兩銷孔連線垂直于走行圓弧軌跡。

頂推反力裝置由2 個反力座和一道2I36 分配梁組成。所有反力牛腿及分配梁跟隨千斤頂向前移動，反力座利用銷軸和滑道梁固定。銷軸采用40Cr 材質。

7 19#墩頂轉體定位裝置

19#墩頂在兩墊石中心設置預埋件，設置一個水平旋轉固定體系，用內徑φ410、φ435 兩種規格的無縫鋼管陰陽扣套接，形成一個旋轉支點，陰口與預埋件焊接固定，陽頭設置一組夾板與端橫梁下翼緣螺絲固定（此旋轉支點只受水平力）。因整個鋼管比較高，自由度比較大，所以陰口鋼管下半截(1.0 m)用C30 混凝土（2.0×2.0×1.0 m）進行包裹，陽頭鋼管內灌注C30 混凝土以提高其強度。

在兩墊石頂處設置2 個鋼墊座，墊座的頂部支承鋼梁，底部設置劃船和不銹鋼復合板板做為旋轉滑移面。

8 轉體

滑道板、滑板、千斤頂等設施安裝完成后，施工封鎖時間內實施轉體。鋼桁梁轉體角度16°，共需要走行的實際距離為26.7 m。

在轉體過程中，時時測量監控，及時通過千斤頂位置調整鋼桁梁走行方向。在鋼桁梁即將到位時，要放慢速度，確保鋼桁梁準確到位。

9 落梁

轉體完成后實施落梁，落梁采用鋼支墩配合大噸位千斤頂進行，18#、19#墩頂個設置四個支墩，兩個支座墊石上個設置一個，下弦縱梁內側頂梁處個設置一個。千斤頂放在下弦縱梁內側頂梁處兩個支墩上。

由于落梁高度較高，為保證安全性，采用一臺油泵控制兩臺千斤頂，以確保落梁同步。落梁時兩端交替進行，不能兩端同時落梁，每次落梁兩端高差不得超過30 cm。在落梁過程中，嚴格控制千斤頂回縮量，如有異常立刻停止落梁。

落梁用鋼支墩用I28 工字鋼制作，井字形布置。調節段用I14 工字鋼制作或鋼板。

鋼桁梁架設至設計位置時，根據支座中心十字線精確調整對位后，如有縱橫向偏差時需調整。鋼墊塊在鋼梁墊石處超墊好鋼梁后，在弦桿起頂處加上縱橫移工具，啟動千斤頂縱橫向移動，直至對位。

10 總結

本文以春申特大橋1-96 m 鋼桁梁轉體跨越滬昆鐵路為例，通過既有線旁支架法拼裝鋼桁梁，設置臨時設施，平面轉體至設計位置，落梁就位等施工關鍵步驟的介紹，對鋼桁梁轉體專項技術進行了基本的探討。通過鋼桁梁轉體技術，保證了既有線鐵路運輸安全，減少了施工對運輸生產的影響，對影響既有線的橋梁施工具有重大意義。