微子跨公鐵立交橋轉體施工

周志強

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

1 工程概況

山西省長治市長安高速環城公路上跨邯長鐵路立交橋工程，位于山西省長治市邯長鐵路微子鎮站內，為長安高速公路的控制性工程，上跨既有邯長鐵路、遠期規劃鐵路以及既有207國道。

橋位處既有邯長鐵路里程K200+965.1處于鐵路斜交，交角為69.6°。橋梁設計為雙向四車道外加緊急停車帶，主橋為全幅橋，橋梁全長755.08 m，橋寬26.0 m，橋梁上部結構為單箱雙室斜腹板截面，主橋為（72+120+72）m連續箱梁，橋面結構為整體結構形式，轉體段長度2×59 m，中間現澆合龍段長2 m，邊跨現澆段13 m，鉆孔灌注樁基礎，主橋橋墩為空心墩，轉體法施工。設計車載為公路-I級。

圖1 主橋總體布置圖

2 主要施工工序

（1）鉆孔灌注樁基礎施工。

（2）承臺施工及轉體體系安裝。

（3）墩臺蓋梁施工。

（4）現澆箱梁施工。

（5）轉體。

（6）主橋合攏。

3 轉體體系安裝

3.1 球鉸安裝

3.1.1 安裝下球鉸

施工中要精確安裝下球鉸，下球鉸精密對位后進行鎖定。在混凝土灌注前將球鉸中心軸的預埋套筒精確定位并固定，以便中心軸的轉動。下球鉸骨架固定牢固后，吊裝下球鉸使其放在骨架上，對其進行對中和調平，對中要求下球鉸中心，縱橫向誤差不大于1 mm，施工采用十字線對中法，水平調整先使用普通水平議調平，然后使用精密水準儀調平，使其球鉸周圍頂面處各點相對誤差不大于1 mm，然后固定調整螺栓。

圖2 轉體結構平面圖

3.1.2 安裝上球鉸

在下球鉸上安裝四氟乙烯片，四氟乙烯片φ60 mm×20 mm規格，允許應力100 MPa，四氟乙烯片在工廠內進行安裝調試后編好號碼，現場對號入座，安裝時把下球鉸表面和安裝孔內清理干凈，安裝后要求頂面在同一球面上其誤差不大于1 mm；上球鉸精確定位并臨時鎖定限位，上下球鉸吻合面外周用膠帶纏繞密封，防止混凝土漿或其他雜物進入球鉸摩擦面，球鉸安裝頂口務必水平，其頂面任兩點誤差不大于1 mm，球鉸轉動中心務必位于設計位置，其誤差：順橋向±1 mm；橫橋向±1.5 mm。

3.2 轉體上盤撐腳與滑道安裝

上盤撐腳為轉體時支撐轉體結構平穩的保險腿。從轉體時保險腿的受力情況考慮，轉臺對稱的兩個保險腿之間的中心線與上盤縱向中心線重合，使8個保險腿對稱分布于縱軸線的兩側。在撐腳的下方設有1.3 m寬的滑道，滑道半徑為5 m，轉體時保險撐腳可在滑道內滑動，以保持轉體結構平穩。要求整個滑道面在一個水平面上，其相對高差不大于2 mm。每個上盤下設有8個撐腳，每個撐腳為雙圓柱形，下設30 mm厚鋼板。雙圓柱為兩個φ800 mm×24 mm的鋼管，內灌C50微膨脹混凝土。在下盤混凝土灌注完成上球鉸安裝就位時即安裝撐腳，并在撐腳走板下支墊6 mm鋼板。

上盤縱、橫向預應力筋采用60根19-Φ15.2鋼絞線，采用單端張拉，張拉端采用M15-15P錨具，錨固端采用M15─15P錨具，張拉控制應力1 395 MPa。預應力孔道均用波紋管制孔，波紋管用鋼筋定位網定位，張拉后及時封錨壓漿。豎向預應力筋采用Φ32冷拉Ⅳ級精軋螺紋鋼筋，軋絲錨。采用無粘結套管體系，在上盤頂面單端張拉，張拉控制應力706.5MPa，錨固端埋在上盤底混凝土里。

4 箱梁施工

箱梁采用分節段澆注，轉體部分箱梁在轉體前平行于既有鐵路滿堂支架預制，在轉體前將防撞欄板等附屬結構施工完成，以避免轉體就位后還有影響營業線的施工作業。箱梁采用支架現澆法施工，并分段張拉預應力，主要施工工序有：排架基礎施工、預制箱梁排架搭設、支架預壓、箱梁及附屬結構砼施工。

5 轉體施工

箱梁的“T”施工完成之后，拆除承臺底模，本橋采用中心轉體，采用4臺100 t的千斤頂，兩組千斤頂對磨心形成力偶，頂推上承臺轉動，直到轉體到位。頂推過程應適時檢測千斤頂讀數，并注意觀測4個角的標高，及時報告觀測的結果，控制好橋梁中線，防止轉動過位，轉體結束后零時固定上下轉盤。再固結上下轉盤以后，完成全橋合攏。

根據設計構造的特點，轉體過程中，轉體的全部重量由球鉸承擔，但轉體結構受外界條件或施工的影響容易出現傾斜。因此，須設置內環保險腿和調整傾斜的千斤頂。限位控制體系包括轉體限位和微調裝置，主要作用為轉體結構轉動到位出現偏差后需要對轉體進行限位和調整使用。

牽引系統轉體總重量W為123000kN，靜摩擦力為123000kN，動摩擦力為6 150 kN，按轉體拽拉力計算公式：

T=2/3×（R·W·μ）/D

得：牽引力T=2/3×（R·W·μ靜）/D=1 453.6 kN

T=2/3×（R·W·μ動）/D=726.8 kN

其中球鉸平面半徑R為195cm，轉體總重量W為123000kN，轉臺直徑D取1 100 cm；靜摩擦系數按μ取0.1，動摩擦系數按μ取0.05。

6 主橋合攏施工

轉體旋轉到位后，經過認真對轉體箱梁各細部的認真檢查，確認滿足相關要求后，即可固定箱梁四角風纜，組織邊跨、合攏段施工。

合攏段混凝土擬在支架上立模進行澆注，為克服支架下陷及梁體溫度變形造成合攏段混凝土開裂這一現象，擬對支架進行預壓處理，并設置合攏段水平撐架。在合攏段現澆混凝土達到設計強度以后，對邊跨、合攏段進行預應力鋼束進行張拉，完成體系轉換。箱梁邊跨合攏段施工，尤其是預應力體系轉換是控制全橋受力狀態和成型的關鍵工序，因此預應力施工要在外界溫度20℃左右，嚴格按照要求施工順序進行預應力施工。

7 結束語

轉體施工的成敗取決于轉體系統設置的是否精確可靠，轉體設施布置是否合理以及轉體的動力系統選擇是否得當。微子跨公鐵立交橋主橋上跨邯長鐵路，轉體過程只用了1.5 h，一次轉體到位，對鐵路的運營已經減到最小，對梁高的檢測結果顯示，梁高的高度變化均小于8 mm。