淺談張呼客專集寧南特大橋連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工

高曉南

摘 要：本文結(jié)合新建張呼客運(yùn)專線4標(biāo)集寧南特大橋的施工實(shí)踐，就鐵路鐵大橋連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：客運(yùn)專線；特大橋；連續(xù)梁轉(zhuǎn)體；技術(shù)控制

由中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司承建的集寧南特大橋，中心里程：DK164+020.780，橋全長(zhǎng)7015.44延長(zhǎng)米。本橋在DK160+572.5、DK162+165、DK162+780、DK163+485、DK164+976處分別跨越察哈爾大道、工業(yè)大道、國(guó)道208、京包線和張集線、二廣高速。跨京包鐵路處（48+80+48）m 連續(xù)梁采用轉(zhuǎn)體施工外，其余均采用掛籃懸澆施工。該橋在跨越集包線、張集線時(shí)采用1聯(lián)（48+80+48）m連續(xù)梁，該聯(lián)連續(xù)梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆轉(zhuǎn)體施工。

跨京包線、張集線 （48+80+48）m連續(xù)梁采用采用掛籃懸臂澆筑施工。梁部除主墩上的0號(hào)塊在墩旁托架上現(xiàn)澆和邊跨平衡段采用在墩旁支架上現(xiàn)澆外，其余梁段采用掛籃懸臂澆筑，先在主墩墩頂安裝支架和托架，在支架和托架上灌注0號(hào)段，再對(duì)稱向兩側(cè)順序灌注各梁段，形成T構(gòu)。在轉(zhuǎn)體完成后再進(jìn)行合龍段的施工，合龍順序按先邊跨，后中跨的順序施工，合龍時(shí)采用加設(shè)勁性型鋼骨架及加設(shè)臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束的方法強(qiáng)迫合攏，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。

轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)動(dòng)體系主要有承重系統(tǒng)、頂推系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)三大部分構(gòu)成，承重系統(tǒng)由上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)動(dòng)球鉸構(gòu)成，上轉(zhuǎn)盤支承轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，下轉(zhuǎn)盤墩頂相連，通過(guò)上轉(zhuǎn)盤相對(duì)于下轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到轉(zhuǎn)體目的，轉(zhuǎn)體完成后，與上轉(zhuǎn)盤共同形成基礎(chǔ)；頂推系統(tǒng)由牽引設(shè)備（四臺(tái)ZLD200型液壓、同步自動(dòng)連續(xù)牽引系統(tǒng)（牽引系統(tǒng)由連續(xù)千斤頂、液壓泵站及控制臺(tái)組成）形成水平旋轉(zhuǎn)力偶，通過(guò)拽拉錨固且纏繞于直徑7.7m的轉(zhuǎn)盤周圍上的19Φs15.2鋼絞線，使得轉(zhuǎn)體系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)。

1 試轉(zhuǎn)體

正式轉(zhuǎn)動(dòng)之前，進(jìn)行試轉(zhuǎn)，全面檢查一遍牽引動(dòng)力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)體體系、位控體系、防傾保險(xiǎn)體系是否狀態(tài)良好，檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性。同時(shí)由測(cè)量和監(jiān)控人員對(duì)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)初始資料的采集，建立主橋墩轉(zhuǎn)動(dòng)角速度與梁端轉(zhuǎn)動(dòng)線速度的關(guān)系，準(zhǔn)備對(duì)轉(zhuǎn)體全過(guò)程進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，以便在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中把轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制在要求范圍內(nèi)。

試轉(zhuǎn)的目的：檢查、測(cè)試泵站電源、液壓系統(tǒng)及牽引系統(tǒng)的工作狀態(tài)；測(cè)試啟動(dòng)、正常轉(zhuǎn)動(dòng)、停轉(zhuǎn)重新啟動(dòng)及點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)的牽引力、轉(zhuǎn)速等施工控制數(shù)據(jù)；以求在正式轉(zhuǎn)體前發(fā)現(xiàn)、處理設(shè)備的問題和可能出現(xiàn)的不利情況，保證轉(zhuǎn)體的順利進(jìn)行。

1.1 試轉(zhuǎn)步驟

⑴預(yù)緊鋼絞線。用千斤頂將鋼絞線逐根以1-5KN的力預(yù)緊，預(yù)緊應(yīng)采取對(duì)稱進(jìn)行的方式，并應(yīng)重復(fù)數(shù)次，以保證各根鋼絞線受力均勻。預(yù)緊過(guò)程中應(yīng)注意保證鋼絞線平行地纏于上轉(zhuǎn)盤上。

⑵合上主控臺(tái)及泵站電源，啟動(dòng)泵站，用主控臺(tái)控制兩千斤頂同時(shí)施力試轉(zhuǎn)。若不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則施以事先準(zhǔn)備好的輔助頂推千斤頂同時(shí)出力，以克服超常靜摩阻力來(lái)啟動(dòng)橋梁轉(zhuǎn)動(dòng)，若還不能啟動(dòng)，則應(yīng)停止試轉(zhuǎn)，另行研究處理。

1.2 試轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)做好兩項(xiàng)重要數(shù)據(jù)的測(cè)試工作

⑴每分鐘轉(zhuǎn)速，即每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)主橋的角度及懸臂端所轉(zhuǎn)動(dòng)的水平弦線距離，應(yīng)將轉(zhuǎn)體速度控制在1.2m/min以內(nèi)。

⑵控制采取點(diǎn)方式操作，測(cè)量組應(yīng)測(cè)量每點(diǎn)動(dòng)一次懸臂端所轉(zhuǎn)動(dòng)水平弦線距離的數(shù)據(jù)，以供轉(zhuǎn)體初步到位后，進(jìn)行精確定位提供操作依據(jù)。

試轉(zhuǎn)過(guò)程中，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)是否平衡穩(wěn)定，有無(wú)故障，關(guān)鍵受力部位是否產(chǎn)生裂紋。如有異常情況，則應(yīng)停止試轉(zhuǎn)，查明原因并采取相應(yīng)措施整改后方可繼續(xù)試轉(zhuǎn)。

2.正式轉(zhuǎn)體就位

2.1試轉(zhuǎn)結(jié)束，分析采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對(duì)轉(zhuǎn)體實(shí)施方案進(jìn)行修正，方可進(jìn)行正式轉(zhuǎn)體。整個(gè)轉(zhuǎn)體基本采用人工指揮控制，所以，連續(xù)梁同步轉(zhuǎn)體必須有統(tǒng)一的指揮機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)體過(guò)程中數(shù)據(jù)的收集，采用一套嚴(yán)密的監(jiān)視系統(tǒng)。指揮人員通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)反映的兩幅橋的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行協(xié)調(diào)指揮，以達(dá)到同步的目的。轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)前要做好人員分工，根據(jù)各個(gè)關(guān)鍵部位、施工環(huán)節(jié)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員做好周密部署，各司其職，分工協(xié)作，由現(xiàn)場(chǎng)總指揮統(tǒng)一安排。

2.2 轉(zhuǎn)體施工的外部條件的確認(rèn)

轉(zhuǎn)體施工日期根據(jù)氣象部門預(yù)報(bào)確認(rèn)可10天內(nèi)沒有大風(fēng)、暴雨等惡劣天氣，且轉(zhuǎn)體當(dāng)天風(fēng)速不宜大于10m/s。

2.3 同步轉(zhuǎn)體控制措施

⑴兩墩同時(shí)啟動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)同步啟動(dòng)指揮員，用對(duì)講機(jī)通訊指揮。

⑵連續(xù)千斤頂公稱油壓相同，轉(zhuǎn)體采用同種型號(hào)的兩套液壓設(shè)備，轉(zhuǎn)體時(shí)按校驗(yàn)報(bào)告提供的參數(shù)控制好油表壓力。

⑶采用兩幅轉(zhuǎn)體同步監(jiān)測(cè)

轉(zhuǎn)體過(guò)程中隨時(shí)觀測(cè)兩個(gè)轉(zhuǎn)體的鋼絞線是否等速。

2.4 轉(zhuǎn)體監(jiān)控

⑴轉(zhuǎn)體前在轉(zhuǎn)盤上布置刻度并編號(hào)，轉(zhuǎn)體過(guò)程中隨時(shí)觀測(cè)兩個(gè)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)過(guò)角度是否一致。

⑵在轉(zhuǎn)盤鋼絞線上做好標(biāo)記，觀察同一轉(zhuǎn)盤的兩根牽引索通過(guò)千斤頂是否等速。

⑶轉(zhuǎn)體就位采用2臺(tái)全站儀觀測(cè)中線，時(shí)刻注意觀察橋面轉(zhuǎn)體情況，左右幅梁端每轉(zhuǎn)過(guò)1m，向指揮長(zhǎng)匯報(bào)一次，轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)到距設(shè)計(jì)位置2°時(shí)放慢轉(zhuǎn)速，改用手動(dòng)控制千斤頂。

2.5 防超轉(zhuǎn)限位裝置

轉(zhuǎn)體前在轉(zhuǎn)體就位位置安裝限位型鋼，使型鋼與轉(zhuǎn)盤撐腳接觸位置即為轉(zhuǎn)體就位位置。

2.6 轉(zhuǎn)體實(shí)施

⑴先讓輔助千斤頂達(dá)到預(yù)定噸位，啟動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備，并使其在“自動(dòng)”狀態(tài)下運(yùn)行。

⑵每個(gè)轉(zhuǎn)體使用的對(duì)稱千斤頂?shù)淖饔昧κ冀K保持大小相等、方向相反，以保證上轉(zhuǎn)盤僅承受與摩擦力矩相平衡的動(dòng)力偶，無(wú)傾覆力矩產(chǎn)生。

⑶設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，各崗位人員的注意力必須高度集中，時(shí)刻注意觀察和監(jiān)控動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備和轉(zhuǎn)體各部位的運(yùn)行情況。如果出現(xiàn)異常情況，必須立即停機(jī)處理，待徹底排除隱患后，方可重新啟動(dòng)設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。

3.封固轉(zhuǎn)盤

轉(zhuǎn)體精確定位后，注意檢查轉(zhuǎn)體高程、軸線偏位是否設(shè)計(jì)要求，無(wú)誤后，立即在4個(gè)撐腳打入鋼楔塊，并將其鎖定。保證轉(zhuǎn)體單元不再產(chǎn)生位移。清洗底盤上表面，焊接預(yù)留鋼筋，立模澆筑封固混凝土使上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤連成一體。混凝土澆筑時(shí)振搗密實(shí)，以保證上、下盤密實(shí)連接。

4.轉(zhuǎn)體施工注意事項(xiàng)

4.1 轉(zhuǎn)體抗傾覆預(yù)案

理論上，兩端受豎向力是平衡的，但由于主梁兩端可能的最大不平衡彎矩（包括梁縱向不平衡彎矩和橫向不平衡彎矩）、轉(zhuǎn)體時(shí)牽引力引起的扭矩以及由此引起的主梁慣性力的影響，轉(zhuǎn)體時(shí)存在傾覆趨勢(shì)可能，為保證轉(zhuǎn)體穩(wěn)定，采取以下措施：

⑴墩頂設(shè)臨時(shí)支座并設(shè)置受力鋼筋，將連續(xù)梁與橋墩進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)，保證T構(gòu)的穩(wěn)定。

⑵利用撐腳的作用，采取相應(yīng)的措施，消除不平衡彎矩，確保施工安全。

⑶在連續(xù)梁頂放置水箱，在轉(zhuǎn)體過(guò)程中觀測(cè)懸臂端高程的變化，若產(chǎn)生不平衡彎矩，則一端箱梁懸臂端翹起，往該端水箱里注水，直至產(chǎn)生的不平衡彎矩消除。

⑷為平衡曲線梁體的不平衡彎矩，將轉(zhuǎn)動(dòng)中心設(shè)一定的橫向預(yù)偏心。

4.2 轉(zhuǎn)體施工操作注意事項(xiàng)

⑴穿鋼絞線時(shí)注意不能交叉、打攪和扭轉(zhuǎn)，所用的鋼絞線應(yīng)盡量左、右旋均布；

⑵前后頂?shù)男谐涕_關(guān)位置要調(diào)整好，即不能讓行程開關(guān)滑板碰壞行程開關(guān)，又不能因距離太遠(yuǎn)而使行程開關(guān)不動(dòng)作；

⑶千斤頂?shù)陌惭b應(yīng)注意和鋼絞線方向一致；

⑷前、后千斤頂進(jìn)油嘴，回油嘴與泵站的油嘴必須對(duì)應(yīng)好，不能裝錯(cuò)；

⑸油管和千斤頂油嘴連接時(shí)，接口部位應(yīng)清洗、擦拭干凈。嚴(yán)格防止砂粒、灰塵進(jìn)入千斤頂；

⑹卸下油管后，千斤頂和泵站的油嘴應(yīng)加防塵螺帽，以防污泥進(jìn)入；

⑺控制系統(tǒng)在運(yùn)行前一定要經(jīng)過(guò)空載聯(lián)試，確認(rèn)無(wú)問題后方可投入使用；

⑻非系統(tǒng)人員請(qǐng)勿更改接線；

⑼牽引系統(tǒng)操作人員在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)禁站在千斤頂后；

⑽所有工作人員必須嚴(yán)格遵守有關(guān)安全施工操作規(guī)程。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，新建張呼客運(yùn)專線4標(biāo)集寧南特大橋連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工合格率100%，完全滿足了設(shè)計(jì)要求，并為今后類似工程積累了重要參數(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)。