呼張客專墩頂轉體連續梁施工技術研究

鄭伯強（中鐵十七局集團第二工程有限公司，陜西　西安　710043）

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呼張客專墩頂轉體連續梁施工技術研究

鄭伯強
（中鐵十七局集團第二工程有限公司，陜西西安710043）

摘要：大跨度連續梁上跨既有鐵路，為減少上部結構施工對鐵路行車安全的影響，采用旁位懸臂現澆、平衡轉體的施工方法。以新建呼張鐵路客運專線懷安站特大橋（60+100+60）m連續箱梁墩頂轉體施工為例，對下轉盤、球鉸、上轉盤、轉動牽引系統等的施工技術進行了研究。通過工程實踐證明:采用墩頂轉體可減少轉體重量，梁體重心至球鉸的距離顯著降低，轉體更平穩。

關鍵詞：連續梁；墩頂轉體；轉體系統施工；轉體技術

1　工程概況

對于上跨既有鐵路線橋梁工程，國內較為成熟的工藝為墩底水平轉體法施工技術，即：在上下層承臺之間，或者承臺與墩底之間設置平轉系統，平行既有線澆筑梁體，墩梁固結或臨時固結成整體后共同繞承臺轉動，實現梁體跨線。其施工弊端為：橋梁下部設置轉體系統，因此轉體穩定性要求高，扭矩大；轉體重量較大，導致平轉系統龐大、設計牽引力大，基礎尺寸和防護工程數量也大幅增加，最終會導致主跨跨徑也相應增大。而連續梁采用懸臂澆筑墩頂水平轉體的施工方法，可有效的減輕了轉體重量、降低了牽引力，尤其是與既有鐵路立交高度較高時，大大的降低了施工風險。

新建呼張鐵路客運專線懷安站特大橋連續梁位于DK40+733.6～DK40+955.4處，采用（60+100+ 60）m懸臂現澆+墩頂轉體預應力混凝土連續梁跨越京包鐵路上下行線，主跨與既有京包雙線鐵路（K234+580）相交，呈61°夾角。主墩采用18根樁徑1.5m，樁長52m鉆孔灌注樁基礎；采用雙層承臺，下承臺尺寸為13.5m×18.5m×3.5m，上承臺尺寸為8.5m×14.0m×2m承臺。橋墩采用圓柱型截面，墩身直徑5m，墩帽采用矩形截面，尺寸為10.8×8.8m，倒角半徑為2.5m。全橋梁體共15個節段，順鐵路方向采用支架搭設澆筑0#塊，按照懸臂澆筑工藝分別在52#、53#中墩采用掛籃分節澆筑梁體1#-13#，邊跨15#現澆段可與梁體施工同步進行，待梁體轉體后進行14#合攏段澆筑。梁體懸臂施工完后，進行整個轉體系統支承體系的轉換，使上轉盤支承于球鉸上，每個轉體重量5360t。

墩頂轉體結構由下轉盤、球鉸、上轉盤、轉動牽引系統組成（如圖1所示）。

圖1　墩頂轉動系統布置

2　轉體裝置結構施工

2.1轉體下轉盤與球鉸施工

下轉盤為支承轉體結構全部重量的基礎，支承重量5360t。中墩頂帽（10.8×8.8m）設計為下轉盤，下轉盤采用C50混凝土，下轉盤上設有直徑為2.44m的下球鉸及中心直徑為5.24m的環形滑道。下轉盤設置轉動系統的下球鉸、保險環形滑道及轉體拽拉千斤頂反力座。根據要求控制球鉸及下滑道的安裝精度要求，下轉盤（墩帽）的澆注分兩次完成。

轉動球鉸是轉動體系的核心，是轉體施工的關鍵結構。它由上下球鉸、球鉸間聚四氟乙烯滑片、固定上下球鉸的鋼銷、下球鉸鋼骨架組成。它在轉體過程中支撐轉體重量，是整個平衡轉體的支撐中心。

墩帽混凝土第一次澆筑完成后,安裝下球鉸骨架,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1mm，施工采用十字線對中法，水平調整先使用普通水平儀調平，然后使用精密水準儀調平，使球鉸周圍頂面處各點相對誤差不大于1mm，固定調整螺栓。

下轉盤混凝土施工完成后，將Φ175mm轉動定位鋼銷軸放入下轉盤預埋套管中，然后進行下球鉸四氟乙烯滑片的安裝。填充改性聚四氟乙烯滑片在工廠內進行制作，在工廠內安裝調試好后編好號碼，現場對號入座，安裝前先將下球鉸頂面和滑片鑲嵌孔清理干凈，并將球面吹干。滑片安裝完成后，各滑片頂面應位于同一球面上，其誤差不大于1mm。

在下球鉸球面上涂抹黃油聚四氟乙烯粉，使其均勻的充滿滑動片之間的空隙，并略高于頂面，涂抹完后盡快安裝上球鉸，其間嚴禁雜物掉入球鉸內。上球鉸精確定位并臨時鎖定限位后，用膠帶纏繞密封上下球鉸吻合面，嚴禁泥沙雜物進入。

2.2滑道與上盤撐腳安裝工藝

墩帽混凝土第一次澆筑時在滑道設計位置采用3cm厚木板嵌入墩身使其平整，木板取出后用2cm厚C50水泥砂漿調平，再在其上鋪1cm厚的Q345環形鋼板（尺寸同木板），最后再采用C50水泥砂漿填平鋼板兩側槽口，防止鋼板滑動，要求整個滑道在同一水平面內，任意3m弧長內環道的高差不大于1mm。

上轉盤共設4組撐腳，每組撐腳由兩個直徑φ500×24mm、高916mm焊在厚30mm扇形鋼板上。在撐腳底與滑道之間留有18mm的間隙，箱梁施工時間隙內填塞厚10mmMGE板，轉體前抽掉10mm墊板，作為轉體結構和滑道的間隙。

2.3轉體牽引體系施工

本橋的平轉牽引體系由牽引動力系統、牽引索、牽引反力座組成。轉體施工設備采用全液壓、自動、連續運行系統。具有同步，牽引力平衡等特點，能使整個轉體過程平衡，無沖擊顫動，該設備是一種較為理想的轉體施工設備。

3　轉體施工

3.1轉體施工方法

正式轉體主要施工步驟如下：

1）按照試轉采集的各項數據和經驗，檢查滑道和轉體設備是否完好，做好正式轉體的準備。

2）結構轉體前進一步做好人員分工，根據各個關鍵部位、施工環節，對現場人員做好周密部署，各司其職，分工協作，由現場總指揮統一安排。

3）先使千斤頂達到預定噸位，啟動動力系統設備，并使其在“自動”狀態下運行。

4）每個轉體使用的兩對稱千斤頂的作用力始終保持大小相等、方向相反，避免不平衡力偶產生。

5）設備運行過程中，各崗位人員必須堅守崗位，時刻注意觀察、監控動力設備和轉體各部位的運行情況，并作好記錄。

6）在轉體就位處設置限位裝置，并在轉盤上標識刻度，以轉體梁端的每1米換算到上轉盤的圓周上，由現場技術人員負責報數，確保兩幅同步轉體。同時在合攏段支架上做好控制點，轉體結構接近設計位置時，為防止結構超轉，停止自動牽引操作,采用點動控制，點動時間為0.2秒/次,每次點動千斤頂行程為1mm,梁端行程15mm。每點動操作一次，測量人員測報軸線走行現狀數據一次，反復循環，直至結構軸線精確就位。

3.2轉體就位施工工藝

轉體基本到位（距準確位置0.5m）后，進行連續梁的高程、中線精確就位工作。

1）中軸線準確就位。

軸線偏差主要采用連續千斤頂點動控制來調整，在10m直線段支架上做好控制點，轉體結構接近設計位置時，為防止結構超轉，停止自動牽引操作,采用點動控制，點動時間為0.2s/次,每次點動千斤頂行程為1mm,梁端行程15mm。每點動操作一次，測量人員測報軸線走行現狀數據一次，反復循環，直至結構軸線精確就位。

2）連續梁高程調整。

首先進行線型測量，對橫向傾斜、軸線偏差、高程偏差進行調整，本橋沒有發生橫向傾斜，高程偏差采用在梁端兩腹板處作用千斤頂的方法進行調整，經過精確調整后，連續梁中線及高程誤差在1cm之內，滿足了《橋規》的精度要求。

線型測量，對橫向傾斜、軸線橫向、縱向偏差進行調整，上下盤間抄墊鎖定、平面定位等工作完成，轉體結構精確就位后，即對結構進行約束固定。

4　轉體完成后續施工

1）澆筑邊跨合攏段。

2）拆除轉體撐腳，施工中墩墩頂墊石。

3）采用12組800t千斤頂，同時起頂抽調鋼護筒夾層鋼板，將上球鉸鋼護筒中間段鋼板重新用高強螺栓鎖緊，使上下球鉸分開。

4）將永久支座頂推就位，千斤頂落梁至設計標高，完成體系轉換，取出轉動銷軸。

5）澆筑中跨合攏段。

參考文獻：

[1]薛軍,任文祥.T形剛構大縱坡彎斜箱梁橋水平轉體施工技術[J].鐵道標準設計，2005(08)：33-37.

[2]王立中.轉體施工的公路T型剛構橋梁轉動結構設計[J].鐵道工程學報，2006(9):41-43.

[3]李拉普.跨線連續箱梁橋平面轉體施工技術[J].鐵道標準設計，2009(08):55-57.

[4]周廣偉,黃龍華.橋梁轉體施工技術[J].華東公路，2007 (6):8-10.

[5]陳英杰.橋梁轉體施工技術研究與應用[J].中國市政工程，2006(4):28-29.

中圖分類號：U448