跨線懸臂澆筑連續(xù)梁橋轉(zhuǎn)體施工關(guān)鍵技術(shù)

霍寶虎 （云桂鐵路（滬昆客專）云南有限責(zé)任公司，云南 昆明 650011）

1 工程概況

新建滬昆鐵路客運(yùn)專線云南段上跨既有滬昆鐵路六沾線工程沾益特大橋設(shè)計(jì)全長1768m，平曲線半徑8000m。在橋梁里程DK 1041+407～DK1041+535懸臂澆筑連續(xù)梁（27#-30#墩）與滬昆鐵路里程K2468+500處斜交，交角為25.3°。既有滬昆鐵路為6股道，每天有100余對(duì)列車通行，連續(xù)梁施工臨近沾益火車站，列車停靠于施工跨越范圍營業(yè)線上頻率較高。為保證施工安全、減小對(duì)行車的影響，降低施工難度。設(shè)計(jì)采用（72+128+72）m大跨度懸臂澆筑連續(xù)梁平轉(zhuǎn)法施工，即主橋先平行于既有線懸臂澆筑，再平轉(zhuǎn)就位，最后合龍成橋。轉(zhuǎn)體橋與既有營業(yè)線平面如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)體橋與營業(yè)線平面圖

懸臂澆筑連續(xù)梁位于曲線上，曲線曲做，梁體懸臂澆筑施工完成后，上部結(jié)構(gòu)總重8300 t。其中主梁中跨12個(gè)節(jié)段，邊跨14個(gè)節(jié)段。28號(hào)墩中跨主梁施工至12號(hào)節(jié)段翼緣板外緣距離既有線接觸網(wǎng)立柱水平距離僅2.2m，梁體施工空間較小；且梁體施工采用掛籃懸灌施工，在掛籃移動(dòng)和混凝土澆筑過程中安全風(fēng)險(xiǎn)較高。

2 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)施工

本橋轉(zhuǎn)體系統(tǒng)由上盤、下盤、球鉸、撐腳、滑道、砂箱、牽引系統(tǒng)組成。轉(zhuǎn)體時(shí)墩身及上部結(jié)構(gòu)重力全部由球鉸承受，撐腳在轉(zhuǎn)體時(shí)起控制轉(zhuǎn)體穩(wěn)定的作用。轉(zhuǎn)體球鉸設(shè)計(jì)承載力85000 kN，允許最大偏心0.2m，采用牽引系統(tǒng)施加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。

2.1 下球鉸安裝

球鉸定位骨架安裝完畢后，進(jìn)行下球鉸安裝。安裝時(shí)，測量人員對(duì)下球鉸中心精確放樣，平面位置縱、橫向誤差ξ≤1.0mm。下球鉸精平由螺母調(diào)整校平，精平后球鉸高程誤差Δ≤0.5mm。

2.2 滑道安裝

滑道由8塊24mm厚環(huán)形鋼板組成，通過螺栓與滑道骨架連接，多點(diǎn)整體吊裝。吊裝前對(duì)滑道中心及邊緣控制點(diǎn)進(jìn)行精確放樣，吊裝完成后進(jìn)行調(diào)平。調(diào)平分為粗調(diào)和精調(diào)兩部分，粗調(diào)可利用小型千斤頂輔助，精調(diào)時(shí)利用滑道可調(diào)螺栓進(jìn)行精平，嚴(yán)格控制滑道頂面相對(duì)高差不大于1.0mm。安裝完成后，澆筑下盤第二次混凝土。

2.3 銷軸及聚四氟乙烯板安裝

下盤承臺(tái)混凝土澆筑完成后，清理下球鉸球面，將黃油與四氟粉按重量120:1的比例配制混合，在中心銷軸套管中放入黃油四氟粉，將中心銷軸輕放至套管中，保證銷軸豎直并與周圍間隙一致。在下球鉸凹球面上按照從內(nèi)到外安裝聚四氟乙烯滑片，安裝完畢后使用黃油四氟粉填充下球鉸凹球面及聚四氟乙烯板間隙。施工時(shí)，應(yīng)保證黃油面與聚四氟乙烯板面相平。

2.4 上球鉸吊裝及轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)

上球鉸吊裝使用吊車多點(diǎn)起吊，吊裝時(shí)上球鉸銷軸預(yù)留孔與已安裝的銷軸應(yīng)精確對(duì)位。在檢查上、下球鉸外緣四周齊平，且上球鉸頂面相對(duì)高程偏差不大于1mm后，進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)。即采用人工進(jìn)行上球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬轉(zhuǎn)體工況。將上、下球鉸間的多余黃油、四氟粉混合劑擠出，使得上球鉸與聚四氟乙烯板密貼，檢驗(yàn)安裝效果。

2.5 撐腳安裝

撐腳采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，在滑道正上方均勻居中安放，并保持撐腳與滑道間縫隙 6.0～8.0 mm。撐腳采用Q345d鋼管，厚度14.0mm，外徑700.0 mm，內(nèi)填C50微膨脹混凝土，每墩布置8個(gè)。施工過程中，要嚴(yán)格控制撐腳下鋼板與滑道間間隙，不得發(fā)生抵觸。

2.6 沙箱安裝

轉(zhuǎn)體系統(tǒng)單墩設(shè)置16個(gè)沙箱，均布于環(huán)形滑道上，頂部作用于上盤底面。沙箱在轉(zhuǎn)體前作為轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的主要承重裝置，承受上部結(jié)構(gòu)的重力。制作時(shí)，使用400 t的千斤頂進(jìn)行預(yù)壓，觀測沙箱的沉降量，當(dāng)相鄰半小時(shí)時(shí)段內(nèi)不再沉降即可進(jìn)行吊裝作業(yè)。

轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝的關(guān)鍵步驟如圖2所示。

3 轉(zhuǎn)體過程控制要點(diǎn)

3.1 施工監(jiān)測

3.1.1 平面位置監(jiān)測

圖2 轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝

轉(zhuǎn)體施工前，測量人員應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，及時(shí)排除因掛籃桿件或梁體堆積材料造成儀器無法通視問題。利用測量控制網(wǎng)，使用全站儀在邊跨現(xiàn)澆段放樣置鏡點(diǎn)，在轉(zhuǎn)體T構(gòu)兩個(gè)梁端分別放樣轉(zhuǎn)體軸線監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)位置，并進(jìn)行標(biāo)記。利用坐標(biāo)法、絕對(duì)方位角法監(jiān)測轉(zhuǎn)體全過程，并及時(shí)將轉(zhuǎn)體角度、梁端線速度等信息反饋給指揮組及牽引設(shè)備操作人員。轉(zhuǎn)體施工由勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)動(dòng)階段，測量人員應(yīng)加大監(jiān)測頻率和數(shù)據(jù)報(bào)告次數(shù)。當(dāng)2個(gè)T構(gòu)的梁體4個(gè)監(jiān)測控制點(diǎn)同軸時(shí)，梁體轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定位置，通知轉(zhuǎn)體配合人員臨時(shí)鎖定下盤。

3.1.2 高程監(jiān)測

高程監(jiān)測采用光學(xué)水準(zhǔn)儀，儀器架設(shè)于邊跨現(xiàn)澆段置鏡點(diǎn)上，在每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)T構(gòu)邊跨梁端分左、中、右設(shè)置3個(gè)高程監(jiān)測點(diǎn)。轉(zhuǎn)體開始前，讀取每個(gè)T構(gòu)邊跨高程監(jiān)測點(diǎn)高程數(shù)據(jù)，作為梁體高程控制初初始值。轉(zhuǎn)體過程中，測量人員在邊跨現(xiàn)澆段置鏡點(diǎn)隨時(shí)監(jiān)測梁體高程變化。

3.1.3 上盤轉(zhuǎn)動(dòng)監(jiān)測

制作與上盤同直徑的帶有角度、線距離貼紙，在試轉(zhuǎn)體前，粘貼在上盤圓周外表面。在下盤頂面設(shè)置一根指針指向刻度貼紙0點(diǎn)處。觀察人員隨時(shí)觀測指針指向角度及下盤轉(zhuǎn)動(dòng)線距離，及時(shí)反饋給指揮組及設(shè)備操作人員。

3.2 限位控制

下盤施工時(shí)，在承臺(tái)混凝土內(nèi)按照設(shè)計(jì)要求埋設(shè)剛性限位擋塊。在轉(zhuǎn)體施工前，測量人員應(yīng)再次準(zhǔn)確測量限位擋塊位置及梁體轉(zhuǎn)動(dòng)角度，選擇合適型號(hào)、材質(zhì)型鋼作為限位擋板，對(duì)轉(zhuǎn)體的撐腳進(jìn)行精準(zhǔn)限位，防止梁體出現(xiàn)超轉(zhuǎn)。

3.3 點(diǎn)動(dòng)就位

根據(jù)設(shè)計(jì)建議及施工經(jīng)驗(yàn)，在梁端水平位移距離目標(biāo)位置約1m時(shí)，進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)就位作業(yè)。點(diǎn)動(dòng)施工是梁體經(jīng)過啟動(dòng)-加速-勻速-降速后的關(guān)鍵步驟，其直接影響梁體最終轉(zhuǎn)體效果。在正式轉(zhuǎn)體施工前，施工人員應(yīng)仔細(xì)分析試轉(zhuǎn)體采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，作為正式轉(zhuǎn)體控制參數(shù)，并應(yīng)結(jié)合牽引設(shè)備性能與設(shè)備操作人員共同制定梁體點(diǎn)動(dòng)方案。點(diǎn)動(dòng)方案確定應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)單位意見進(jìn)行，考慮梁體自重較大，點(diǎn)動(dòng)次數(shù)不宜超過5次，防止?fàn)恳ち?duì)墩身及梁體結(jié)構(gòu)造成影響。點(diǎn)動(dòng)階段，測量人員在收到牽引設(shè)備操作人員單次點(diǎn)動(dòng)結(jié)束指令后，應(yīng)在3～5min后再次測量梁體監(jiān)測點(diǎn)平面位置，作為本次點(diǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度最終數(shù)據(jù)，避免因梁體慣性出現(xiàn)超轉(zhuǎn)。

3.4 梁體姿態(tài)調(diào)整

梁體轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)位置后，測量人員監(jiān)控梁體梁端標(biāo)高變化值，此時(shí)梁端標(biāo)高應(yīng)為轉(zhuǎn)體前施工現(xiàn)場實(shí)際梁端標(biāo)高，非理論設(shè)計(jì)標(biāo)高值。轉(zhuǎn)體完成后，在上下盤間隙處設(shè)置千斤頂，對(duì)主梁縱橫向標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。千斤頂安放時(shí)需以梁體橫向、縱向軸線方向?qū)ΨQ布置，數(shù)量不少于4臺(tái)；控制壓力表讀數(shù)一致，確保千斤頂均勻受力。梁體姿態(tài)調(diào)整千斤頂需提前進(jìn)行校檢，以便施工人員控制壓力表讀數(shù)。姿態(tài)調(diào)整時(shí)，可利用百分表觀察轉(zhuǎn)體上盤底面標(biāo)高變化情況，為測量人員提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.5 上下盤封固

轉(zhuǎn)體完成后，經(jīng)測量人員確認(rèn)梁體線形及標(biāo)高無誤后，對(duì)撐腳進(jìn)行臨時(shí)鎖定，及時(shí)完成上下盤封固混凝土澆筑，使T構(gòu)成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再依照設(shè)計(jì)順序完成合龍段施工。上下盤封固澆筑時(shí)為保障上下盤間混凝土密實(shí)，可在上盤埋設(shè)豎向搗固孔，上盤澆筑時(shí)通過搗固孔振搗混凝土，保證封固混凝土密實(shí)。

4 施工安全防護(hù)

結(jié)合營運(yùn)線特點(diǎn)，經(jīng)多方商議、論證、現(xiàn)場踏勘，最終確定采用掛籃全包封施工方案。掛籃全包封即在掛籃體系基礎(chǔ)上制作包封，形成防墜落、防水、防靜電的全封閉體系。具有質(zhì)量輕、與掛籃同步行走等特點(diǎn)，既安全又節(jié)約了施工成本。

4.1 掛籃封閉防護(hù)

如圖3a所示，包封寬度13.0 m，長度7.0m，采用兩根雙拼25號(hào)工字鋼橫梁承受其自重。橫梁與掛籃底模橫梁位置對(duì)應(yīng)，采用Φ32精軋螺紋鋼懸吊于底模橫梁正下方。為減輕包封自重，底板采用14號(hào)槽鋼和竹膠板組合而成。槽鋼橫向間距0.8m，在槽鋼上鋪設(shè)竹膠板，竹膠板與槽鋼采用鐵絲綁扎固定。在竹膠板上再鋪設(shè)一層0.5 mm厚白鐵皮，防止施工過程中焊渣掉落引起火災(zāi)。包封側(cè)面、正面均采用Φ48鋼管搭設(shè)，鋼管豎向、橫向間距1.5 m，并高于梁頂1.8 m，掛10×10 mm鐵絲網(wǎng)和密目防護(hù)網(wǎng)。

圖3 掛籃全包封

4.2 防水防護(hù)

如圖3b所示，在包封提吊至預(yù)定位置后，在內(nèi)底板頂面及側(cè)面安裝防水板，防止雨水或施工養(yǎng)護(hù)用水落入包封后形成水流落到既有線接觸網(wǎng)線上。防水板焊接要求焊縫密不漏水，應(yīng)使用大塊防水板，減少接頭數(shù)量。包封側(cè)面防水板焊接完成后，使用圖釘將防水板固定于包封側(cè)向竹膠板上，防止防水板起翹漏水。提吊包封橫梁精軋螺紋鋼位置應(yīng)進(jìn)行特殊處理，防水板包裹精軋螺紋鋼豎向高度不小于30cm，防止包封內(nèi)水流沿包封吊帶位置落入既有線內(nèi)。包封施做完成后進(jìn)行泌水性試驗(yàn)，觀察密封情況，如出現(xiàn)漏水點(diǎn)，及時(shí)對(duì)防水板進(jìn)行補(bǔ)焊處理。

4.3 防靜電防護(hù)

如圖3c所示，在包封外側(cè)底部及側(cè)面安裝防靜電板，防止包封底部距離既有線接觸網(wǎng)垂直高度較小時(shí)發(fā)生觸電情況。防靜電板固定使用自鎖式尼龍?jiān)鷰В猃堅(jiān)鷰Р贾脭?shù)量不少于8根/m2。為保障安裝質(zhì)量，尼龍?jiān)鷰?duì)防靜電板固定完畢后，使用膠水將防靜電板接縫處進(jìn)行粘貼補(bǔ)強(qiáng)，防墜落。正式轉(zhuǎn)體前應(yīng)做好掛籃系統(tǒng)綜合接地工作，防止由于雷電天氣造成人員觸電情況。

5 結(jié)語

新建滬昆鐵路客運(yùn)專線云南段上跨既有滬昆鐵路六沾線沾益特大橋主橋（72+128+72）m大跨度懸臂澆筑連續(xù)梁轉(zhuǎn)體法施工的順利完成，可以得出以下工程經(jīng)驗(yàn)：

①轉(zhuǎn)體施工前，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝精度進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保轉(zhuǎn)體系統(tǒng)在施工過程中的適用性、穩(wěn)定性和安全性；

②轉(zhuǎn)體施工過程中，應(yīng)對(duì)施工監(jiān)測、限位控制、點(diǎn)動(dòng)就位、梁體姿態(tài)調(diào)整、上下盤封固等控制要點(diǎn)進(jìn)行密切關(guān)注；

③橋梁平轉(zhuǎn)法施工必須重點(diǎn)關(guān)注施工安全防護(hù)，因地制宜，制定詳細(xì)的安全防護(hù)方案并嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行。