楊凌大道上跨隴海鐵路轉體T構橋施工工藝研究

韓 瓊

（中鐵一局集團橋梁工程有限公司，陜西 西安 710065）

隨著我國綜合國力的不斷提升，各種基礎設施如鐵路、公路的建設得到了快速發展。由于我國約70%的區域處于山區，故在實際建設過程中橋梁成了交通中不可或缺的重要部分。然而，在正常的橋梁施工過程中可能需要穿越一些正常運營的既有鐵路或公路，在這種情況下便產生了一種新的橋梁施工方法，即橋梁轉體法施工。該方法是利用轉動系統將梁體轉動到設計軸線位置上完成最后的合攏，使梁體線形及橋體位置達到設計位置的一種新型轉體施工方法。橋梁轉體施工方法主要包括三種，分別為豎轉法、平轉法、豎轉與平轉相結合法。理想轉體在施工方面需對轉動系統參數、結構應力及線形狀態等進行控制。孟子清[1]對轉體橋三種施工方法的施工工藝、關鍵技術及受力性能進行了詳細的論述。王景全等[2]提出了一種轉體施工群樁承臺計算的新方法，即錐形面空間拉壓桿模型，并以BIM作為依托手段，對轉體橋在該軟件中的應用進行了研究。魯錦華[3]對橋梁轉體時無平衡配重進行了研究，在每節段混凝土澆筑過程中實行物料稱重控制。歐陽昇[4]通過線性離散分析提出了主橋成橋工程中的最優控制理論。周樂平[5]、車曉軍等[6]對不平衡配重法進行了一定的研究。

鑒于轉體不平衡重控制操作煩瑣，文章以楊凌大道上跨隴海鐵路轉體T構橋的施工為例，詳細闡述了轉體橋的施工流程，并采取不平衡重測試的方法，同時給出了配重建議。

1 工程概況

1.1 隴海鐵路轉體工程概況

楊凌立交上跨隴海鐵路橋梁工程位于楊凌轄內，在里程K3+158.330位置上跨隴海鐵路，道路與鐵路之間的夾角約80°，由于道路和鐵路之間存在斜交現象，左右兩幅箱梁采用錯孔方法。上部結構采用左右分幅箱梁，其平面位于直線上。跨隴海鐵路橋梁左幅設計起點樁號K3+076.370～K3+188.370，右幅設計起點樁號K3+127.580～K3+239.580，橋梁部分全長112m，轉體部分為2×44m節段。

轉體橋基礎采用直徑為1.5m的鉆孔樁基礎。承臺為上下兩層，上層厚2.5m，總厚6m；轉體墩主墩采用矩形實體，墩高6.5～8m；箱梁根部梁高7m，底寬23.95m。

1.2 施工難點

（1）跨越線路多、拆遷量大、工期緊。線路在施工過程中需要跨越多條鐵路線路，如在線路左幅K3＋076.370～K3+188.370、右幅K3+127.580～K3+239.580處與隴海鐵路斜交；在線路K2+927.73處上跨隴海鐵路；在外在線路K3+239～K3+700處需穿過楊凌示范區陵東村，107戶需拆遷，拆遷量大。整體而言整個線路的施工面臨較大的困難。

（2）文明施工要求高。為了減少施工對環境的影響，施工過程中所產生的污水等有害自然環境的垃圾必須經治理達標后才可排放到自然環境。

1.3 解決方案

（1）制訂合理的施工順序；（2）保證施工質量及工期方案；（3）征地拆遷、文明施工、交通疏導方案。

2 轉體橋施工方案

2.1 方案概述

與其他類型橋梁的施工流程相同，轉體橋橋梁的施工也是從上下承臺混凝土的施工開始，在施工過程中下承臺中預埋下轉盤，上承臺下部安裝上轉盤；在平行于鐵路線路方向搭設支架現澆主橋墩和2×44m部分梁體，同時施工兩側遠端交界墩借助主墩下設置的球鉸和不銹鋼板的環形滑道，用千斤頂將主墩及轉體部分梁體平面同步順時針轉體就位。為保證轉體的順利進行，在轉體兩端設加密Φ300mm的鋼管樁臨時支墩進行支護。澆筑交界墩5m以上部分，澆筑完成后最后現澆6m的梁體合攏形成全橋。

2.2 轉體施工步驟

步驟一：（1）進行各種基礎設施的建設，以保證后續施工的順利進行，如拆除或更改橋梁施工過程中可能遇到的管線、電纜等。（2）承臺的施工。由于承臺距離隴海線路較近，為避免基坑的開挖影響線路的運行安全，基坑開挖過程中采用鋼板樁對其進行防護。（3）橋梁主墩和下轉盤的施工。下轉盤的施工分3次澆筑完成，首先澆筑高位2.7m的下轉盤，然后進行滑道的施工并安裝下球鉸，最后2次澆筑混凝土。

步驟二（見圖1）：（1）主墩上轉盤墩身施工。（2）對橋梁施工過程中需要用到的地基進行硬化處理。（3）橋梁施工所需支架的搭設，搭設完成后通過預壓檢驗其承重能力。

步驟三：（1）采用分段澆筑的方式澆筑梁體，并進行鋼筋、各種預埋件的施工。（2）完成橋梁施工過程中涉及的所有附屬部件。

步驟四：（1）拆除順鐵路方向支架。（2）對轉體采用不平衡重測試方法測重，為保證轉體的順利進行需根據試驗結果進行合理的配重。（3）檢查轉體表面有無變形破壞現象。

圖1 步驟二施工后的橋梁示意圖

步驟五（見圖2）：對轉體橋的空間位置精確定位后，以順時針方向同時轉動左右兩幅橋到達設計位置，在上下轉盤間澆筑混凝土進行封固。上述施工完成后，在橋梁兩側搭設支架，為后續成橋做準備。

圖2 步驟五施工后的橋梁示意圖

步驟六：（1）澆筑主橋施工的最后6m節段，并對預應力鋼束進行張拉工作。（2）澆筑合攏段，并對合攏段的鋼束進行預應力張拉。

步驟七（見圖3）：（1）主橋梁施工完成后拆除施工過程中所有的輔助支架。（2）轉體施工前進行各種基礎設施的安裝，如防拋網及相應的監測系統。

圖3 步驟七施工后的橋梁示意圖

總體來說，轉體橋的施工可按以下流程進行：各種基礎設施的施工→上、下轉盤及承臺的施工→主墩臺的施工→轉體施工→合攏形成全橋。

3 不平衡重測試結果分析

3.1 不平衡重測試的目的與意義

不平衡重測試可作為轉體橋順利施工的最后一項保證措施，該測試對轉體橋轉動部分的不平衡力矩、偏心距等系數進行測定，通過分析試驗結果，能為保證轉體橋順利轉動提出配重要求。因此，在楊凌大道上跨隴海鐵路轉體T構橋的施工過程中，為保證轉體施工的順利進行，應對橋梁進行不平衡重測試，結合試驗結果進行相應的配重。

3.2 測試方法

此次不平衡重測試主要采取球鉸轉動法進行測試，該方法具有方便操作、適用性強、準確率高的特點。測試過程中用到的儀器主要包括千斤頂及不平衡力傳感器等。

3.3 測試結果及配重建議

（1）左幅橋計算參數。結構自重N=120000kN，球鉸球面半徑R=8m。在解除臨時約束，拆除沙箱后，未發現撐腳與滑道解除現象。需要在上轉盤的四個方向上進行頂推，頂力距中心距離如下：東側LE=5.038m、西側LW=5.096m、北側LN=5.095m、南側LS=5.090m。

（2）左幅橋配重建議。在東北角配重100kN，使東西偏心0.04m（偏東），南北偏心0.006m（偏南）。

（3）右幅橋計算參數。結構自重N=120000kN；球鉸球面半徑R=8m。在解除臨時約束，拆除沙箱后，發現東側撐腳與滑道出現接觸現象，需要在轉盤的東、南、北3個方向上進行頂推，頂力距中心距離如下：東側LE=5.547m、北側LN=5.454m、南側LS=5.472m。

（4）右幅橋配重建議。在橋梁西側端部橫向均勻布置總重530kN荷載，使東西偏心0.028m（偏西），南北偏心0.002m（偏北）。

4 結束語

文章以楊凌大道上跨隴海鐵路轉體T構橋施工作為依托工程，對工程施工過程中遇到的難點和解決方案進行了分析，并對轉體橋的施工流程進行了詳細的解釋。此外，還通過不平衡重測試的方法對轉體橋的轉動系統進行了測試，并給出了相應的配重建議。