超大噸位斜拉橋轉體上跨鐵路營業線施工技術探析

趙元龍

摘 要：文章以超大噸位斜拉橋轉體上跨鐵路營業線施工項目為例，簡要闡述了工藝方案，并對準備、稱重、轉體、鎖定等工藝操作要點進行了進一步探究，希望為超大噸位斜拉橋轉體上跨鐵路營業線施工提供一些參考。

關鍵詞：超大噸位 斜拉橋 轉體 上跨鐵路 營業線施工

1 引言

近幾年，隨著橋梁建設范圍的逐漸擴大，跨鐵路橋不斷增加，跨鐵路橋受橋下鐵路凈空高度、道路縱坡、鐵路接觸網桿等諸多因素的限制。特別是超大噸位斜拉跨鐵路橋，還面臨著橋塔尺寸大、跨度大、地形限制等一系列難題。基于此，綜合考慮橋塔塔柱巨大荷載、地面輔道通行凈空要求，探究超大噸位斜拉橋轉體上跨鐵路營業線工藝操作技術具有非常重要的現實意義。

2 超大噸位斜拉橋轉體上跨鐵路營業線施工項目

哈西大街（綏化路-規劃路）打通工程斜拉橋轉體上跨鐵路營業線施工項目所在地為哈爾濱市南崗區，由北側綏化路為起始點，上跨哈南編組站鐵路，與鐵路南側現狀哈西大街相接，項目全長為1321.261m，橋梁全長為843.561m。跨鐵路部分為雙塔+雙索面結構的支撐體系轉體斜拉橋 ，跨線橋與鐵路于哈南站王孫下行線K4+425.76m相交。

根據項目橋梁結構特點，跨鐵路斜拉橋主橋擬選擇預制轉體工藝操作方法，先沿著與哈南場地內鐵路線路支架方向現澆，位于車輛段與王孫下行線之間的9號橋墩主塔、位于H1線與V1線之間的10號橋墩主塔分別逆時針轉體79.31°、順時針轉體96.12°，后邊跨、中跨現澆合龍。

3 超大噸位斜拉橋轉體上跨鐵路營業線的施工技術方案

技術操作者可以選擇兩臺3500kN型千斤頂與同步自動連續牽引系統，構建水平旋轉力偶，拽拉纏繞于轉臺上的φ15.2*22鋼絞線，為轉體系統轉動提供充足支持。

首先，試轉。全程封鎖15.0min，由專業供電方進行地線的安裝，9號主橋墩、10號主橋墩分別轉動1°、15°。

其次，開始正式轉體準備。在整體場地封鎖15.0min內，由供電方安裝地線，并完成工藝操作準備任務。

再次，正式轉動。過程先封鎖35.0min，控制角速度在1°/min以下，進行9號橋墩、10號橋墩的分別轉動，轉動角度為20.0°。然后封鎖55.0min，依據40.0°的轉動角度，進行9號橋墩、10號橋墩的分別轉動，控制轉動角速度小于等于1°/min。在這個基礎上，封鎖75.0min，依據1°/min或小于°/min的角速度，分別轉動9號橋墩、10號橋墩，轉動角度均為60°。最后封鎖95.0min，設計角速度在每分鐘1°以下，完成9號橋墩的精準就位與姿態調整，轉動角度為18.31°。同時完成10號橋墩轉動，角度為20.0°。

最后，精確就位及姿態調整。封鎖120.0min，依據每分鐘1°或小于1°的標準，完成9號橋墩的精確定位與姿態調整，同時完成10號橋墩的精準就位與姿態調整，10號橋墩轉動角度為1.12°。

4 超大噸位斜拉橋轉體上跨鐵路營業線施工技術的實踐要點

4.1 準備

轉體前，工藝操作者應以牽引系統、轉體球絞、輔助支撐體系為對象，進行轉體結構檢查。具體檢查內容如下：

在轉體發電設備準備時，每主墩均配備兩臺發電機，功率為300kW，規避轉體操作過程突然停電引發的故障問題。進而依據系統布置圖進行轉體結構系統擺放、安裝就位、調試[2]。同時順牽引方向，安裝預埋鋼絞線。并利用I32a工字鋼與滑道焊接的方式，將限位裝置設置在轉體就位處，降低超轉發生風險。同時根據轉體牽引力增加、姿態微調需求，將I32a工字鋼橫向設置在助推反力座位置，結合挑梁（I32a工字鋼位置）中心位置千斤頂的放置，奠定后續工藝操作基礎。

4.2 稱重

工藝操作者可以利用千斤頂稱重系統確定轉體梁端不平衡重量，并進行所需配置重量的計算。根據計算結果，在所需配重位置放置混凝土預壓塊，完成重量配置。若支撐腳、滑道之間距離差值超出設計標準，可以利用豎向千斤頂，進行支撐腳、滑道距離的調整，為滑板放置提供充足空間[3]。

具體操作時，工藝操作者可以工藝支架完全拆除（已清除周邊垃圾）為節點，利用0-50mm的位移傳感器、千斤頂，沿兩側支撐腳位置、相鄰位置，進行轉動體縱向偏心距、縱橋向不平衡力矩、轉體球絞摩擦阻力矩、摩擦系數的測算。測算結束后，綜合考慮球絞中心到橋跨上配重距離、啟動牽引力、不平衡力矩等因素，確定梁側絕對平衡配重、縱向傾斜配重。進而根據后期監測參數，應用現代控制領域的自適應控制法，進行配重的動態調整。

4.3 臨時固結

考慮到案述工程為雙塔雙索面斜拉橋，給定剪切力的QZ球型鋼支座為主橋豎向支撐裝置，與塔梁中心相距10.85m。在轉體操作前，需要對塔梁進行臨時固結，并在轉體完成且中跨臨時鎖定后，進行塔梁臨時固結的解除。一般塔梁臨時固結需要選擇距離塔梁中心線2.22m的位置，利用φ820×10mm鋼管混凝土，在每一個制作周邊進行臨時支墩的設置。鋼管需要沿橋方向設置兩排，每一排為7根，進而將C30混凝土填充到鋼管內。在這個基礎上，在梁面利用已P錨錨固的6-φs15.2無粘結鋼絞線張拉預應力，促使絞線外露0.50m。

在梁面臨時支墩設置完畢后，選擇20mm/25mm厚鋼板，利用穿孔塞焊的方式，與φ25mm鋼筋緊固焊接，完成主梁縱向限位裝置上部結構操作。進而利用Q235的φ820×10mm鋼管，依據鋼管之間相距1150mm的標準，經4拼工45a焊接。配合底部12根M30Q345錨栓固結，完成主梁縱向限位裝置下部結構操作。

4.4 轉體

在正式轉體前，工藝操作者可以進行試轉體。即在確定轉體體系、牽引動力系統、防傾倒保險體系狀態良好的前提下，采集每分鐘轉速、10號橋墩梁底部標高、橋梁姿態等初始資料，在主橋墩轉動角速度、梁端轉動線速度之間建立聯系，全程跟蹤、控制轉體轉動速度處于要求限度內。需要注意的是，在試轉體期間，工藝操作者應利用千斤頂逐根進行鋼絞線的預先對稱緊固，并通過主控臺控制兩套千斤頂在同一時刻施加壓力。

在試轉體進入尾聲后，工藝操作者可以依據滑動方向將雙向鋼楔形塊放置在滑道支撐腳下方，維持橋梁固結狀態。并根據試轉體期間采集的數據進行轉體方案的修正。在統一指揮下，選擇無雨霧、風速低于6級的天氣，協調人員分工，開始方案實踐。其中9號橋墩主塔側轉體斜拉橋可以直接利用平衡轉體法完成平轉合龍;10號橋墩主塔側斜拉橋因下方接觸網橫聯距離較近（151mm左右），需要采用不平衡轉體方案。即通過配重，促使10號橋墩沿中跨側支撐腳落地，邊跨側主梁翹起，擴大梁體地面、接觸網橫梁之間空間。同時促使球絞、一對支撐腳形成穩定的支撐體系，保證轉體過程中橋梁水平旋轉姿態穩定，穩定后可直接合龍。

具體操作時，工藝操作者應在轉盤上均勻布置轉體刻度的基礎上，以橋面邊緣、接觸網橫梁邊水平位置1.50m內為控制節點，每間隔10.0cm進行一次橋梁主墩垂直度、橋梁高程（左、中、右）、橋梁中位線方位角與支撐腳、滑道板間隙的測定，保證轉體情況的緊密監控。進而啟動動力系統，選擇“自動狀態”，配合上下盤之間連續千斤頂點動控制軸線偏差，保證轉體軸線精準就位。若因轉動慣性、測量誤差已發生過轉情況，則工藝操作者可以利用2×500t千斤頂，構建力偶助推系統，沿著相反的方向頂動支撐腳，完成轉動結構回轉作業。

根據實時轉體線形監控數據，工藝操作者可以利用4×500t千斤頂，以需調整一側塔肢下方對應滑道為節點，對轉體姿態進行調整。需要注意的是，在每次點動千斤頂行程確定后，工藝操作者需要進行梁端行程的換算，反復循環調整梁體整體橫橋向傾斜度與高程偏差，并將雙向限位設置在滑道助拉千斤頂反力座、上轉盤鋼管砼支撐腳之間，保證梁體兩端、邊跨現澆端順利連接。

4.5 鎖定封固

在轉體姿態調整完畢后，工藝操作者可以將槽鋼焊接到支撐腳兩側、滑道鋼板位置，完成轉體結構臨時鎖定。一般需要2對及以上槽鋼。

在鎖定轉體后，工藝操作者可以利用焊接法，將上下承臺與塔肢預留鋼筋緊密焊接，并利用壓漿管將混凝土澆筑到外側支模位置。同時利用自密實水泥注漿料灌漿法，分層填補外側支模、上轉盤接口位置空隙。需要注意的是，外側支模所用模板應為背對背槽鋼加固、拉筋臨時鎖定的鋼模板。

在封固模板后，工藝操作者可以將臨時固結解除。

5 總結

綜上所述，鐵路是我國交通大動脈，車次繁忙，密集時段平均3-4min就會駛過車輛。為盡可能減少上跨斜拉橋建設對鐵路營業線的影響，工藝操作者可以依據先稱重后轉體的方式。即先在平行于鐵路的方向上進行稱重配重，進而利用鐵路營業線“天窗點”進行轉體工藝操作。同時考慮到鐵路營業線“天窗點”有限，工藝操作者應嚴格控制稱重、轉體、封固的效率與質量。

參考文獻：

[1]王利強.鐵路轉體橋連續梁轉體施工技術[J].中國高新科技，2021（02）：106-107.

[2]張恒.興延高速上跨京包鐵路鋼箱梁轉體施工技術研究[J].鐵道建筑技術，2020（10）：100-105.

[3]王萌浩.客運專線大跨度連續梁轉體工程中球鉸的應用[J].設備管理與維修，2021（10）：124-125.