上跨既有線鐵路轉體橋施工技術研究

劉付軍

（中交二公局鐵路建設有限公司,陜西 西安 710028）

0 引言

我國的基礎設施建設不斷投入，新建的橋梁無法規避跨越既有的鐵路、公路等。若采用原有的上跨既有線施工方法，整體施工安全性相對較低，容易影響工程的順利進行。轉體施工方法能解決上述問題，在地形復雜地區非常適用，能在一定程度上降低對既有線路的影響。

1 工程概況

10號線高架區間上跨處鐵路為路堤，現狀正線雙線鐵路，左側增設一股道聯絡線。現狀正線實測軌面標高373.34，聯絡線軌面標高371.89，路基坡腳間距為40.6 m，兩側外擴10 m為鐵路保護區。貨北環鐵路路基北側敷設架空貫通線，塔頂高程382.529~383.913。在轉體之后需加強對梁底的控制，確保梁底與供電線之間保持0.4 m以上的距離。橋總體跨BR51—BR53：線路上跨貨北環鐵路，現狀路堤坡腳寬度40.6 m，兩側保護范圍各10 m，10號線和鐵路交角73.2°。橋梁跨度采用（70+70）m，結構承臺不侵入路堤坡腳，滿足鐵路安全運營要求。貨北環鐵路運輸繁忙，行車密度大，該設計采用轉體方式一次跨越貨北環鐵路。如圖1所示。

圖1 轉體橋墩位置圖

2 橋梁轉體施工技術要點

2.1 轉體施工流程

橋梁轉體施工中，其結構主要包括上下轉盤、環形滑道等，其中，下轉盤以及球鉸是整體結構中的重要部分，可有效支撐轉體的全部重量。在橋梁轉體后，以球鉸與上轉盤為主，且在轉體系統中涵蓋多個部件，如，助推反力支座、下球鉸等。球鉸是轉體施工當中最為重要的結構，也是平動法施工的轉動系統[1]。

施工順序：現澆梁體施工完成后→拆除臨時固結→割除上下承臺連接精軋螺紋鋼→平衡稱重試驗→配重→滑道清理、安裝四氟乙烯板→安裝連續千斤頂并預緊牽引索→試轉→正式轉體成橋。

轉體的具體流程如圖2所示。

圖2 轉體施工流程圖

2.2 轉體前的準備工作

（1）轉體重心位置的確定。

（2）保證環形滑道清潔，做好相關間隙的檢查工作，并將四氟乙烯板鋪設在滑道上。

（3）根據轉體標準合理標定千斤頂。

（4）做好各項裝置的安裝以及調試工作，如牽引索、泵站等，并對束鋼絞線加以調整，使其保持平直。

（5）助推千斤頂安裝。

（6）科學安裝調控設備，根據要求做好標志，確定橋梁軸線位置。

（7）在有關位置安裝相應監控標志。

（8）各關鍵部位再次檢查，確認簽字。

（9）做好技術交底工作，記錄好相關數據，結合觀測點數量合理進行人員分工，開展信號把控以及通信等各項工作。

（10）轉體后需靜置1 d，隨后將測量數據匯總，明確橋梁轉體后的平衡狀況。

（11）上限位裝置合理布置在橋墩、臨時墩處，并清理好轉體范圍內的雜物。

（12）轉體的氣候條件要求。

（13）轉體施工前墩身混凝土強度須達到設計強度的100%，連續梁混凝土強度達到設計強度的75%時進行轉體施工。

除此之外，在轉體前準備工作中，還應當查詢天氣狀況，了解施工區域的氣象條件，根據氣象情況選擇合適的時間拆除轉盤支撐，在拆除時根據整體結構恰當保留部分支撐，以確保結構安全。同時，支架拆除直到結構鎖定過程中，應避免惡劣天氣施工。施工時應當確保當天天氣無雨、風力在5級以內，風速應在于8.0~10.7 m/s之間，并準備好測風儀，充分為轉體施工作業開展提供保障。

2.3 牽引系統及設備測試

2.3.1 牽引動力系統

ZLD200自動連續轉體系統中通常包括主控臺、千斤頂等部分，牽引系統則放置在轉盤兩側，以保持平行對稱狀態，促使千斤頂中位線與上轉盤外圓相切，其中心線高度需與上轉盤鋼絞線的中心位置保持水平，并在反力座上合理設置千斤頂，確保預埋型鋼插入轉盤中，并做好槽口放樣工作，精確牽引反力座高度，明確其具體定位，以此保證其能夠承受較大的反作用力。同時，還需科學調試動力系統，并將有關設備運送到施工現場，完成一系列的安裝工作。貯滿油泵箱內的液壓油，將油路以及電路進行合理連接，加強系統設備的調試，確保其能夠達到正常運行的狀態，充分發揮動力系統連續工作的最佳狀態。

2.3.2 牽引設備測試

（1）橋梁轉體施工中在引進各類設備時需展開全面測試，根據測試結果做好相應標定。

（2）將設備運送至施工場地后對其加以安裝，根據施工現場的平面圖在規定位置上將其安裝就位，隨后連接各個部分的信號線，并將泵站以及千斤頂間的油路加以銜接，一系列設備連接后進行設備調試以及檢查工作，保證設備順利運轉。

（3）設備測試時需采取空載運行方式加以檢測，結合千斤頂施力值，如，啟動牽引力靜摩擦系數標準為0.1，動摩擦力系數為0.06，以此詳細計算泵站油壓值，根據相關數值合理調整泵站油壓，確保其處于規定范圍內。

黃藻是一種生長于濕地的藻類植物，俗稱“黃苔”“青泥苔”或者“水綿”。由于湖區水體富營養化，氮、磷等幾種營養鹽比例失調，這類植物一般出現在淺水區，并且在磷含量較高的條件下最容易發生。開始時在淺水處萌發，為綠色細絲狀，一縷縷綠色“細絲”附著在水底或者像網一樣懸浮在水中大量繁殖，為數極多的絲聚集成團，顏色呈暗綠色，經陽光照射后，放出的氧氣常聚于絲團中，使之漂浮于水面，當接合孢子成熟時，老化的水綿由綠色變成黃色，呈團狀漂浮在水面。

2.4 配重方案

稱重單位在完成稱重工作后需結合轉體結構相關數值，如不平衡力矩、觀測值等各項數據信息，據以制定科學合理的配重方案。

（1）稱重單位可根據具體稱重結果出具相關報告，針對縱向重心偏移情況，可結合實際測量結果加以推算。在施工現場中可利用增加砂箱的方式適當調整兩端重量，確保結構重心與轉軸中心相互重合，在配重之后將轉體結構的偏移距離保持在5~15 cm之間。

（2）在橫向重心偏移情況下，應當將外環道橫橋方向與轉盤中心相對稱的千斤頂加以調整，糾正其具體位置，使千斤頂能夠有效覆蓋全部轉動角度。

2.5 試轉

橋梁轉體未正式轉動前，應當進行試轉，先做好各項系統的檢查工作，確保牽引系統以及轉體體系等各方面均保持良好的狀態。檢查時，若發現系統中存在問題，則需及時解決，強化系統處理，為后期轉體起到良好的保障作用，充分確保各項系統的安全性以及可靠性。檢測過程中，需對其觀察一天時間，確保各個部分未發生異常變形。隨后組織相關部門對轉體前進行檢查，做好各系統的驗收工作，嚴格審查有關數據信息，并對檢測內容以及結果加以分析，確保各項數據信息準確無誤后即可簽字確認，然后進行試轉。

轉體的試轉工作主要是為了檢查牽引系統、電源等相關設備的運行狀態，充分了解系統在不同環節運轉下牽引力的具體情況，明確有關施工數據，找出轉體前設備存在的各項隱患，避免其對施工帶來不利，影響轉體的順利推進。

除此之外，工作人員應當收集轉體系統的初始資料，以構建橋墩轉動角速度以及梁端轉動線速度的關系，并對轉體展開全方面跟蹤，對其加強監測，從而確保轉動速度保持在合理范圍內，以滿足轉體要求[2]。

（1）試轉角度。試轉以梁端翼緣板投影線不侵入既有線施工安全界限為準，確定試轉角度為5°。

（3）試轉主要收集的重要數據。①前2°轉動可保持自動狀態，進行轉速測量，采集相關數據值，明確轉動時的拉力，以合理控制轉動速度；②后1°控制采取定距模式操作，分別點動測試千斤頂伸長1 s、2 s、3 s、4 s、5 s、10 s的各時段梁體轉動距離，測試點應當進行3次測試，測量數據計算平均值，確保轉體達到規定要求后，促使定位操作更加精準。

試轉時應當充分明確靜止啟動狀態下以及轉動過程中的最大牽引力，并保證轉體角速度在0.015 rad/min以內。同時，主梁端部水平線速度也應小于0.15 m/min。

（4）試轉到位后用楔形鐵撐腳對轉體進行臨時鎖定，在正式轉體前，派專人對轉體現場進行24 h值守，防止外人進入轉體區域對轉體關鍵部位實施不安全行為，并對梁體進行測量保證其穩固平衡。

2.6 正式轉體

在試轉結束后，應當針對所收集的數據信息加以分析研究，合理修正轉體施工方案，才能開展正式轉體。實際轉體時通常采用人工指揮方式對其加以控制，并運用監視系統采集數據。指揮人員可以根據監視系統中的數據資料合理協調指揮，并且結合轉體施工情況科學分配人員，做到嚴密部署，明確人員自身職責，在總指揮的統籌安排下，共同協作完成施工作業。

（1）轉體施工時卡控要點。①應盡量選擇在風和日麗的天氣進行轉體，密切關注天氣情況，提前與氣象部門溝通，獲取準確的天氣預報資料；②轉動前需拆除支座臨時裝置；③轉體過程中隨時觀察作業現場的風壓變化，若現場風速超過5級則不得進行轉體作業，同時施工單位應采取措施，確保梁體穩定；④轉動角速度不宜大于0.015 rad/min，轉體最后階段采用點動，確保梁體精確就位，并且轉體施工只能單向運轉工作，杜絕出現過轉情況發生，由于過轉也不能進行逆向調整，為此要安裝限位系統；⑤轉體前做好稱重工作，明確轉體結構重量，確定重心位置；⑥轉體結構試轉時，需測量相關參數；⑦轉體施工時應當全方位觀測承臺以及墩身的沉降。

（2）轉體時間計算。試轉后，轉體梁剩余轉體角度為68.2°。以轉體角速度ω=0.015 rad/min計算：根據轉體角度68.2°及上轉盤直徑7.1 m，對應弧長l=π×D×68.2÷360=3.141 59×7.1×68.2÷360=5.42 m，轉體角速度則為0.015 rad/min，轉盤線速度為0.015×5.42=0.081 3 m/min，則完成68.2°轉體所需時間t=5.42/0.081 3=66.67 min。考慮點動精調建議轉體時間不小于110 min，根據貨運北環線鐵路天窗點，計劃要點時間110 min。

（3）平轉實施。①啟動。平轉啟動時，同步張拉牽引千斤頂，其噸位應滿足動摩阻力的計算要求。同時，需助推千斤頂進行加力，按照分級方式加力，直至撐腳走板水平位移觀測確認啟動，詳細記錄靜摩阻力數值；②平轉。平轉時應當結合鐵路部門所規定的時間開展轉體作業，工作人員對軸線偏位情況加以觀測，明確梁端部位高程的具體變化。同時，平轉過程中需保持勻速轉動，轉動到距離規定位置大約1 m位置時降低速度，并在距離0.5 m位置時進行點動操作，達到設定位置的0.15 m處則需停止轉動。此時測量軸線，結合實際差值準確定位，避免出現超轉的現象。轉動時千斤頂所產生的作用力應當大小一致，方向則呈現相反狀態。此外，設備運轉時工作人員要集中注意力，觀察設備運行狀況，排查安全隱患。

3 結語

隨著轉體橋施工技術的愈發成熟，其施工技術的便捷等優點得到充分體現，并逐漸應用到各類型的橋梁建設中。該技術可提升橋梁施工的質量以及效率，并為相關單位節省大量成本，提高工程施工的安全性，通過該技術的廣泛運用推動我國橋梁建設事業穩定發展。