大跨度高速鐵路橋梁平轉體施工技術研究

曾立兵

摘要：大跨度橋梁平轉體施工是大跨度高速鐵路橋梁施工的關鍵環節，容易受各類施工環境因素的影響，具有一定難度，為了保障施工質量和安全性，需針對大跨度高速鐵路橋梁平轉體施工技術進行科學設計。為了驗證技術的合理性，對其進行試驗分析。實例分析結果表明：設計的大跨度高速鐵路橋梁平轉體施工技術的工程，各項結果均符合項目方案的需求，證明了設計的大跨度高速鐵路橋梁平轉體施工技術的施工效果較為優秀，有一定的參考價值。

關鍵詞：高速鐵路；橋梁；平轉體；球鉸

0? ?引言

近幾年，伴隨著國家經濟和社會的穩步持續性發展，高鐵項目建設也在不斷增加，并取得了一定的成果。高速鐵路工程的建設所處的環境也比較復雜，因此必須要結合實際條件，制定出一套合理的施工計劃，選擇合理的施工工藝，以保證高速鐵路工程的順利進行。

橋梁平轉體施工是在橋面無設計軸的地方，先把橋面構件加工成型，然后再將其轉到原位的一種施工方式。在高速鐵路施工中，大跨度橋梁平轉體施工是大跨度高速鐵路橋梁施工的關鍵環節，容易受各類施工環境因素的影響，具有一定難度，為了保障施工質量和安全性，需針對大跨度高速鐵路橋梁平轉體施工技術進行科學設計。

1? ?大跨度高速鐵路橋梁平轉體施工要點

高速鐵路大跨度橋梁施工技術復雜、工期長、風險性高，是橋梁工程建設施工中的重點和難點。在施工前，需要先了解當地的氣候與環境，然后基于實際情況分析出適合的施工方案，進而確定施工的材料與準備工作，為后續工程打下堅實基礎[1]。

1.1? ?安裝球鉸

在實施大跨高速鐵路橋梁建設時，裝配球鉸這一過程是必不可少的。球鉸的施工質量是整個轉動體系的核心組成部分，它對轉體施工結構的整體施工效果有著很重要的影響，所以應該嚴格地根據施工條件來制作球鉸。同時需要對球鉸進行科學裝配，以保證其準確度，這也是球鉸施工品質的關鍵保障[2]。

1.1.1? ?球鉸結構

球鉸由上下兩塊鋼板構成，其結構可分為上下球面板與中心軸三個部分，上下球面板的材料要選用厚度為5cm的鋼板進行壓制，在背面設置肋條，以對其定位。為防止在施工過程中產生變形與擠壓，還可以將其與混凝土相連接。

1.1.2? ?球鉸直徑計算

轉軸的尺寸通過抗壓強度來確定，球鉸直徑計算公式如下：

公式中：D表示球鉸的直徑；k為球鉸所設計的垂直承載能力，單位為kN；G表示球鉸接觸的面積折減系數，其取值為0.67～0.70；α代表球鉸轉軸轉心的抗壓強度，單位為MPa。

1.1.3? ?安裝要點

球鉸裝置對質量、精確度等要求都很高，應當根據實際施工要求進行科學裝配，最大偏差不能大于12mm，且球鉸前方的相對高度也不能大于1mm。先對鋼龍骨進行固定，可通過汽車起重機來吊裝下球鉸龍骨，再對其進行比較粗略的調整，然后再使用螺旋千斤頂或者撬棍，對其加以微調。而如果使用的是人工調節方式，則需要首先用線繩對骨架的部位標記，并保證數據的精準度。

當骨架調試完成后，將其下承臺的架立角鋼和框架上預留鋼筋綁扎進行連接，并保證其的穩固性。將球鉸底座完成固定后，再將鋼筋進行固定綁扎，然后進行混凝土的澆筑。其中混凝土的密度是非常重要的，澆筑過程中，要避免外部環境對于球鉸骨架產生影響。混凝土受冷熱影響容易發生收縮，需對混凝土密度嚴格控制，以免骨架受到不良影響[3]。

1.2? ?安設轉動體系

1.2.1? ?安設輔助設施

在安裝球鉸并固定好后，連接電纜與高壓油管，安設2臺液壓泵站、2臺千斤頂和一臺主控臺。每臺千斤頂都需要配置相對應的夾持裝備，對稱或者平行的安裝千斤頂，并將其放置在轉盤反力墩的兩側。其中千斤頂的中心軸線要與轉盤的外圓圈相接，千斤頂至轉盤的距離要設置相同，主控臺的放置位置應設在開闊地帶，以確保指揮人員對施工現場一覽無余[4]。預埋牽引索過程中，要清潔鋼絞線上的油污痕跡，按照規定索道排列后穿過千斤頂。

1.2.2? ?轉體牽引力計算

轉體牽引力的計算公式如下：

公式中：r表示球鉸的平面半徑，d為轉臺的直徑長度，?為球鉸的摩擦系數。

工程設定的轉體總質量為78000kN，球鉸的平面半徑為1.8m。在進行牽引過程中，將摩擦系數設為0.03，靜止過程中，將摩擦系數設為0.1，轉臺的直徑面積為10m。根據上述公式計算，得到轉動所需要的最大牽引力為920kN。

1.2.3? ?施工要點

施工過程中每條鋼索必須緊固，并保持相同的夾緊壓力[5]。在上轉盤上埋置牽引繩的另外一端，進行錨定處理。牽引繩左、右兩根鋼索的個數應該一致，并將分絲板固定好，以保證成品安全。轉體牽引設備安裝的簡易圖如圖1所示[6]。

1.3? ?鎖定合龍段

當轉動體系準確布置完成后，將上、下轉盤鎖好，以保證轉盤上不會出現新的偏移，從而確保下一步的工作能夠順利進行[7]。在水平受拉區直線段和兩側的合龍段施工完成之后，進行中間合龍段的吊裝施工。此階段施工影響因素較多，吊裝安全風險較高，安全管理人員對安全設施要給予足夠的重視[8]。

大跨度橋梁平轉體施工危險性較大，所以有關人員必須綜合考慮其地表的實際情況，并采取有針對性的保護措施，以避免工程事故的發生。同時還要對其軸高進行合理控制。

在轉動完畢后，要檢查焊縫長度、焊縫高度、焊縫質量，只有焊縫質量達到要求，才能進行澆注混凝土。然后檢測合龍段復合混凝土的強度，如果符合要求，則將上下轉盤關閉，即完成整個橋梁的平轉體施工[9]。

2? ?實例應用分析

2.1? ?工程概況

X市的東部快速路工程東起A高速公路與B路交點以北300m，該鐵路工程項目全長10km，工程按照城市快速道路的標準進行施工，規劃斷面設為三幅路，其中主線雙向由5條車道組成。

X市的位置區域位于山海關隆起與渤海拗陷的過渡地帶，其特征為斷裂發育、非地震活動性的古老斷裂，地殼的整體發展趨于穩定狀態。工程施工地區場地平坦，勘察的地面高程變化在3.5～4.5m，最大高差為1m，其地貌屬于沖洪積平原類型。施工場地的地質巖性比較復雜，各巖土層地基承載力參數如表1所示。

根據《建筑抗震設計規范》的有關政策規定，確定橋梁所處場地的抗震參數如表2所示。根據施工流程，確定所需要的機械設備規格型號如表3所示。

2.2? ?施工結果與分析

根據上述工程概況，利用本文所設計的大跨度高速鐵路橋梁平轉體施工技術進行橋梁主體施工。為獲取高速鐵路橋梁平轉體的施工數據，對梁體懸臂端高程檢測，以確認橋梁轉動的各項數據。工程設計方案中最大允許轉體數據如表4所示。本次橋梁施工所得出的各項數據如表5所示。

對比表4和表5可知看出，采用本文設計的大跨度高速鐵路橋梁平轉體施工技術，項目施工的各項結果均符合項目方案的需求，證明了設計的大跨度高速鐵路橋梁平轉體施工技術的施工效果較為優秀，有一定的施工參考價值。

3? ?結束語

大跨度高速鐵路橋梁平轉體工程對施工人員有著極高的要求。在工程實施之前，不僅要做好施工場地的調查，還要做好施工物資管理，這是保證工程順利進行的重要保證。在平轉體完成后，還要對轉體進行全方位的監控。

相對于連續梁掛籃懸臂施工、預制架設法和頂推法，橋梁平轉體法施工對交通流量大的既有鐵路尤其是高鐵的正常運營影響不大，其經濟和社會效益非常明顯。只有嚴格遵守施工流程，持續地對施工工藝進行優化，才能全面發揮轉體施工技術的優勢，確保高速大跨連續橋轉體施工質量。

參考文獻

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