長江特大橋北引橋跨合九鐵路連續梁轉體施工技術應用研究

收稿日期：2023-11-21

作者簡介：李慶華（1977—），男，本科，工程師，從事工程管理方面的工作。

摘要 我國鐵路事業高速發展，由于鐵路連續梁具有較強剛度、較小變形以及良好的抗震性等優點，連續梁轉體施工技術在鐵路工程建設中得到廣泛應用。文章結合長江特大橋北引橋跨合九鐵路連續梁轉體施工，分析了該項目施工方案和施工技術要點，提出了可行性的施工質量保障措施，有效降低了施工安全風險和對既有鐵路的影響，保證了既有鐵路的安全運營。

關鍵詞 長江特大橋；鐵路連續梁轉體；施工技術；應用

中圖分類號 U445.4文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）01-0143-03

0 引言

長江特大橋北引橋跨合九鐵路連續梁轉體施工采用連續梁轉體施工方案，可以減少既有鐵路的安全風險。該連續梁是在合九鐵路營業線上方施工，具有一定的施工風險，需要嚴格把控連續梁轉體施工技術的應用，加強防傾、限位等保障措施，在施工過程中提前預控、降低安全風險，保證施工進度的順利開展。相對傳統施工方式，轉體施工所需人力物力資源更少，施工效率更高，在鐵路工程建設中應用優勢明顯。鐵路連續梁轉體施工技術可以降低施工難度和施工強度，同時為既有鐵路運營安全提供保障。

1 工程概況

項目名稱長江特大橋北引橋，起訖里程為DK294+

851.205～DK313+573.480，全橋長18 722.275 m，中心里程為DK304+212.343，橋梁基礎均采用鉆孔樁基礎，橋墩采用圓端形空心墩、實體墩。長江特大橋北引橋46#～47#墩于DK296+319.6處跨越合九鐵路，既有合九鐵路為Ⅰ級單線鐵路，預留電氣化，有砟軌道，道床寬

6 m，兩側邊溝各寬1 m，路肩寬約7.8 m。兩邊邊坡高3 m，小里程側坡腳距路肩水平距離約6 m。既有鐵路小里程DK296+305處有一條鐵路信號光纜。該橋采用（40+64+

40）m轉體連續梁跨越。該橋轉體連續梁采用懸臂澆筑、轉體合龍施工，轉體角度為順、逆時針方向 46 °（該文以順時針為例）。連續梁澆筑總共分為9塊（不含0#塊），其中0#塊長度9 m，8號塊為合龍段，9號塊為邊跨現澆段。該連續梁位于直線上，轉體總重量為4 230.7 t。

2 施工方案

該橋46#、47#主墩（40+64+40）m連續梁跨越合九鐵路相交里程為HJK275+500，與既有線路交角為46 °，（40+64+40）m連續梁轉體后梁底最低處與合九線界限最高位置處凈空為12.84 m，離軌道凈空為19.39 m。45#、46#墩位于合九線既有線左側，47#、48#墩位于合九線既有線右側，對合九線有影響的為46#、47#墩（如圖1所示）。該橋連續梁沿平行合九線鐵路方向逐段懸臂澆筑梁體，梁體施工結束后在天窗點時間內再進行轉體施工。轉體前必須進行試轉，同時轉體前對連續梁橋面的泄水管道（按照最新規定，跨越既有鐵路、高速、市政道路鐵路區段不設梁面泄水孔，由線路縱坡排水至梁端集中排水至墩底）、AB墻、橋面系及防拋網等施工完成，確保后續工程施工不影響既有營業線的運營安全，同時在轉體前清除梁體上部所有施工機具及拆除47#墩靠中跨側掛籃，保證轉體過程中無任何物品落入既有鐵路橋梁上。在轉體前請設備管理單位對懸臂梁進行檢查，轉體連續梁跨越合九鐵路，施工過程防護難度大、安全壓力大，保證營業線安全是項目施工重難點[1]。

3 轉體施工技術應用

3.1 施工準備

試運行轉體所需的液壓及電器設備。為避免轉體過程發生停電，施工現場應配備合適功率的發電機，并在試轉前安裝、調試好，保證發電系統隨時可以投入使用，以保證施工進度。根據施工現場平面圖，將機械設備安裝在適當位置。檢查機械設備的電源、信號線及其油路，檢查無誤后再進行試運行，確保機械設備正常運行。根據牽引方向，將鋼絞線左右均勻地纏在轉盤、千斤頂上，利用千斤頂將其夾緊。為預防鋼絞線交叉或扭轉，鋼絞線方向注意和千斤頂安裝方向保持一致。施工前，拆除轉盤的模板，并去掉撐腳底部鋼楔塊。清理、檢查環道周圍，減少外部因素對轉體過程的影響。在環道面內撐腳底，鋪裝聚四氟乙烯板，在板與環道接觸面上涂黃油聚四氟乙烯粉，并在試轉體前一天（應該不能過早拆除固定裝置，只是在正式轉提前拆除）解除上、下轉盤間的固定裝置和支墊。在上轉盤上布設轉角刻度尺，并在平轉就位處設型鋼限位裝置（一般限位裝置難以阻擋轉體區域，都是根據轉角刻度尺提前泄壓轉體千斤頂），以防連續梁轉體過程發生超限。助推千斤頂應對稱、水平布置，安裝在助推反力座的適當位置。根據轉體需要，施工過程充分發揮千斤頂助推作用（如圖2所示）。先在轉盤做好標記，然后在地面放樣箱梁端部設計軸線。連續梁懸臂兩端的鋼筋應向上、向內彎曲處理，以避免在轉體過程中發生鋼筋碰撞[2]。

3.2 轉體施工參數計算

3.2.1 基本數據

轉體牽引力、安全系數：

轉體總重量G按42 307 kN計算。

μ為球鉸摩擦系數，啟動時靜摩擦系數μ靜=0.1，轉動過程中動摩擦系數μ動=0.06。

啟動過程中靜摩擦力：F靜=μ靜×G = 4 230.7 kN

轉動過程中動摩擦力：F動=μ動×G = 2 538.4 kN

啟動過程中最大轉體牽引力計算：

（1）

式中，R——球鉸平面半徑，R=1.025 m，D——轉臺直徑，D=7.6 m。

啟動時所需最大牽引力：

380.4 kN

轉動過程中所需牽引力：

228.2 kN

啟動時動力儲備系數：

K1=2 000/380.4=5.3

轉動時動力儲備系數：

K2=2 000/228.2=8.7

滿足要求。

3.2.2 鋼絞線安全系數

1 860 MPa級φ15.2 mm鋼絞線的標準破斷力為260 kN。鋼絞線的極限承載為（按9根鋼絞線計算）：9×260=2 340 kN。啟動時鋼絞線的安全系數：K5=2 340×0.75 /380.4=4.6。轉動時鋼絞線的安全系數：K6=2 340×0.75/228.2=7.6。滿足項目要求。

3.2.3 轉體作業時間計算

為保證連續梁轉體的平穩和安全，根據《高速鐵路橋涵施工技術規程》規范要求，角速度≤0.02 rad/min，且懸臂端線速度≤1.2 m/min要求，因此，角速度為

1.125 rad/min。按規范允許的最大轉體速度0.02 rad/min，即約1.15 °/min計算，則懸臂端最大線速度=0.02×31=

0.62 m/min，符合規范要求。現場轉體角速度取1.12 °/min，

即0.019 6 rad/min，轉體懸臂端線速度：0.019 6×31=

0.607 6 m/min。項目轉體施工分3個步驟，轉體角度共46 °。轉體三個步驟分別是試轉5 °、正常轉體38 °、點動轉體3 °。轉動角速度取1.12 °，試轉取3 °（Ⅲ級施工），正常轉體（Ⅱ級施工）作業時間38/1.12=34 min，點轉3度作業時間需5 min，因此轉體作業時間約60 min。

3.3 試轉體

在正式轉體施工前，先進行試轉。試轉時應聯系鐵路相關單位，申請天窗點時間進行試轉作業。全面檢查機械設備，確保施工安全。認真測量、采集轉體系統施工各項參數，確定主橋墩轉動角速度和梁端轉動線速度的關系。根據以往施工經驗，轉動時需嚴格控制轉動速度，根據轉體T構與既有鐵路的位置關系，將連續梁試轉5 °。試轉后梁端未侵入鐵路設備界限，并與其水平距離≤9.81 m。

3.4 正式轉體

轉體前采用千斤頂稱量轉體部分重量，確定轉體部分的摩擦系數和重心。清理干凈滑道、撐腳等位置，并在撐腳涂抹硅脂。轉體需要提前準備2套液壓設備，液壓設備應型號相同，以便轉體過程可以有效控制油壓表壓力。安裝調試千斤頂、牽引索、錨具等，認真檢查鋼絞線，預防鋼絞線打結。調試機械設備，復核轉盤、球鉸等關鍵部位，轉體啟動時由指揮員通過對講機進行指揮。張拉的同時進行牽引作業，按一級100 kN進行加力；轉動后分級減力，按100 kN一級分級減力至正常轉速，并將其控制在0.015～0.02 rad/min為宜。轉體過程中工作人員應認真觀測，密切關注墩柱軸線和梁端高程的變化，保證連續梁勻速轉動。轉至距離設計位置1.5 m時，開始減慢速度。轉至距離設計位置1 m時進行點動操作。轉至距離設計位置0.1 m時即可停轉，復測軸線，并嚴格控制軸線偏差，以防超轉。然后微調轉體姿態、位置，并用型鋼抄死轉盤。同時通過臨時上承臺的千斤頂，可以調整梁體標高，并提高上下承臺固結施工速度[3]。

4 連續梁轉體施工質量保障措施

4.1 連續梁防傾措施

防傾保險體系可以保證連續梁轉體施工安全。根據連續梁設計構造特點，轉體過程承重由球鉸承擔。轉體施工影響因素較多，需要加強防傾措施，設內環保險腿并用千斤頂調整傾斜。由于連續梁受荷載作用影響，轉動過程應預留間隙，以便調整連續梁轉體姿態。內環保險腿為上轉盤上環形布置的撐腳，并和下滑道保持3～

6 mm距離。清理干凈滑道，采用黃油四氟粉涂在滑道上，以方便撐腳移動。為保證轉體傾斜姿態符合設計要求，可將4臺千斤頂布置在滑道外側。連續梁結構重心位于橋梁軸線偏向邊跨的位置，準確的重心定位可以提高結構穩定性。轉體過程采用球鉸和2個鋼撐腳的三點支撐方式，如發現重心偏差較大可采取調整梁上堆載的措施，將偏差控制在合理范圍內[4]。

4.2 連續梁限位措施

通過轉體限位和微調裝置實現連續梁限位的精確控制。轉體限位措施可以有效控制施工偏差，例如，千斤頂微調可解決橫向傾斜問題，轉體限位調整后用型鋼抄死撐腳。水平偏轉限位和微調方法：以下轉盤的千斤頂反力座為支點，頂推上轉盤、撐腳，以便調整軸線偏位；然后設限位梁撐死撐腳、千斤頂反力座[5]。

4.3 連續梁轉體精確就位

在長江特大橋北引橋跨越既有鐵路連續梁轉體就位后，應采用全站儀及時進行連續梁軸線校正。該橋軸線允許偏差±5 mm且≤L/6 000 mm。在點動操作、精確定位前，提前校正上部轉體結構。轉體為自動控制動力系統，主梁轉至距離設計位置0.5 m即可開始點動操作。提前確定點動操作的最大弧長轉體數據。為預防出現連續梁超轉，方便調整縱橫向標高，應設轉體限位裝置，并將水平微調裝置設在梁端，將千斤頂和配重設置在上盤下。連續梁轉體施工的頂面高程允許偏差±15 mm；合龍前兩懸臂端相對高差為合龍段長度的1/100，允許偏差±10 mm。轉體精確就位，用鐵楔子將撐腳打緊并焊接在滑道上，及時完成上下承臺固結。

5 結語

項目中鐵路連續梁施工受既有鐵路的制約，采用轉體施工技術可以實現上跨鐵路，為轉體施工和既有鐵路營運提供有力的安全保障。跨越鐵路營運線轉體施工通過防傾裝置、限位裝置有效控制橋梁，轉體過程規范轉體施工工序，有效預防各種安全隱患，提高了轉體施工安全性，實現轉體精確就位，完成鐵路連續梁精準對接。這種精準對接的工藝，有助于鐵路領域向高難精尖方向發展。

參考文獻

[1]譚維. 上跨既有鐵路轉體連續梁施工技術研究[J]. 價值工程， 2023（19）： 82-84.

[2]王志鋒. 連續梁轉體施工技術在廊坊特大橋跨京滬鐵路中的應用[J]. 江西建材， 2022（2）： 159-160.

[3]戶東陽， 周昆， 陳玉峰， 等. 跨越既有繁忙鐵路連續梁轉體施工關鍵技術[J]. 施工技術（中英文）， 2022（3）： 134-137.

[4]劉俊龍. 上跨既有鐵路連續箱梁轉體法施工研究[J]. 山西建筑， 2022（4）： 137-140.

[5]徐春東， 胡洲， 關俊鋒， 等. 跨線鐵路轉體橋施工技術發展綜述[J]. 華東交通大學學報， 2021（6）： 54-60.