上跨繞城高速公路施工研究

王新越

（北京城建華威公路工程有限公司，北京 100124）

市政道路是城市建設的重要組成部分，直接影響區域經濟發展。近年來，隨著城市快速發展，新建、改建、擴建市政道路工程數量增多，其中包括一些跨越既有線路的情況。此類工程對既有線路的交通影響較大，是施工重難點。轉體橋是采用轉體法施工的橋梁，先在非設計軸線位置處對橋梁結構進行澆筑或拼接成形，然后轉體就位，既保證了施工安全，又提高了施工效率，還能將環境影響降至最低水平。以下結合實踐，探討市政道路工程上跨繞城高速公路的施工組織方法，以供參考。

1 工程概況

1.1 市政道路基本情況

某新建市政道路工程，全線約37.5km，采用雙向4 車道，設計行車速度為60km/h。該道路施工期間，DK27+198.818～DK29+387.968 段是一座橋梁，全橋長2 189.15m，其中，18#～21#墩為上跨繞城高速公路。該繞城高速公路通行時速為100km/h，道路寬度為48m，采用雙向10 車道設計。新建道路與既有線路的夾角為99°，凈空為7.9m。本工程施工期間，為最大限度地減小對繞城高速公路的影響，采用轉體施工方案。

1.2 施工重難點

（1）橋梁轉體施工，需在高速公路封閉交通的天窗點內進行，施工前與相關單位對接，針對轉體中可能影響線路的風險源，制定有效的防護措施。

（2）連續梁轉體前，全面檢查連續梁，清除梁面所有材料，并對梁端進行封閉，轉體過程中，嚴禁人員上橋，防止物體掉落至下方路線。

（3）中跨合龍段施工和橋面系施工要在高速公路天窗點內進行，時間緊、任務重，對施工組織和質量安全管理要求較高。

2 現場施工組織方案

2.1 施工程序

（1）施工準備階段。主要工作內容是編制、審批施工方案、簽訂施工安全協議、提報施工計劃、轉體前技術準備和物資準備、懸臂梁稱重、配重等。

（2）試轉階段。主要工作內容是預緊鋼絞線、試轉數據測試、試轉監測參數、試轉后轉盤臨時固定等。

（3）正式轉體階段。主要工作內容是線路封鎖與防護、梁面防護與轉體設備確認、轉體勻速轉動、梁端精準對位、過程監測及測量、轉盤固定、梁面照明設備拆除、檢查人員撤離線路等。

（4）合龍段施工階段。主要工作內容是中跨合龍段鋼殼安裝、鋼筋綁扎、模板支設、混凝土澆筑、預應力張拉、預應力管道壓漿、遮板混凝土澆筑、護欄安裝等。

（5）收尾階段。主要工作內容是永久柵欄恢復施工、臨時柵欄拆除施工、承臺基坑回填等。

2.2 轉體結構

轉體結構是橋梁轉體施工的關鍵，由下轉盤、球鉸、上轉盤、轉動牽引系統組成，轉體總重量達9 000t。其中，球鉸結構組成見圖1，它是轉體結構的重要組成部分，在轉體作業中起到結構骨架的作用，為轉體提供必要的支撐。轉動牽引系統提供動力，由計算機進行操控，精準控制變頻器頻率、上下頂壓力、油缸實際位置、油箱溫度等參數，以保證19#、20#墩轉體同步。

圖1 球鉸結構組成示意圖

2.3 試轉體

準備工作完成后對橋梁試轉體，技術要點包括以下內容：

（1）預緊鋼絞線。先用千斤頂逐根預緊鋼絞線，再用牽引千斤頂整體預緊，對稱、重復多次進行，確保鋼絞線均勻受力，水平纏在轉盤上。

（2）啟動泵站。在主控臺上，控制2 臺千斤頂同時施力試轉，若不能轉動，需增加助推千斤頂，以克服靜摩擦力。

（3）試轉過程中，監測每分鐘轉速、點動位移、慣性位移、應力、牽引力等參數變化，為正式轉體提供依據。

（4）試轉完成后，臨時固定上、下盤，利用預留的螺紋鋼交叉固定，使用鋼楔塊填塞撐腳部位，正式轉體時，直接切斷即可。

2.4 正式轉體

正式轉體施工時，先確認外部條件，包括現場、技術、機械、人員的準備情況，同時，各項監測項目必須達標。具體內容見表1。

表1 轉體前監測項目及檢驗方法

正式轉體施工技術要點如下：

（1）分析試轉時的數據，整理控制轉體的詳細數據。接到轉體指令后，啟動動力系統，按照預設參數控制油表壓力，實現自動轉體。

（2）19#墩梁轉體98°，利用天窗點一次完成；20#墩梁轉體81°，利用天窗點一次完成。

（3）轉體過程中，監控系統設備和轉體部位的運行情況，出現異常時，需停機處理，排除隱患后，繼續轉體。

（4）加強對懸臂端位置、懸臂端梁頂標高的觀測，為精確就位提供依據。其中，使用千斤頂點動控制、調整軸線偏差，將中線偏差控制在15mm 以內；使用千斤頂在上、下盤之間起拱，調整高程，將誤差控制在10mm 以內。

（5）轉體調整就位后，對上、下轉盤封固處理。焊好預留鋼筋，外側支模澆筑混凝土，在上轉盤接口處預埋壓漿管。待混凝土凝固后，對空隙進行灌漿處理，以確保上、下盤混凝土密實。

2.5 中跨合龍

中跨合龍段施工工藝流程：預埋鋼殼→臨時鎖定→合龍鋼殼安裝→鋼筋安裝→澆筑混凝土→養護→張拉壓漿。本工程中，為保證合龍時鋼殼的搭接長度，降低因轉體施工梁體位置偏差增加的合龍難度，鋼殼邊段、中段接口采用斜邊設計。施工技術要點包括以下內容：

（1）轉體前，在梁端梁體內預埋鋼殼N1 塊，預埋長度為0.97m，與懸臂梁混凝土牢固連接。轉體完成后，梁間空隙用N4 塊、N1 塊鋼殼焊接封閉。

（2）在20#墩施工范圍外，采用汽車吊將合龍段鋼殼吊至墩頂處，在天窗點分塊運輸至合龍段。安裝時，在每塊板上焊接2 個吊耳，用吊葫蘆進行吊裝。

（3）待邊、中塊鋼殼焊接牢固后，在鋼殼內部綁扎跨中合龍段鋼筋，使用微膨脹混凝土澆筑，初凝后，涂刷養護劑保濕養護。

2.6 防護柵欄恢復

（1）19#墩基坑現狀坑底距離原地面1m，在轉體施工完成后，基坑回填時，安裝永久防護柵欄，基坑兩側柵欄基礎采用人工開挖，安裝柵欄時，與既有防護柵欄順接。

（2）柵欄安裝過程中要預留通道，在天窗點內人工拆除柵欄內側臨時防護柵欄，并封閉通道。

（3）永久防護柵欄基礎采用混凝土基礎，尺寸為20cm×20cm；防護網采用浸塑鐵絲網，尺寸為1.8m×2.8m，上部是50cm 的刺絲滾籠，形式與原有柵欄保持一致。

3 轉體施工質量控制措施

3.1 風險源識別控制

轉體施工中，需要識別風險源，并采取針對性的控制措施。主要內容包括以下幾點：

（1）突然停電，表現為電路破損、停電計劃未及時掌握。控制措施：施工前由項目部安全總監組織作業隊負責人、電工整體排查轉體施工的電路、設備，與供電局聯系，掌握一周內的停電計劃，現場配備移動式發電機。

（2）梁體不穩，表現為梁體滑移、墜落、傾覆等。控制措施：嚴格按照配重方案中的材料和位置進行配重，在垂直于橋梁縱向方向上，采取防滑移措施，轉體前檢查應急通道，以確保順暢，備齊應急救援物資。

（3）轉體異常，表現為轉體不能正常啟動、牽引系統故障、梁端標高突變、轉動突然加速等。控制措施：將滑道上的雜物清理干凈，檢查牽引設備性能，按照計算的牽引速度設置油泵流量，轉體過程中安排專人進行數據輸入及監控。

（4）機械故障，主要表現為牽引設備損壞。控制措施：進場設備及時送檢，送檢合格后試運行，轉體前檢查設備連接情況，確保各部件連接穩固，接觸良好，配備機械構件的備件。

3.2 關鍵參數控制

轉體施工中，為避免受轉體作業、梁體撓度、溫濕度、傾斜度影響，應采取以下控制措施：

（1）轉體參數控制。詳細計算懸臂梁轉動角度、轉盤及梁端轉動水平弧線距離、牽引索行程。在計算機自動控制界面上，輸入數據進行交叉檢查，保證數據的準確性。試轉時，詳細記錄轉體角速度、梁端線速度，判斷是否滿足轉體時間要求。測量人員需測量10mm、5mm 和3mm 三級點動時懸臂端轉動水平弦線距離數據。正式轉體時，根據轉臺標識的轉角刻度和梁面軸線進行雙控，避免欠轉或超轉。

（2）梁體撓度控制。轉體過程中監測梁體撓度變化，若撓度過大，可提高配筋率或增加張拉預應力鋼筋，以適當增大梁高，減小撓度。

（3）溫濕度控制。溫度、濕度會影響轉體施工質量，必須加強自然環境考察，分析、記錄溫濕度變化，從而最大限度地避免自然因素的干擾。轉體前，需要與氣象部門保持密切聯系，掌握天氣變化并準備好物資。遇到大雨、大霧或風力＞4 級以上的天氣時，不進行轉體作業。本工程中，轉體施工是在風力≤4 級的氣象條件下進行。

（4）傾斜度控制。轉體作業中，所有重力集中在球鉸上，受外力作用，梁體可能發生傾斜。對此，可安裝千斤頂設備，準確計算結構的重心位置，通過調整千斤頂來控制傾斜度。

4 結語

隨著市政道路工程增多，上跨繞城高速公路較為常見，只有合理制訂施工組織方案，優化配置人、機、料等資源，加強施工質量控制，才能保證現場作業有序進行。本研究可為類似工程項目的施工組織管理提供參考，以實現綜合效益最大化。