呼张客专墩顶转体连续梁施工技术研究

2016-04-12郑伯强中铁十七局集团第二工程有限公司陕西西安710043

甘肃科技 2016年3期

郑伯强（中铁十七局集团第二工程有限公司，陕西　西安　710043）

呼张客专墩顶转体连续梁施工技术研究

郑伯强
（中铁十七局集团第二工程有限公司，陕西西安710043）

摘要：大跨度连续梁上跨既有铁路，为减少上部结构施工对铁路行车安全的影响，采用旁位悬臂现浇、平衡转体的施工方法。以新建呼张铁路客运专线怀安站特大桥（60+100+60）m连续箱梁墩顶转体施工为例，对下转盘、球铰、上转盘、转动牵引系统等的施工技术进行了研究。通过工程实践证明:采用墩顶转体可减少转体重量，梁体重心至球铰的距离显著降低，转体更平稳。

关键词：连续梁；墩顶转体；转体系统施工；转体技术

1　工程概况

对于上跨既有铁路线桥梁工程，国内较为成熟的工艺为墩底水平转体法施工技术，即：在上下层承台之间，或者承台与墩底之间设置平转系统，平行既有线浇筑梁体，墩梁固结或临时固结成整体后共同绕承台转动，实现梁体跨线。其施工弊端为：桥梁下部设置转体系统，因此转体稳定性要求高，扭矩大；转体重量较大，导致平转系统庞大、设计牵引力大，基础尺寸和防护工程数量也大幅增加，最终会导致主跨跨径也相应增大。而连续梁采用悬臂浇筑墩顶水平转体的施工方法，可有效的减轻了转体重量、降低了牵引力，尤其是与既有铁路立交高度较高时，大大的降低了施工风险。

新建呼张铁路客运专线怀安站特大桥连续梁位于DK40+733.6～DK40+955.4处，采用（60+100+ 60）m悬臂现浇+墩顶转体预应力混凝土连续梁跨越京包铁路上下行线，主跨与既有京包双线铁路（K234+580）相交，呈61°夹角。主墩采用18根桩径1.5m，桩长52m钻孔灌注桩基础；采用双层承台，下承台尺寸为13.5m×18.5m×3.5m，上承台尺寸为8.5m×14.0m×2m承台。桥墩采用圆柱型截面，墩身直径5m，墩帽采用矩形截面，尺寸为10.8×8.8m，倒角半径为2.5m。全桥梁体共15个节段，顺铁路方向采用支架搭设浇筑0#块，按照悬臂浇筑工艺分别在52#、53#中墩采用挂篮分节浇筑梁体1#-13#，边跨15#现浇段可与梁体施工同步进行，待梁体转体后进行14#合拢段浇筑。梁体悬臂施工完后，进行整个转体系统支承体系的转换，使上转盘支承于球铰上，每个转体重量5360t。

墩顶转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成（如图1所示）。

图1　墩顶转动系统布置

2　转体装置结构施工

2.1转体下转盘与球铰施工

下转盘为支承转体结构全部重量的基础，支承重量5360t。中墩顶帽（10.8×8.8m）设计为下转盘，下转盘采用C50混凝土，下转盘上设有直径为2.44m的下球铰及中心直径为5.24m的环形滑道。下转盘设置转动系统的下球铰、保险环形滑道及转体拽拉千斤顶反力座。根据要求控制球铰及下滑道的安装精度要求，下转盘（墩帽）的浇注分两次完成。

转动球铰是转动体系的核心，是转体施工的关键结构。它由上下球铰、球铰间聚四氟乙烯滑片、固定上下球铰的钢销、下球铰钢骨架组成。它在转体过程中支撑转体重量，是整个平衡转体的支撑中心。

墩帽混凝土第一次浇筑完成后,安装下球铰骨架,下球铰骨架固定牢固后，吊装下球铰使其放在骨架上，对其进行对中和调平，对中要求下球铰中心，纵横向误差不大于1mm，施工采用十字线对中法，水平调整先使用普通水平仪调平，然后使用精密水准仪调平，使球铰周围顶面处各点相对误差不大于1mm，固定调整螺栓。

下转盘混凝土施工完成后，将Φ175mm转动定位钢销轴放入下转盘预埋套管中，然后进行下球铰四氟乙烯滑片的安装。填充改性聚四氟乙烯滑片在工厂内进行制作，在工厂内安装调试好后编好号码，现场对号入座，安装前先将下球铰顶面和滑片镶嵌孔清理干净，并将球面吹干。滑片安装完成后，各滑片顶面应位于同一球面上，其误差不大于1mm。

在下球铰球面上涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使其均匀的充满滑动片之间的空隙，并略高于顶面，涂抹完后尽快安装上球铰，其间严禁杂物掉入球铰内。上球铰精确定位并临时锁定限位后，用胶带缠绕密封上下球铰吻合面，严禁泥沙杂物进入。

2.2滑道与上盘撑脚安装工艺

墩帽混凝土第一次浇筑时在滑道设计位置采用3cm厚木板嵌入墩身使其平整，木板取出后用2cm厚C50水泥砂浆调平，再在其上铺1cm厚的Q345环形钢板（尺寸同木板），最后再采用C50水泥砂浆填平钢板两侧槽口，防止钢板滑动，要求整个滑道在同一水平面内，任意3m弧长内环道的高差不大于1mm。

上转盘共设4组撑脚，每组撑脚由两个直径φ500×24mm、高916mm焊在厚30mm扇形钢板上。在撑脚底与滑道之间留有18mm的间隙，箱梁施工时间隙内填塞厚10mmMGE板，转体前抽掉10mm垫板，作为转体结构和滑道的间隙。

2.3转体牵引体系施工

本桥的平转牵引体系由牵引动力系统、牵引索、牵引反力座组成。转体施工设备采用全液压、自动、连续运行系统。具有同步，牵引力平衡等特点，能使整个转体过程平衡，无冲击颤动，该设备是一种较为理想的转体施工设备。

3　转体施工

3.1转体施工方法

正式转体主要施工步骤如下：

1）按照试转采集的各项数据和经验，检查滑道和转体设备是否完好，做好正式转体的准备。

2）结构转体前进一步做好人员分工，根据各个关键部位、施工环节，对现场人员做好周密部署，各司其职，分工协作，由现场总指挥统一安排。

3）先使千斤顶达到预定吨位，启动动力系统设备，并使其在“自动”状态下运行。

4）每个转体使用的两对称千斤顶的作用力始终保持大小相等、方向相反，避免不平衡力偶产生。

5）设备运行过程中，各岗位人员必须坚守岗位，时刻注意观察、监控动力设备和转体各部位的运行情况，并作好记录。

6）在转体就位处设置限位装置，并在转盘上标识刻度，以转体梁端的每1米换算到上转盘的圆周上，由现场技术人员负责报数，确保两幅同步转体。同时在合拢段支架上做好控制点，转体结构接近设计位置时，为防止结构超转，停止自动牵引操作,采用点动控制，点动时间为0.2秒/次,每次点动千斤顶行程为1mm,梁端行程15mm。每点动操作一次，测量人员测报轴线走行现状数据一次，反复循环，直至结构轴线精确就位。

3.2转体就位施工工艺

转体基本到位（距准确位置0.5m）后，进行连续梁的高程、中线精确就位工作。

1）中轴线准确就位。

轴线偏差主要采用连续千斤顶点动控制来调整，在10m直线段支架上做好控制点，转体结构接近设计位置时，为防止结构超转，停止自动牵引操作,采用点动控制，点动时间为0.2s/次,每次点动千斤顶行程为1mm,梁端行程15mm。每点动操作一次，测量人员测报轴线走行现状数据一次，反复循环，直至结构轴线精确就位。

2）连续梁高程调整。

首先进行线型测量，对横向倾斜、轴线偏差、高程偏差进行调整，本桥没有发生横向倾斜，高程偏差采用在梁端两腹板处作用千斤顶的方法进行调整，经过精确调整后，连续梁中线及高程误差在1cm之内，满足了《桥规》的精度要求。

线型测量，对横向倾斜、轴线横向、纵向偏差进行调整，上下盘间抄垫锁定、平面定位等工作完成，转体结构精确就位后，即对结构进行约束固定。