太和特大桥转体桥施工技术

吴鹏

摘 要：结合商合杭高速铁路太和特大桥上跨漯阜铁路的工程特点，为确保铁路运营安全，减少或消除对既有铁路的影响，用以确保工程项目能够安全、高效、高质量的完成施工结合工程项目的特点选用采用转体桥施工方案。即先进行承台、球铰及牵引系统施工，并搭设支架浇筑墩身、连续梁，然后在封锁要点后进行转体，在铁路上方合拢。文章以该工程为例对转体桥施工技术与控制要点探讨，旨在对今后类似工程上跨既有铁路提供借鉴经验。

关键词：高速铁路上跨铁路；转体桥施工技术；分析

中图分类号：U445.4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）06-0065-02

Abstract： In view of the engineering characteristics of the Luo-Fu railway overpass across the Taihe Grand Bridge of Shang-He-Hang High-speed Railway， and in order to ensure the safety of railway operation and reduce or eliminate the influence of the construction on the existing railway， so that the project can achieve a safe， efficient， and high-quality completion of the construction， we take advantage of the characteristics of the project and adopt the idea of bridge rotation construction technology， that is， we start with the construction of bearing platform， spherical hinge， and traction system going first， and set up the support to cast piers and continuous beams， and then rotate after blocking the key points， and close up above the railway. This paper takes this project as an example to discuss the bridge rotation construction technology and control points， in order to provide reference of experience for similar projects across existing railways in the future.

Keywords： railway overpass across high-speed railway； bridge rotation construction technology； analysis

1 工程概况

太和特大桥DK161+186.90～DK161+408.60段跨越漯阜铁路，跨越结构采用（60+100+60）m转体连续梁，主墩编号为215#墩、216#墩。位于界牌和小梁庄区间，归属武汉铁路局漯阜公司管辖。

梁体现浇原设计采用悬臂法施工，因工期原因变更为支架现浇法施工，梁体共分2个T构进行，每个T构分2次浇筑，第一次浇筑长度为29.50m（A0#块），第二次浇筑A1#及B1#块长34.25m，其中A1#块与B1#块对称同时浇筑。现浇完成后采用水平转体法施工，转体重量6688.1t，转體角度34°。

2 工程特点及难点分析

本工程特点及难点为上跨既有漯阜铁路，为避免对铁路正常运行造成影响施工方案需要与武汉铁路局方面进行沟通协商审核批准，施工时需武汉铁路局相关部门进行配合，并改移影响施工的相关铁路设施。在选用转桥施工方案时转体结构由转体下转盘（承台）、球铰、滑道、助推反力座、拽拉反力座、上转盘（转台、转体底座）、撑脚、墩柱、主梁、转体牵引系统等组成。转体重量6688.1t，通过设置转动牵引系统，顺时针同步转动上转盘34°至合拢段位置，和桥轴线重合。而转动球铰是转动体系的关键工作，制作及安装精度要求高，委托有资质的生产厂家加工。

3 转体桥施工技术

转体桥总体施工步骤为：桩基→承台基坑支护→承台（转体下转盘）施工，并安装球铰下盘及滑道→球铰四氟乙烯片安装，同时进行反力座施工→球铰上盘安装，保险撑脚安装→转台及转体底座（转体上转盘）施工→墩身施工→转体连梁施工→转体实施→合拢→封盘。转桥施工方案中的关键部分在于转体体系及转体施工。

转体结构设计情况：在转桥转体的选择上选用转盘球铰直径φ4100mm，下转盘球铰直径φ3800mm，厚度均为40mm。对于转体上转盘撑脚部分设计采用每个上转盘左右对称各6组撑脚，每组撑脚采用为双圆柱形外形结构，在撑脚下设30mm厚钢板用以确保撑脚的稳固性。基于转体时保险腿受力分析，转台两保险腿应分布在同一中心线上，且6个保险腿应以转体中轴线为分割形成左右各3组的分布。在撑脚的下方（即下盘顶面）设有1.1m宽的滑道，滑道中心线半径4.5m，转体时保险腿可在滑道内滑动，以保持转体结构平稳。球铰系统组成如图1所示。

在球铰系统中，上转盘将在转体系统中承担重要的作用，其在运行的过程中受到多向、立体力的作用，为确保上转盘的结构强度其上纵、横及竖向都密布着预应力钢筋用以加强结构强度。转台与球铰、撑脚及上转盘部分相连且在转动的过程中牵引力将直接作用在其上。在转体的牵引驱动上将采用2台ZLDK主控台、4台ZLDB液压泵站、4台ZLD200智能连续转体千斤顶所组成的系统来提供旋转的动力。该系统分为自动和手动两种模式分别应对正常转体和距离运动。液压驱动系统与转体部分将采用24根直径为Φ15.2mm的钢绞线所组成，单根钢绞线的拉伸强度能够达到1860MPa。牵引索的一端埋入上转台混凝土内，作为固定端，外露端逐根顺次沿着既定索道排列缠绕后，穿过ZLD200型连续转体千斤顶作为张拉牵引端。在对于转体桥转体下盘（转体大承台）进行施工时，将采用C50混凝土来作为施工的重要材料，由于转体下盘在转体过程中将承受主要的转体桥（约6688.1吨）的重量，并在转体完成后与转体结构的上转盘构成转体桥的支撑结构。在对转体大承台的混凝土结构施工时将按照以下施工工序进行：（1）首先完成转体大承台主体钢筋结构的绑扎，而后进行混凝土的浇筑、养护。在施工完成后的转体大承台第一层混凝土结构顶面上预埋滑道和下球铰骨架安装角钢。（2）在下滑道骨架和下球铰骨架的安装时注意控制两者之间的相对高差≤5mm，骨架中心和球铰中心的同心度需要控制在1mm以内。（3）而后进行预留槽两侧钢筋的绑扎施工并进行模板的安装，模板安装完成后进行转体大承台的二次浇注，浇注过程中注意控制好预留槽混凝土高度。（4）为保障转体桥的转体效果，对于滑道钢板的安装平整度

≤0.5mm且相相对高差≤5mm，对于水平的调整依靠调整螺母来调整。第三次浇筑预留槽混凝土（下滑道钢板下部和下球铰预留槽），浇筑千斤顶反力座和转体牵引反力座混凝土。

在球铰安装时将与转体大承台的三次浇注施工相配合进行安装施工：首先在转体大承台第一次浇注施工时完成预埋件铺设，并在固定的预埋件上完成下球铰定位支架的安装。完成了支架的安装后将在其上安装转体微调装置，吊装球铰下盘放在定位支架上并进行对中和调平，通过调节微调装置精确定位球铰下盘，球铰下盘精定位后进行锁定。球铰中心度的误差应当控制在1mm以内，对于球铰水平的调整控制其误差在1mm以内。待到下球铰底部混凝土浇筑完成后将球铰定位销插入球铰下盘预埋轴套中组成球铰定位轴。对于后续的四氟乙烯滑动块的安装应控制其误差<0.2mm。为减小滑动块的摩擦需要在滑动块上涂抹润黄油四氟乙烯粉。完成了球铰下盘的安装后需要做好球铰上盘的吊装，吊装时应确保定位销套能够与下盘上的定位销上。吊装过程中应当避免碰撞。完成吊装后需要做好球铰的密封避免杂物混入其中。转体系统中所采用的3组撑脚采用的是由两根直径600mm、高1660mm的钢管焊在厚30mm扇形钢板上并在其中填充微膨胀混凝土用以形成的支撑结构。上转盘将会承受多向、立体的力的作用，除采用预应力钢筋加固外还需要使用P型锚具对其进行锚固。受力状态，上盘布有纵、横向预应力筋，采用单端张拉，锚固端采用。上转盘施工分两步：

（1）下部为0.8m厚、直径为10.4m的圆柱台，其中预埋两对对称于转盘中心的牵引索；

（2）上部为14×10.8×2.6m的矩形台，结构中心与球铰中心重合，施工时预埋横纵向预应力筋，达到强度以后进行预应力张拉。

转体结构的索引力、安全系数及转体时间的初步计算：

转动过程中所需牵引力

T=2/3×（R·W·μ动）/D=488.7KN<2000KN。

4 转体施工实施

4.1 转体前施工准备

施工前与铁路局签订安全协议，施工时成立转体指挥小组，布置好测量观测点、清理滑道，解除撑脚约束，安装好助推千斤顶及反推梁，解除上转盘约束，做好T构不平衡力测试及配重，并安装好牵引索，做设备测试，确保仪器调试正常，在封锁要点后进行施工。

4.2 试转

在上述各项准备工作完成后，再次对转体系统进行全面检查用以确保转动过程中的安全性。在转体测试时做好每分钟转速的控制，在转体测试过程中采用点动方式操作，转体测试时做好各项数据的收集和计算确保转体的速度和准确性在可控的范围内。

4.3 正式转体

在转体正式运行时，启动液压系统按照100KN一级分级逐步加力，直至撑脚走板水平位移观测确定启动。在转体过程中控制转体桥的转速。将其控制在一个均匀的速度，待到转体进行到距离基本到位位置约1m处减速待到停止后采取点动转体的模式，在这一过程中转体控制人员需要与测量人员进行精确的配合，测量轴线，根据差值，精确点动控制定位，防止超转。转体就位后，精确调整转体倾斜位置，并用型钢将上下转盘抄死。临时墩墩顶与梁底先行抄死。防止梁体在外力作用下摆动。利用临时墩墩顶上设置的千斤顶，精确地调整梁体端部标高，并采取措施抄垫。

5 结束语

桥梁转体施工桥梁施工中的重点也是难点通过本次关键技术的施工控制，使整个转体施工更加快速、简便、安全、易控，减少对既有铁路影响，并实现了该桥如期安全的转体到位，是一项值得推广的转体工艺。

参考文献：

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[2]张顺义.钢管拱转体施工解说贵州水柏铁路北盘江大桥[J].文摘版：工程技术，2015（23）：44-45.

[3]陶建山，任旭初，陈国祥.贵州水柏铁路北盘江大桥钢管拱转体施工技术[J].桥梁建设，2001（2）：50-53.