上跨高速铁路桥梁工程转体施工技术

张宏志

（中铁三局集团第六工程有限公司，山西 晋中030600）

1 工程概况

新建赣州至深圳铁路客运专线礼亨跨京九铁路特大桥14#墩～深圳台设计为80m+80m T构。于DIK122+380.85～DIK122+461.7处与京九铁路相交，（京九铁路里程为K2003+440，施工区间为K2003+359.25～K2003+520.75），与京九铁路线夹角为56°，T构位于直线段，纵坡坡度为5.3‰；T构0#段、悬臂段分别采用托架、挂篮施工。

2 上跨高速铁路桥梁工程转体施工要点及工序

2.1 施工要点

旋转连续梁的球形铰链安装在上、下支承平台之间。具体操作如下：

1）应预埋牵引反力座，并浇筑第一层承台混凝土。

2）应安装球形铰链支架、下球形铰链和辅助千斤顶反力座，并浇筑混凝土。

3）安装上部球形铰链，浇筑上部承台混凝土。

4）应进行墩身施工。施工过程中要注意使用φ32mm精轧螺纹钢制作预埋托架预埋件及托架预压。由于梁是旋转施工，为了保证梁体达到旋转精度和设计线形目标，委托华东交通大学在施工过程中对桥梁线形进行监控、检测、控制，并提供预拱度数据，对主梁施工各阶段的挠度进行动态监控，预测、控制后续施工段状况，确保梁体线形满足工程建设标准要求。

2.2 施工工序

施工准备→平转系统施工→墩身、梁体施工完成→上下转盘临时锁定拆除→自平衡承重→平衡牵引系统安装、助力系统安装→平衡微调→试转→正式转体→转体完成。

3 上跨高速铁路桥梁工程转体施工技术分析

3.1 施工准备

桥梁转体前需要开展一系列的转体施工装备，主要内容包括：承台（球铰）施工、墩身施工、梁体施工、桥面铺装成桥。承台施工采用分层浇筑的原则，埋设冷却循环系统，避免大体积混凝土温度变化和收缩导致混凝土开裂。本T构采用140 000kN球铰，按照设计要求安装下球铰、滑道及球铰钢筋等，并浇筑下球铰混凝土。承台施工时注意按照要求预埋牵引反力座和辅助千斤顶反力座，为转体施工提供支持。承台施工完成之后，施工主墩墩身混凝土，主墩墩高分为20.55m，在墩身施工时注意预埋托架预埋件。转体混凝土结构浇筑完成后，安装转体结构称重反力架的反力传感器，对转体结构观察、监测2h以上。浇筑边墩墩顶不等高顶帽加高部分，架设相邻简支梁进行桥面铺设等工作整理场地，完成主梁施工【1】。

3.2 平转系统施工

承台共分4次浇筑：其中，下转盘分2次浇筑，第一次预留空间后浇混凝土，两侧牵引反力座同时进行浇筑；第二次安装滑道骨架、滑道以及下球铰骨架、下球铰并预埋辅助千斤顶反力座；第三次浇筑上转盘，并安装上球铰、撑脚；第四次浇筑为转体后上下转盘进行封铰。

滑道委托专业厂家进行加工，现场分节段拼装成整体。第一次浇筑时根据骨架结构形式确定下盘情况，在下转盘第一次浇筑后开始安装定位骨架，安装中采用型钢或钢筋进行加固，调整螺栓精确调平滑道平面，整个滑道面在一个水平面上，滑道安装后要注意保护，防止击打、碰撞。

球铰由上球铰、下球铰、摩擦副、上套管、下套管、销轴、下球铰钢骨架组成，是转体施工转动系统的核心，制作及安装精度要求很高。球铰的制作由专业厂家生产，并派人进行现场安装技术指导。球铰到场后先进行检查与打磨，吊装下球铰使其放在骨架上，人工对其进行对中和调平。利用固定调整架及调整螺栓将下球铰悬吊，调整中心位置，然后依靠固定调整螺杆上下转动调整标高。

上转盘共设有6组撑脚，撑脚在工厂整体加工后运进现场，在上球铰安装就位时即安装撑脚。安装撑脚时确保撑脚与下滑道的间隙满足标准要求，为确保上部结构施工时转盘、球铰结构不发生移动，用钢楔将撑脚与滑道之间填充密实。

本转体系统牵引索采用25根φ15.2mm环氧钢绞线2束，每束长度80.3m，在混凝土内采用P型锚具锚固，锚固长度不小于3m，牵引索头部分散预埋与定位。利用预埋牵引索支撑钢筋确定钢绞线的平面位置和高度，牵引索转盘上缠绕时注意互不干扰。

牵引反力座为2个钢筋混凝土结构设置承台顺桥两侧与承台钢筋进行固结，牵引反力座高1.55m和1.40m，长2m，宽1.45m，并于上部中间位置预留宽20cm、深40cm牵引槽口，反力座槽口位置及高度要精确放样。下转盘混凝土浇筑后进行牵引反力座浇筑【2】。

由于转盘将整个承台分隔开，整个桥梁结构不对称，为防止浇筑墩身和主梁时因施工荷载和结构恒载引起的桥塔不平衡倾覆力矩，在转盘施工过程中墩台和承台必须临时固结，并可在转动前拆除。

3.3 转体施工

清理下盘滑道，对称拆除砂箱，完成上转盘与承台之间的轧制螺纹钢筋。完成由砂箱和精轧螺纹钢筋支撑的整个斜拉桥体系到称重反力架、旋转铰链和钢管支架共同支撑体系的首次系统改造。

称重结构安装到位后，砂箱和上转盘与支承平台之间的精轧螺纹钢筋才能拆除。根据砂箱和精轧螺纹钢筋拆除过程中和拆除后传感器的反作用力，计算槽梁体与转盘中心的力矩差。

本牵引索采用25束φ15.2mm钢绞线，用电锤在上板上相应位置设置支撑锚杆，用预埋牵引索支撑杆确定钢绞线的平面位置和高度，牵引索转盘缠绕1周，缠绕时应注意互不干扰。为了确保梁体在旋转到位后不会向前或向后移动，提出了转盘限位和梁端限位等有效限位措施。

3.4 试转

转体试转前报施工计划于铁路部门，在铁路部门允许试转后才可进行试转。转体施工前进行试转体，检查平转牵引系统的性能、整体平衡状况、测定摩擦因数、最大启动力，为正式转体做准备。

3.5 正式转体

转体前应获取当天当地的气象信息，避免可能出现的大风对转体工作产生危害，并采取有效防范措施。对各交通道口实施封闭，通知铁路部门，正式转体。正式转体施工中要注意控制不平衡弯矩的预案，理论上，两端受到的竖向力是平衡的，但由于两侧混凝土浇筑的不完全对称以及施工荷载的影响（如风荷载），会产生不平衡弯矩，可以通过相应预案进行处理。

3.6 封铰

旋转和精确定位阶段完成，检测到平面位置和标高符合设计要求后，立即将钢反作用架焊接在支撑脚两侧的下转盘承载平台上，打入钢楔，并临时锁定，确保旋转装置不会产生任何位移。清理底盘上表面，焊接预留钢筋，连接综合接地钢筋，在垂直模具中浇筑密封混凝土，将上下转盘连接成一体。混凝土应振动并压实，以确保上下壁之间的紧密连接。浇筑上转盘之前在其内部预埋φ5cm PVC管，待封铰混凝土浇筑时作为振捣通道，距下承台50cm处开孔作为封铰混凝土浇筑时振捣孔。

4 结语

对于上跨既有高速铁路的桥梁施工，转体球铰技术相较于传统挂篮施工、预制架设、顶推等工艺来说，施工安全性高、操作简便，能够快速部署实施，造价相对较低。已经在我国很多铁路桥梁、城际轨道交通桥梁建设过程中得到非常广泛的应用。转体球铰技术能力也在不断突破，2019年7月30日河北保定乐凯大街南延工程转体斜拉桥完成转体，更是刷新了同类桥梁重量和跨度的世界纪录，充分展现了我国转体桥梁建设能力，也为今后的施工设计积累了经验，更为经济、社会发展奠定了良好基础。