2×119m跨铁路线斜拉桥的转体施工

2020-03-30李川

工程建设与设计 2020年2期

李川

（山东济铁工程建设监理有限责任公司，济南250000）

1 引言

在桥梁工程中，上跨既有铁路线路非常常见，但相较于一般情况，不仅对施工安全性有更高的要求，还需要尽可能地将桥梁施工对铁路运营的影响降到最低。上跨菏泽火车站立交桥（主梁为2×119m的斜拉桥）需要上跨京九、新兖等铁路既有线路，并且京九线和新兖线是我国铁路交通运输网中的重要线路，运营状态非常繁忙，因此，通过对平面转体施工技术的应用，能够保证施工的顺利进行，并减少对跨越铁路线路正常运行的影响。本文主要对该斜拉桥的转体施工工艺进行介绍。

2 上跨京九、新兖铁路立交桥概述

丹阳路是菏泽市市主干道路规划的核心，对市中心城区与东部开发区的连接有不可代替的作用。该道路工程的关键项目是丹阳路上跨铁路立交桥，沿线需要实现对振兴路、桂陵路以及长沙路等多条道路的跨越，工程需要以菏泽火车站为基点，跨越京九、新兖2条铁路以及货场与电厂专用铁路线，主桥整体长度约520m。主塔采用独柱“人”字结构，塔高68.2m（主墩顶至塔顶），塔顶距地面89m。铁路东侧转体主梁长度为2×119m，转体质量为24 800t。为减少施工对铁路正常运行的影响，先平行于铁路方向将梁体浇筑成型，然后采用平转法逆时针转体81.67°就位，是目前亚洲转体重量最大的桥梁。主桥立面总布置图如图1所示，桥下净空如图2所示。

图1 主桥立面布置图

图2 主梁转体后桥下净空示意图

3 转体系统

本桥梁工程水平转体系统主要由球铰、转动牵引系统、转体上转盘与下转盘构成（见图3），下转盘是转体结构中对整体重量起到关键支撑作用的基础，其质量与效果必须要得到保证，其制作材料为C40混凝土。施工前，需合理设置转体拽拉千斤顶反力座、下球铰以及保险撑脚环形滑道等部件。另外，上转盘的主要构成为上盘、转台以及撑脚，其中，有1629块φ6cm的聚四氟乙烯滑动片，布置于盘球铰中，施工技术人员要注重上下转盘间的附着安装，在其固定成型的基础上，试平转运行并浇注混凝土。转体部分牵引平面布置如图4所示。

图3 转体球铰结构图

图4 转体牵引平面布置图

4 转体施工

4.1 转体计算

转体段总重为248 000k N，球铰静摩擦系数取0.1，动摩擦系数取0.06，球铰平面半径为4500mm，转台直径为15m，每台千斤顶的最大拉力为3500k N。

经计算，启动时所需最大索引力为2365k N，转动时所需引力为1419k N。转台直径为15m，转体角度为81.67°，按设计院提供的转动角速度为不大于0.02rad/min，转体时间约为71min，为进一步保证施工及既有铁路安全，采取0.017rad/min的转体速度，满足施工安全的要求。

4.2 转体施工前的准备工作

4.2.1 滑道准备

滑道的准备工作包括：（1）应做好滑道清理工作。拆除上、下转盘间的砂箱，在清理干砂的同时除去环道钢板上的锈。（2）检查滑道情况，检查的重点应放在滑道平整度、滑道与撑脚间预留空隙，转体范围中撑角所经路径。（3）科学选择安装介质。将四氟滑板朝下放在承角下，将润滑油涂在滑道上，使摩阻力降低[1]。

4.2.2 箱梁的不平衡力测试及配重

平衡转体施工中，要保证转动中转体上部结构的平衡性，但通常转体上部悬臂结构绝对平衡在实际转动的过程中，会使梁端出现较严重的抖动问题，进而对转体平稳性产生不利影响。在称重与配重过程中，实际重心与理论重心可能会存在5～10cm的偏差，且在边跨侧（见图5），为转体施工的顺利完成提供保障[2]。

本工程主要通过对球铰转动测试不平衡力矩法的应用对转体不平衡力矩进行测试，将4台400t应变计在布置于上、下转盘中（见图6），再进一步测量不平衡力矩。最后，相关人员需科学分析观测数值，与此同时，结合不平衡重调整值，充分发挥砂袋的作用从而实现加载。

图5 称重用千斤顶摆放位置示意图

图6 称重用位移传感器摆放位置示意图

4.2.3 转盘限位装置

转盘限位装置的布置需要注意以下要点：（1）在实际转体之前，应注重将I40a工字钢横梁，合理安装于转体就位位置，将转盘撑脚与工字钢横梁接触处，设置为转体就位位置；（2）需将保险撑角设置在上、下盘滑道间，撑角数量为6个即可，撑脚走板底面与滑道顶面间，缝隙应合理控制在大致20mm[3]，在转体结构就位的基础上，通过对钢抄手的应用进行抄垫固定，与上盘滑道预埋钢板一同有效展开焊接联接（见图7）。

图7 限位装置布置图

4.3 封固上下转盘，浇筑合龙段体系转换

确保梁体转体精确就位后，实施上转盘与下转盘的封铰施工。现浇合龙段长3×2m，先合边跨合龙段，再合跨中合龙段。相关人员需对两侧梁段顶面高程展开比较，若高程间未超过15mm，则可以实施下一步施工，但如果高程差大于15mm，需以计算使用配重为根据，把砂袋置于梁上指定位置，直至测量高差与有关标准相符后，再展开下一步施工[4]。