横移法在高铁连续梁转体施工中的应用

2020-05-19王振

国防交通工程与技术 2020年3期

王振

(鲁南高速铁路有限公司，山东济南 250014)

新建铁路桥跨越既有铁路施工时，面临影响既有铁路运营安全的工程难题。为避免干扰既有铁路运营，加快施工进度，转体法施工是上跨结构物最常见的施工方法[1]。桥梁转体法施工是在普通跨线桥梁施工的基础上，将需横跨铁路的桥梁平行于既有铁路施工，转体梁段施工完成后水平转动至设计位置，在基本不对铁路造成影响的前提下实现桥梁的跨越。该施工方法保证了所跨铁路运营安全，同时大大缩短了施工工期[2-4]。

横移梁技术即预先将梁体置于拟安装结构的位置旁，主要以人工配以必要的顶推设备，将大体积梁体横向移动到位的技术。由于其拼装简单、操作方便、工作过程平稳、适用环境宽泛等特点，在国内土建施工中，正在广泛的被使用[5]。

连续梁转体前，若梁体离既有铁路较近，施工过程对铁路运营具有较大的安全隐患，同时受列车运行影响，施工时间较短，而横移法施工则能有效的解决此问题。本文以日兰高铁高上1号特大桥为背景，通过现场实际施工案例，深入探讨了横移法在高铁连续梁转体施工中施工步骤及注意事项，可为此类桥梁的施工提供参考。

1 工程概况

日兰高铁日照至曲阜段东起山东省日照市，向西经临沂至曲阜，经联络线与京沪高铁接轨，为双线客运专线，正线全长232 km，设计时速350 km/h，正线采用无砟轨道，联络线采用有砟轨道。高上1号特大桥为日兰高铁联络线，全长3.325 km，在30#墩处采用2×48 m T构连续梁跨越京沪高铁，与京沪高铁交叉角度为61°。梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，梁体全长97.3 m，边跨端部10.65 m梁段为等高梁段，梁高3.2 m；中墩处梁高为6.2 m，其余梁段梁体下缘按二次抛物线变化。箱梁顶板宽7.1 m，箱底宽4.5 m，全桥顶板厚40 cm，底板厚44～65 cm。

2 总体施工方案

30#墩承台为两级承台，本桥转动系统位于上下层承台之间，墩身采用空心墩，下部结构施工完成后2×48 m T构连续梁体平行京沪高铁施工。2×48 m T构连续梁分为5个节段，如图1所示，其中a0、a1、a1′转体前施工完成，a2、a2′转体后完成。为减少梁体横移长度及施工费用，增加施工作业面，a0段在30#主墩位置搭设钢管柱支架组合体系进行施工。a1、a1′共计70 m在距离京沪高铁30 m以外的位置进行钢管柱支立、模板安装、钢筋绑扎工作，钢筋绑扎完成后，采用千斤顶横移，将支撑体系连同梁体钢筋模板一起横移至主墩区域与0#块钢筋进行连接，钢筋绑扎完成后分段浇筑混凝土。梁体转体完成后采用膺架法施工a2、a2′段。

3 工程难点

(1)距离京沪高铁近，施工时间难以保障。京沪高铁是中国高铁网中“八纵八横”高速铁路主通道之一，平均每3 min有一趟列车经过。转体前连续梁外边缘与京沪高铁边缘平行距离12.65 m，在京沪高铁正常运行的同时，进行施工作业几乎不可能，而高铁维修时间仅有夜间4 h。若采用常规转体法施工，工期时间难以保障。

图1 立面布置图(单位：cm)

(2)连续梁段较长，营业线施工安全风险高。连续梁全长97.3 m，在墩身施工及梁体横移、浇筑过程中，安全控制要点较多，在施工前必须对施工过程中的潜在风险进行分析。不仅要保证连续梁横移施工自身安全，还应避免施工对既有营业线产生不利的影响。

(3)横移钢筋骨架重，同步横移难。梁体钢筋绑扎完成后进行横移，因作用在每排钢管柱上的重量不一致，相同的横移力造成支架前进的速度不一致，横移时易出现支架扭曲现象。

4 关键施工技术

4.1 条形基础施工

支撑体系条形基础顶面高出原地面20 cm，剩余部分均埋设于地以下。条形基础采用钢筋混凝土结构，基础施工之前，先根据支撑体系结构设计重量对原地面基础承载力进行检测，若不满足要求，需对原地面进行换填泥结碎石，确保地基承载力厚度达到设计要求后才能进行基础施工。

本桥条形基础共设置12排，采用C35钢筋混凝土，单排宽度0.8 m，换填宽度2.5 m，换填厚度1 m，分为3层进行换填施工，确保换填后基础承载力满足要求。基础布置形式及结构示意图如图2所示。

基础施工完成后，对条形基础进行预压，预压重量按照梁体混凝土总重量的1.1倍进行计算，同时考虑冲击荷载及风载等因素，预压块的布置形式按照梁体受力状态的形式进行布置。

4.2 基础滑道施工

滑道系统的组成包括60钢轨、走行钢轨，采用在砼基础上钻眼固定，确保钢轨在横移过程中不移动，钢轨接头之间采用焊接连接，焊接平齐，无错牙。轨道安装时采用全站仪控制轨道平面位置，保证轨道顺直无弯曲。轨道采用平坡，采用水准仪测量轨道顶面标高，精确控制轨道顶面高程。钢轨上方四氟乙烯滑动片，厚度10 mm，为防止滑动片前后移动，在滑动片两端焊接限位钢板。10#槽钢反扣在四氟乙烯滑动片上方，双拼400×400H型钢与10#槽钢进行焊接，H型钢上方为钢管柱，结构设计示意图如图3所示。

图2 基础布置形式及结构(单位：cm)

图3 滑道结构

4.3 支撑体系施工

支撑体系采用钢管柱及工字钢结构体系，钢管柱型号为直径630 mm、壁厚10 mm，长度根据梁体标高进行调节。单侧钢管柱设置为6排，每排4根，钢管柱之间采用直径273 mm钢管进行焊接连接，焊接要求满焊，且焊缝饱满。钢管柱间距及横向连接如图4所示。

图4 钢管柱间距及横向连接示意图(单位：cm)

钢管柱上方为落模砂箱，砂箱的底部与钢管柱进行焊接，横移之前，将砂箱上下采用钢板焊接固定，防止横移施工时砂箱发生晃动，横移就位后拆除砂箱临时固结。

砂箱上方为双拼45A工字钢作为横向分配梁，分配梁与砂箱间采用焊接施工；横向分配梁上方为纵向分配梁，纵向分配梁采用45A工字钢，底板及翼缘板区工字钢间距60 cm，腹板处工字钢间距为30 cm。工字钢上方梁底部分为桁架结构，采用16#工字钢作为桁架结构支撑立杆，斜杆采用20工字钢，单根长度3.5 m，设置角度与梁底弧度相同。

翼缘板部分采用盘扣式脚手架作为支撑，脚手架底部顶部均采用可调底托、顶托，底部落于纵梁工字钢上方，顶部与翼缘板背楞方木卡紧。为防止在横移施工过程中盘扣式脚手架倾覆，将脚手架与梁部模板拉筋连接成整体，每隔6 m设置一道拉杆将盘扣式脚手架与模板进行连接。

支撑体系搭设时，靠近京沪高铁侧，利用翼缘板外围盘扣式脚手架，搭设桥面临边防护系统。

4.4 梁体模板施工

底模、侧模均采用竹胶板，厚度1.5 mm，竹胶板后面加纵横向方木作为背楞，横向方木间距20 cm，纵向方木间距根据底层桁架及盘扣式脚手架进行设置，方木与竹胶板间采用铁钉进行栓接。方木与桁架及脚手架之间采用钢丝绑扎连接，确保横移过程中模板不发生滑移。

模板施工过程中与0#块接口位置侧模及翼缘板预留1.2 m暂时不支护模板，待梁体横移就位后，a1段钢筋与0#跨预留钢筋连接完成后再进行模板支护及加固。

4.5 钢筋施工

为确保横移过程中不发生严重变形，导致钢筋绑扎后无法进行调整。基础轨道施工时，先将轨道延长10 m，即在距离京沪高铁42 m的位置进行支撑体系搭设。支撑体系搭设以及模板安装完成后，先试横移10 m，横移过程中重点核查支撑体系的变形情况，对支架变形部位进行加固补强。横移梁体长度70 m，分为a1、a1′共2个节段。10 m横移完成后，对支撑体系进行预压，然后再进行钢筋绑扎工作。钢筋绑扎分为6段，a1块与0#块之间预留1.2 m的接口暂不绑扎，同时相邻段之间均预留接口，横移就位后，与已浇筑梁段进行钢筋焊接连接。

4.6 横移施工

横移分为2次进行，0#块两侧各横移一次，单侧横移长度35 m。当钢筋绑扎完成，支撑体系验收合格后开始进行横移作业施工。单侧35 m长钢筋重量52 t，模板及支撑体系重量360 t，合计重量412 t，四氟乙烯滑动片启动时滑动摩擦系数为0.1。经计算，每根立柱需横移力为7.12 t，为确保安全，采用30 t千斤顶进行横移作业。千斤顶直接固定在钢轨上方(见图5)，在轨腰位置开孔采用螺栓固定千斤顶，6排钢轨开孔在同一条直线上。

横移施工时，每侧6个支撑点，放置6台千斤顶，同步进行横移作业。为确保横移作业的同步性，定制同步横移装置。千斤顶伸长值为90 cm。施工前在条形基础上方标注刻度，安排专人观察刻度前进情况，确保几个千斤顶同步作业。当个别千斤顶横移速度较慢时，可以放缓其他几个千斤顶横移速度，控制整体支架行进速度一致。

在滑道基础横移就位的位置安装限位装置，防止横移施工时超顶。限制装置采用在钢轨滑道上焊横向支撑的方式进行卡位。横移就位后，将钢管柱与滑道下层条形基础上方预埋的钢板焊接牢固，防止支架发生滑移，然后进行顶部钢筋连接，模板调整施工。顶进施工工况见图6。