跨线悬臂浇筑连续梁桥转体施工关键技术

2020-06-15霍宝虎云桂铁路沪昆客专云南有限责任公司云南昆明650011

安徽建筑 2020年5期

霍宝虎（云桂铁路（沪昆客专）云南有限责任公司，云南昆明 650011）

1 工程概况

新建沪昆铁路客运专线云南段上跨既有沪昆铁路六沾线工程沾益特大桥设计全长1768m，平曲线半径8000m。在桥梁里程DK 1041+407～DK1041+535悬臂浇筑连续梁（27#-30#墩）与沪昆铁路里程K2468+500处斜交，交角为25.3°。既有沪昆铁路为6股道，每天有100余对列车通行，连续梁施工临近沾益火车站，列车停靠于施工跨越范围营业线上频率较高。为保证施工安全、减小对行车的影响，降低施工难度。设计采用（72+128+72）m大跨度悬臂浇筑连续梁平转法施工，即主桥先平行于既有线悬臂浇筑，再平转就位，最后合龙成桥。转体桥与既有营业线平面如图1所示。

图1 转体桥与营业线平面图

悬臂浇筑连续梁位于曲线上，曲线曲做，梁体悬臂浇筑施工完成后，上部结构总重8300 t。其中主梁中跨12个节段，边跨14个节段。28号墩中跨主梁施工至12号节段翼缘板外缘距离既有线接触网立柱水平距离仅2.2m，梁体施工空间较小；且梁体施工采用挂篮悬灌施工，在挂篮移动和混凝土浇筑过程中安全风险较高。

2 转体系统施工

本桥转体系统由上盘、下盘、球铰、撑脚、滑道、砂箱、牵引系统组成。转体时墩身及上部结构重力全部由球铰承受，撑脚在转体时起控制转体稳定的作用。转体球铰设计承载力85000 kN，允许最大偏心0.2m，采用牵引系统施加转动力矩。

2.1 下球铰安装

球铰定位骨架安装完毕后，进行下球铰安装。安装时，测量人员对下球铰中心精确放样，平面位置纵、横向误差ξ≤1.0mm。下球铰精平由螺母调整校平，精平后球铰高程误差Δ≤0.5mm。

2.2 滑道安装

滑道由8块24mm厚环形钢板组成，通过螺栓与滑道骨架连接，多点整体吊装。吊装前对滑道中心及边缘控制点进行精确放样，吊装完成后进行调平。调平分为粗调和精调两部分，粗调可利用小型千斤顶辅助，精调时利用滑道可调螺栓进行精平，严格控制滑道顶面相对高差不大于1.0mm。安装完成后，浇筑下盘第二次混凝土。

2.3 销轴及聚四氟乙烯板安装

下盘承台混凝土浇筑完成后，清理下球铰球面，将黄油与四氟粉按重量120:1的比例配制混合，在中心销轴套管中放入黄油四氟粉，将中心销轴轻放至套管中，保证销轴竖直并与周围间隙一致。在下球铰凹球面上按照从内到外安装聚四氟乙烯滑片，安装完毕后使用黄油四氟粉填充下球铰凹球面及聚四氟乙烯板间隙。施工时，应保证黄油面与聚四氟乙烯板面相平。

2.4 上球铰吊装及转动试验

上球铰吊装使用吊车多点起吊，吊装时上球铰销轴预留孔与已安装的销轴应精确对位。在检查上、下球铰外缘四周齐平，且上球铰顶面相对高程偏差不大于1mm后，进行转动试验。即采用人工进行上球铰转动，模拟转体工况。将上、下球铰间的多余黄油、四氟粉混合剂挤出，使得上球铰与聚四氟乙烯板密贴，检验安装效果。

2.5 撑脚安装

撑脚采用钢管混凝土结构，在滑道正上方均匀居中安放，并保持撑脚与滑道间缝隙 6.0～8.0 mm。撑脚采用Q345d钢管，厚度14.0mm，外径700.0 mm，内填C50微膨胀混凝土，每墩布置8个。施工过程中，要严格控制撑脚下钢板与滑道间间隙，不得发生抵触。

2.6 沙箱安装

转体系统单墩设置16个沙箱，均布于环形滑道上，顶部作用于上盘底面。沙箱在转体前作为转体系统的主要承重装置，承受上部结构的重力。制作时，使用400 t的千斤顶进行预压，观测沙箱的沉降量，当相邻半小时时段内不再沉降即可进行吊装作业。

转体系统安装的关键步骤如图2所示。

3 转体过程控制要点

3.1 施工监测

3.1.1 平面位置监测

图2 转体系统安装

转体施工前，测量人员应进行现场踏勘，及时排除因挂篮杆件或梁体堆积材料造成仪器无法通视问题。利用测量控制网，使用全站仪在边跨现浇段放样置镜点，在转体T构两个梁端分别放样转体轴线监测点坐标位置，并进行标记。利用坐标法、绝对方位角法监测转体全过程，并及时将转体角度、梁端线速度等信息反馈给指挥组及牵引设备操作人员。转体施工由匀速转动转变为点动阶段，测量人员应加大监测频率和数据报告次数。当2个T构的梁体4个监测控制点同轴时，梁体转动至预定位置，通知转体配合人员临时锁定下盘。

3.1.2 高程监测

高程监测采用光学水准仪，仪器架设于边跨现浇段置镜点上，在每个转动T构边跨梁端分左、中、右设置3个高程监测点。转体开始前，读取每个T构边跨高程监测点高程数据，作为梁体高程控制初初始值。转体过程中，测量人员在边跨现浇段置镜点随时监测梁体高程变化。

3.1.3 上盘转动监测

制作与上盘同直径的带有角度、线距离贴纸，在试转体前，粘贴在上盘圆周外表面。在下盘顶面设置一根指针指向刻度贴纸0点处。观察人员随时观测指针指向角度及下盘转动线距离，及时反馈给指挥组及设备操作人员。

3.2 限位控制

下盘施工时，在承台混凝土内按照设计要求埋设刚性限位挡块。在转体施工前，测量人员应再次准确测量限位挡块位置及梁体转动角度，选择合适型号、材质型钢作为限位挡板，对转体的撑脚进行精准限位，防止梁体出现超转。

3.3 点动就位

根据设计建议及施工经验，在梁端水平位移距离目标位置约1m时，进行点动就位作业。点动施工是梁体经过启动-加速-匀速-降速后的关键步骤，其直接影响梁体最终转体效果。在正式转体施工前，施工人员应仔细分析试转体采集的基础数据，作为正式转体控制参数，并应结合牵引设备性能与设备操作人员共同制定梁体点动方案。点动方案确定应结合设计单位意见进行，考虑梁体自重较大，点动次数不宜超过5次，防止牵引扭力对墩身及梁体结构造成影响。点动阶段，测量人员在收到牵引设备操作人员单次点动结束指令后，应在3～5min后再次测量梁体监测点平面位置，作为本次点动转动角度最终数据，避免因梁体惯性出现超转。

3.4 梁体姿态调整

梁体转至设计位置后，测量人员监控梁体梁端标高变化值，此时梁端标高应为转体前施工现场实际梁端标高，非理论设计标高值。转体完成后，在上下盘间隙处设置千斤顶，对主梁纵横向标高进行调整。千斤顶安放时需以梁体横向、纵向轴线方向对称布置，数量不少于4台；控制压力表读数一致，确保千斤顶均匀受力。梁体姿态调整千斤顶需提前进行校检，以便施工人员控制压力表读数。姿态调整时，可利用百分表观察转体上盘底面标高变化情况，为测量人员提供数据基础。

3.5 上下盘封固

转体完成后，经测量人员确认梁体线形及标高无误后，对撑脚进行临时锁定，及时完成上下盘封固混凝土浇筑，使T构成为稳定结构，再依照设计顺序完成合龙段施工。上下盘封固浇筑时为保障上下盘间混凝土密实，可在上盘埋设竖向捣固孔，上盘浇筑时通过捣固孔振捣混凝土，保证封固混凝土密实。

4 施工安全防护

结合营运线特点，经多方商议、论证、现场踏勘，最终确定采用挂篮全包封施工方案。挂篮全包封即在挂篮体系基础上制作包封，形成防坠落、防水、防静电的全封闭体系。具有质量轻、与挂篮同步行走等特点，既安全又节约了施工成本。

4.1 挂篮封闭防护

如图3a所示，包封宽度13.0 m，长度7.0m，采用两根双拼25号工字钢横梁承受其自重。横梁与挂篮底模横梁位置对应，采用Φ32精轧螺纹钢悬吊于底模横梁正下方。为减轻包封自重，底板采用14号槽钢和竹胶板组合而成。槽钢横向间距0.8m，在槽钢上铺设竹胶板，竹胶板与槽钢采用铁丝绑扎固定。在竹胶板上再铺设一层0.5 mm厚白铁皮，防止施工过程中焊渣掉落引起火灾。包封侧面、正面均采用Φ48钢管搭设，钢管竖向、横向间距1.5 m，并高于梁顶1.8 m，挂10×10 mm铁丝网和密目防护网。

图3 挂篮全包封

4.2 防水防护

如图3b所示，在包封提吊至预定位置后，在内底板顶面及侧面安装防水板，防止雨水或施工养护用水落入包封后形成水流落到既有线接触网线上。防水板焊接要求焊缝密不漏水，应使用大块防水板，减少接头数量。包封侧面防水板焊接完成后，使用图钉将防水板固定于包封侧向竹胶板上，防止防水板起翘漏水。提吊包封横梁精轧螺纹钢位置应进行特殊处理，防水板包裹精轧螺纹钢竖向高度不小于30cm，防止包封内水流沿包封吊带位置落入既有线内。包封施做完成后进行泌水性试验，观察密封情况，如出现漏水点，及时对防水板进行补焊处理。

4.3 防静电防护

如图3c所示，在包封外侧底部及侧面安装防静电板，防止包封底部距离既有线接触网垂直高度较小时发生触电情况。防静电板固定使用自锁式尼龙扎带，尼龙扎带布置数量不少于8根/m2。为保障安装质量，尼龙扎带对防静电板固定完毕后，使用胶水将防静电板接缝处进行粘贴补强，防坠落。正式转体前应做好挂篮系统综合接地工作，防止由于雷电天气造成人员触电情况。