超大吨位斜拉桥转体上跨铁路营业线施工技术探析

赵元龙

摘 要：文章以超大吨位斜拉桥转体上跨铁路营业线施工项目为例，简要阐述了工艺方案，并对准备、称重、转体、锁定等工艺操作要点进行了进一步探究，希望为超大吨位斜拉桥转体上跨铁路营业线施工提供一些参考。

关键词：超大吨位 斜拉桥 转体 上跨铁路 营业线施工

1 引言

近几年，随着桥梁建设范围的逐渐扩大，跨铁路桥不断增加，跨铁路桥受桥下铁路净空高度、道路纵坡、铁路接触网杆等诸多因素的限制。特别是超大吨位斜拉跨铁路桥，还面临着桥塔尺寸大、跨度大、地形限制等一系列难题。基于此，综合考虑桥塔塔柱巨大荷载、地面辅道通行净空要求，探究超大吨位斜拉桥转体上跨铁路营业线工艺操作技术具有非常重要的现实意义。

2 超大吨位斜拉桥转体上跨铁路营业线施工项目

哈西大街（绥化路-规划路）打通工程斜拉桥转体上跨铁路营业线施工项目所在地为哈尔滨市南岗区，由北侧绥化路为起始点，上跨哈南编组站铁路，与铁路南侧现状哈西大街相接，项目全长为1321.261m，桥梁全长为843.561m。跨铁路部分为双塔+双索面结构的支撑体系转体斜拉桥 ，跨线桥与铁路于哈南站王孙下行线K4+425.76m相交。

根据项目桥梁结构特点，跨铁路斜拉桥主桥拟选择预制转体工艺操作方法，先沿着与哈南场地内铁路线路支架方向现浇，位于车辆段与王孙下行线之间的9号桥墩主塔、位于H1线与V1线之间的10号桥墩主塔分别逆时针转体79.31°、顺时针转体96.12°，后边跨、中跨现浇合龙。

3 超大吨位斜拉桥转体上跨铁路营业线的施工技术方案

技术操作者可以选择两台3500kN型千斤顶与同步自动连续牵引系统，构建水平旋转力偶，拽拉缠绕于转台上的φ15.2*22钢绞线，为转体系统转动提供充足支持。

首先，试转。全程封锁15.0min，由专业供电方进行地线的安装，9号主桥墩、10号主桥墩分别转动1°、15°。

其次，开始正式转体准备。在整体场地封锁15.0min内，由供电方安装地线，并完成工艺操作准备任务。

再次，正式转动。过程先封锁35.0min，控制角速度在1°/min以下，进行9号桥墩、10号桥墩的分别转动，转动角度为20.0°。然后封锁55.0min，依据40.0°的转动角度，进行9号桥墩、10号桥墩的分别转动，控制转动角速度小于等于1°/min。在这个基础上，封锁75.0min，依据1°/min或小于°/min的角速度，分别转动9号桥墩、10号桥墩，转动角度均为60°。最后封锁95.0min，设计角速度在每分钟1°以下，完成9号桥墩的精准就位与姿态调整，转动角度为18.31°。同时完成10号桥墩转动，角度为20.0°。

最后，精确就位及姿态调整。封锁120.0min，依据每分钟1°或小于1°的标准，完成9号桥墩的精确定位与姿态调整，同时完成10号桥墩的精准就位与姿态调整，10号桥墩转动角度为1.12°。

4 超大吨位斜拉桥转体上跨铁路营业线施工技术的实践要点

4.1 准备

转体前，工艺操作者应以牵引系统、转体球绞、辅助支撑体系为对象，进行转体结构检查。具体检查内容如下：

在转体发电设备准备时，每主墩均配备两台发电机，功率为300kW，规避转体操作过程突然停电引发的故障问题。进而依据系统布置图进行转体结构系统摆放、安装就位、调试[2]。同时顺牵引方向，安装预埋钢绞线。并利用I32a工字钢与滑道焊接的方式，将限位装置设置在转体就位处，降低超转发生风险。同时根据转体牵引力增加、姿态微调需求，将I32a工字钢横向设置在助推反力座位置，结合挑梁（I32a工字钢位置）中心位置千斤顶的放置，奠定后续工艺操作基础。

4.2 称重

工艺操作者可以利用千斤顶称重系统确定转体梁端不平衡重量，并进行所需配置重量的计算。根据计算结果，在所需配重位置放置混凝土预压块，完成重量配置。若支撑脚、滑道之间距离差值超出设计标准，可以利用竖向千斤顶，进行支撑脚、滑道距离的调整，为滑板放置提供充足空间[3]。

具体操作时，工艺操作者可以工艺支架完全拆除（已清除周边垃圾）为节点，利用0-50mm的位移传感器、千斤顶，沿两侧支撑脚位置、相邻位置，进行转动体纵向偏心距、纵桥向不平衡力矩、转体球绞摩擦阻力矩、摩擦系数的测算。测算结束后，综合考虑球绞中心到桥跨上配重距离、启动牵引力、不平衡力矩等因素，确定梁侧绝对平衡配重、纵向倾斜配重。进而根据后期监测参数，应用现代控制领域的自适应控制法，进行配重的动态调整。

4.3 临时固结

考虑到案述工程为双塔双索面斜拉桥，给定剪切力的QZ球型钢支座为主桥竖向支撑装置，与塔梁中心相距10.85m。在转体操作前，需要对塔梁进行临时固结，并在转体完成且中跨临时锁定后，进行塔梁临时固结的解除。一般塔梁临时固结需要选择距离塔梁中心线2.22m的位置，利用φ820×10mm钢管混凝土，在每一个制作周边进行临时支墩的设置。钢管需要沿桥方向设置两排，每一排为7根，进而将C30混凝土填充到钢管内。在这个基础上，在梁面利用已P锚锚固的6-φs15.2无粘结钢绞线张拉预应力，促使绞线外露0.50m。

在梁面临时支墩设置完毕后，选择20mm/25mm厚钢板，利用穿孔塞焊的方式，与φ25mm钢筋紧固焊接，完成主梁纵向限位装置上部结构操作。进而利用Q235的φ820×10mm钢管，依据钢管之间相距1150mm的标准，经4拼工45a焊接。配合底部12根M30Q345锚栓固结，完成主梁纵向限位装置下部结构操作。

4.4 转体

在正式转体前，工艺操作者可以进行试转体。即在确定转体体系、牵引动力系统、防倾倒保险体系状态良好的前提下，采集每分鐘转速、10号桥墩梁底部标高、桥梁姿态等初始资料，在主桥墩转动角速度、梁端转动线速度之间建立联系，全程跟踪、控制转体转动速度处于要求限度内。需要注意的是，在试转体期间，工艺操作者应利用千斤顶逐根进行钢绞线的预先对称紧固，并通过主控台控制两套千斤顶在同一时刻施加压力。

在试转体进入尾声后，工艺操作者可以依据滑动方向将双向钢楔形块放置在滑道支撑脚下方，维持桥梁固结状态。并根据试转体期间采集的数据进行转体方案的修正。在统一指挥下，选择无雨雾、风速低于6级的天气，协调人员分工，开始方案实践。其中9号桥墩主塔侧转体斜拉桥可以直接利用平衡转体法完成平转合龙;10号桥墩主塔侧斜拉桥因下方接触网横联距离较近（151mm左右），需要采用不平衡转体方案。即通过配重，促使10号桥墩沿中跨侧支撑脚落地，边跨侧主梁翘起，扩大梁体地面、接触网横梁之间空间。同时促使球绞、一对支撑脚形成稳定的支撑体系，保证转体过程中桥梁水平旋转姿态稳定，稳定后可直接合龙。

具体操作时，工艺操作者应在转盘上均匀布置转体刻度的基础上，以桥面边缘、接触网横梁边水平位置1.50m内为控制节点，每间隔10.0cm进行一次桥梁主墩垂直度、桥梁高程（左、中、右）、桥梁中位线方位角与支撑脚、滑道板间隙的测定，保证转体情况的紧密监控。进而启动动力系统，选择“自动状态”，配合上下盘之间连续千斤顶点动控制轴线偏差，保证转体轴线精准就位。若因转动惯性、测量误差已发生过转情况，则工艺操作者可以利用2×500t千斤顶，构建力偶助推系统，沿着相反的方向顶动支撑脚，完成转动结构回转作业。

根据实时转体线形监控数据，工艺操作者可以利用4×500t千斤顶，以需调整一侧塔肢下方对应滑道为节点，对转体姿态进行调整。需要注意的是，在每次点动千斤顶行程确定后，工艺操作者需要进行梁端行程的换算，反复循环调整梁体整体横桥向倾斜度与高程偏差，并将双向限位设置在滑道助拉千斤顶反力座、上转盘钢管砼支撑脚之间，保证梁体两端、边跨现浇端顺利连接。

4.5 锁定封固

在转体姿态调整完毕后，工艺操作者可以将槽钢焊接到支撑脚两侧、滑道钢板位置，完成转体结构临时锁定。一般需要2对及以上槽钢。

在锁定转体后，工艺操作者可以利用焊接法，将上下承台与塔肢预留钢筋紧密焊接，并利用压浆管将混凝土浇筑到外侧支模位置。同时利用自密实水泥注浆料灌浆法，分层填补外侧支模、上转盘接口位置空隙。需要注意的是，外侧支模所用模板应为背对背槽钢加固、拉筋临时锁定的钢模板。

在封固模板后，工艺操作者可以将临时固结解除。

5 总结

综上所述，铁路是我国交通大动脉，车次繁忙，密集时段平均3-4min就会驶过车辆。为尽可能减少上跨斜拉桥建设对铁路营业线的影响，工艺操作者可以依据先称重后转体的方式。即先在平行于铁路的方向上进行称重配重，进而利用铁路营业线“天窗点”进行转体工艺操作。同时考虑到铁路营业线“天窗点”有限，工艺操作者应严格控制称重、转体、封固的效率与质量。

参考文献：

[1]王利强.铁路转体桥连续梁转体施工技术[J].中国高新科技，2021（02）：106-107.

[2]张恒.兴延高速上跨京包铁路钢箱梁转体施工技术研究[J].铁道建筑技术，2020（10）：100-105.

[3]王萌浩.客運专线大跨度连续梁转体工程中球铰的应用[J].设备管理与维修，2021（10）：124-125.