太行山高速2×45 m T构转体施工技术

袁攀峰

(中铁十一局集团有限公司，湖北 武汉 430010)

1 工程概况

河北省太行山高速公路平赞段主线上跨石太铁路立交桥位于井陉县微水镇，与既有石太铁路在下行线里程K11+547.4正交，主桥设计为2×45 m预应力混凝土T构，平面转体法施工。

预应力混凝土T构上部结构截面为单箱双室变高度斜腹板型，箱室顶宽24.5 m，底宽随梁高调整，主墩处截面中心线处梁高4.8 m，端部及边墩直线段处中心线梁高2.5 m。悬浇段顶板厚度均为0.28 m，腹板厚度由45 cm至70 cm按折线变化；底板厚度由70 cm至150 cm按直线线性变化。现浇的0#节段外侧悬臂长2.5 m，箱室根部高度4.8 m，端部高度4.47 m，总重约为2 500 kN。

2 T构转体施工技术

如图1所示，T构施工的总体顺序为：先在25#墩处顺石太铁路线方向安装转体球铰、施工墩身、浇筑0号节段混凝土并张拉预应力束，安装调试挂篮，再由25#墩两侧对称悬臂浇筑节段A1—A10，并张拉相应纵、横向预应力束，然后拆除挂篮及其模板，解除上下转盘临时锁定，完成平衡称重并配重，试转后再转体T构至设计位置，永久锁定上下转盘并封固墩转盘间混凝土，在24、26#墩旁搭设边跨吊支架钢管临时支墩，安装吊支架，施工永久支座，浇筑梁端节A11，张拉相应预应力束，拆除边跨现浇吊支架，最后施工剩余部分的桥面系和附属工程。

图1 转体施工就位

2.1 0#节段托架设计

0#节段临石太铁路，行车密度大，施工安全风险高，场地空间狭窄，由于石太铁路行车要求，严禁墩顶施焊，为适应质量、工期、安全的需要，确定开发全销接型钢托架施工方案。

2.1.1 托架构造

0#节段悬臂段底部采用挂篮底模系统模板(6 mm板+I10)，纵梁以下设置三角形支架以形成梁底变高。托架上悬臂浇筑长度2.5 m，浇筑重量241.8 t。托架构造如图2所示。

图2 0号节段托架结构(单位：mm)

2.1.2 托架检算

采用有限元软件建立结构分析模型，在结构分析中按规范要求计入相关荷载并进行组合，按规定的项目进行检算，托架检算结果如图3所示。

图3 托架最大应力和变形

最大正应力为92 MPa<钢材许用应力[σ]=215 MPa，最大切应力为50 MPa<许用剪应力[τ] =125 MPa，托架横梁变形fmax=2 mm<1 745 mm/200=8.2 mm，强度、刚度等均满足相关规范要求。

托架底部预埋件竖直方向反力为735 kN；预埋件埋入混凝土1 m，预埋件两侧采用25 mm+20 mm加强板结构，预埋件承受托架传递的竖向剪切力，预埋件侧板高度65 cm，加强板高度50 cm，单侧面面积A26 250 mm2，其容许剪应力[τ]125 MPa，可抵抗的最大拉压力为：[N]=2×A×[τ]=6 563 kN。托架下预埋件最大反力735 kN<6 563 kN，其抗剪强度满足要求。

2.2 边墩的吊支架设计

24#墩临石太铁路，同样面临着施工安全风险高、场地空间狭窄问题，为适应质量工期安全的要求，选择开发了吊支架施工方案。

在24#墩基础上靠近墩身支立∅400 mm钢管，其上设置砂箱，并铺设双拼I45b横向工字钢做横梁，悬臂梁体一侧使用吊带将横梁吊挂于10号节段下侧，形成吊支架体系，底模使用现浇段底模，构造如图4所示。

图4 边墩吊支架结构(单位：mm)

按照规范规定的项目检算，各构件强度、刚度均满足规范要求。

2.3 称重试验及配重

由于转体结构重量巨大，且存在施工过程中的差别及工序安全的需要，解除约束后的T构并不是完全对称平衡的，通常两侧重量会有差异，为了保证转体过程结构稳定和获得体系转动过程中的相关参数，需通过试验确定转体结构的不平衡力矩、摩阻力矩、偏心距等数据[1]。

由试验结果计算出其不平衡力矩为MG=10 300 kN·m，摩阻力矩MZ=4 500 kN·m，摩阻系数u= 0.046 1。

按范围平衡的概念进行配重[2]，即配重后的不平衡弯矩小于2/3倍的摩擦弯矩，这样即可保证转体过程中T构的稳定，亦可节省配重资源和工作量，降低施工风险。

取配重距墩中心向平山侧35 m，计算转体配重为120 kN。

2.4 转体就位

为保证铁路行车安全和效率，实际桥梁转体过程分两阶段完成：第一阶段使T构转体就位；第二阶段进行姿态调整，确保按规范要求的精度准确就位。第一阶段完成后，对全桥控制点高程及平面位置进行复测，确定误差，实现精确就位。完成后，对转体T构进行临时锁定，再次复测合格后，及时完成永久锁定。

3 结束语

针对该桥开发的技术应用于太行山高速上跨石太铁路2×45 m转体T构工程中，全销接型钢托架支承体系对铁路行车干扰少，结构可靠，制造安装工艺简单；施工风险低，速度快，占用空间小；边跨现浇段吊支架支承体系占用空间小，施工风险低，速度快，节省资源。以上技术的应用，确保了转体施工的顺利进行，可供其他工程借鉴。