跨既有铁路113m 系杆拱平转施工方案

王玉府 赵成贵

（中铁大桥局集团第四工程有限公司 南京 210031）

津秦铁路丰南跨津山特大桥处以113 m 系杆拱桥式跨越津山铁路下行线和丰胥联络线2条铁路线，与既有线路的的夹角为15°。津山铁路下行线相交里程为K254＋681m，113m系杆拱771号墩位于既有津山铁路下行线西侧，772号墩位于丰胥联系线与津山铁路上行线中间的夹心地带内。系杆拱桥式布置见图1。

图1 系杆拱桥式布置图（单位：cm）

图2 系杆拱横断面图（单位：cm）

主桥结构形式采用洛泽体系的提篮式钢管混凝土系杆拱桥，桥梁全长116 m，计算跨径113 m，拱轴线采用悬链线，形成提篮式样，拱顶处2拱肋中心距7.218 m，拱脚处2 拱肋中心距13.172m。系杆梁采用C50预应力混凝土，单箱3室截面，截面高3.05m，宽17.6m。该桥采用先梁后拱方式施工，结构布置采用刚性系梁柔性拱，吊杆间距5m，桥梁系杆拱横断面见图2。

1 平转施工方案

1.1 方案简介

本桥113m 系杆拱原设计为在铁路上搭设支架原位现浇施工，考虑系杆拱与既有铁路夹角仅为15°，与津山下行线、丰胥联络线2条既有线平面交叉影响长度近100 m，既有线为高填土路基，轨顶高程约为＋10.2 m，系杆拱梁底设计高程为＋19.362m（771号墩处），客专桥下净空有限，且桥下既有铁路仅有一座净空3.0 m、宽10 m 的小桥可供通行，夹心地带内无施工场地。

若采用原位现浇施工，不仅现浇支架设计、搭设施工以及拆除极其困难，而且因大量既有线上方作业，经常需要封锁线路才能施工，安全、工期风险巨大。因此，在多项因素综合比较的基础上，采用在铁路西侧沿铁路搭设支架现浇系杆拱梁，成桥后通过横跨铁路的滑道梁平转就位施工方案［1］。

该方案是在津山下行线西侧以平行既有铁路线方向安装系杆梁现浇支架施工系杆梁，在系杆梁桥面搭设拱肋安装支架，拼装拱肋并安装吊杆，在772号墩左侧及墩顶安装滑道梁跨越津山下行线和丰胥联络线，拱桥上部结构施工结束后拆除支架，使其支承在771号墩墩顶和滑道梁上，然后系杆拱桥一端以771号墩为旋转轴心，另一端沿滑道梁滑移到772号墩墩顶，最后再用千斤顶将系杆梁落在支座上，完成整个桥的施工［2］。

1.2 系杆梁现浇支架

根据设计要求，提篮拱系梁施工采用线外支架法现浇成型。结合现场实际地形情况以及既有线行车安全的要求，在既有津山铁路西侧平行铁路方向搭设现浇支架。

支架基础采用直径1.5 m 钻孔灌注桩，按12.0m 跨沿既有线布置，基础按受力大小分单桩与双桩2种形式，单桩桩顶接直径1.2m 钢管桩，双桩桩顶设2m 厚承台，承台上设置直径1.2m钢管桩，共布置32根。

1.3 现浇支架临时墩

由于系杆拱桥成桥后总重量约为100000 kN，每端荷载约为50 000kN，滑道梁跨度大，临时支墩承担荷载大，因此临时墩1，2均采用钻孔桩基础，桩径为直径1.5m，分别布置6根、9根，为避免临时墩2承台施工时影响既有铁路路基的稳定，承台底高出现有地面，不进行既有铁路路基开挖作业。

1.4 扁担梁

拱桥在平转过程中一端支撑在771号墩顶的扁担梁上，另一端支撑在772号墩侧的滑道梁上，在771号墩顶设一个固定支撑点，位于扁担梁下翼缘板中心，在772号墩侧的滑道梁顶面设2个活动支撑点，位于系杆梁支点位置处，系杆梁一端以771号墩上的固定支撑点为旋转轴心，另一端沿滑道梁滑移到772号墩顶［3］。扁担梁采用钢箱梁，箱梁截面高3.6m，宽3.0m，翼缘板采用42 mm 厚钢板，腹板共有3道，采用30mm 厚钢板。

1.5 横移滑道梁

滑道梁分8段制造，按折线布置，现场由高强螺栓和拼接板连接成整体，拼接板接触面采用喷铝处理，箱梁截面宽3.0 m，边跨箱梁高3.0 m，中跨箱梁高3.8m，见图3。

图3 772号墩滑道梁立面图（尺寸单位：cm）

1.6 平转球形铰支座

平转球形铰支座是平转法施工转动体系中最重要的设备，转动体系的核心是转动球铰，它兼顾转体、承重等多种功能。球形铰支座设计承重按50 000kN 考虑，除具有必备的平转功能外，因桥梁两端存在高差误差，还要具有微量的竖转功能，并能抵抗一定的水平力。

本工程以铁路50 000kN 正式固定支座设计图为基础，去除部分约束后即为能抵抗水平力又可以水平自由平转的球形铰，并在平转到位落梁后，将该球形铰支座永久安装在梁底和墩顶，作为铁路宽桥的横向限位装置，做到永、临结合。

1.7 横移滑道

滑道铺设在滑道梁顶面，宽1.5m，平面为圆弧形，其中心线与滑块滑动轨迹线重合。滑道自下而上依次由20mm 厚钢垫板和3mm 厚不锈钢板组成，钢垫板与滑道梁顶板焊接，主要起支承与调平作用，在钢垫板上面铺不锈钢板，以减小滑动面的摩阻力。

反力座沿曲线焊接在滑道梁顶面，间距根据水平千斤顶长度、行程确定，保证每个行程能提供反力支撑点，顶推采用2台3 000kN 千斤顶同时对滑块施顶，施顶位置确定为滑块上确定的受力点。

下滑道为布置在滑道梁上的不锈钢板，不锈钢板面要求清理干净，摩擦面可采用水作为介质也可采用机油作为滑动介质。

2 平转及落梁施工

2.1 顶推平转施工

顶推滑移系统包括梁底滑块、限位块（反力座）、分配梁和顶推千斤顶。梁底滑块采用铸钢材料，单个滑块尺寸为93cm×140cm×35cm，重2.4t，共布置4个滑块，在每个滑块下嵌有一块NGE 材料滑板，系梁通过滑块支承在滑道梁上［4］。

拱桥系杆梁在滑道梁上顶推滑移距离为33.16m，采用2 台200t千斤顶逐步向前顶推滑移。

2.2 落梁施工

拱桥平转到设计位置后，在系杆梁两端支点下方用铸钢垫块抄垫固定，支座之间滑道梁（扁担梁）切割抽走，在墩顶系杆梁下方布置8个10000 kN 千斤顶，将系杆梁顶起后抽走滑道梁（扁担梁），通过千斤顶交替将墩顶临时支座铸钢垫块逐块卸除，逐步将系杆梁落到支座上。

在2主墩墩顶各设8台千斤顶，4台一组，分2组布置，顶落梁时，同一端8台千斤顶要保证同步顶升和下落，铸钢垫块高度为150mm，每顶高一次抽掉一层钢垫块，然后落梁，随之在另一端顶高抽掉一层钢垫块，两端要求交替下落以保持落梁同步，避免两端高差过大［5］。

3 结语

津山铁路为国家繁忙干线铁路，根据此桥的特殊位置和施工环境，采用既有线外支架现浇，平转就位后落梁的施工方案，将大量必须在既有线上作业的内容调整为临近既有线作业，不仅大大减少了封锁线路的时间和频率，减少了施工过程中对既有线路运营的干扰，而且有利于工程工期的控制和把握，降低了施工过程中的安全风险。

由于平转过程中涉及到滑道梁制造、安装，球形铰支座的设计、制造，以及平转、顶落梁施工等，需要专业的设备和专业的单位和施工人员配合，在施工过程中，需要较强的项目管理能力，否则将给工程带来较大的困难。

［1］TZ213－2005 客运专线桥涵工程施工技术指南［S］.北京：中国铁道出版社，2005.

［2］TZ213－2010客运专线铁路桥涵工程施工技术指南［S］.北京：中国铁道出版社，2010.

［3］铁建设［2010］241号 高速铁路桥涵工程施工技术指南［S］.北京：铁道部，2010.

［4］张联燕.桥梁转体施工［M］.北京：人民交通出版社，2002.

［5］MBEC1012－2010桥梁转体施工［S］.武汉：中铁大桥局集团，2010.