上跨铁路营业线连续箱梁水平转体施工

吴宇

摘 要：我国采用转体施工方法建成的桥梁大多是跨越深谷、深水急流，以拱桥、斜腿钢构桥梁居多。随着装备制造技术、施工技术的进步，近年来在上跨铁路、高速公路时，转体施工方法得到较多运用，取得了较快的发展。桥梁形式包括拱桥、T构，且具有向跨度大、转体重、角度大等方向发展的特点。该文结合新建沪昆铁路客运专线（江西段）某特大桥（48+80+48）m连续箱梁采用平面转体施工方法成功实现上跨铁路繁忙干线的工程实例，对大吨位T构水平转体施工程序和控制要点进行了详细介绍，可为类似施工提供借鉴。

关键词：上跨铁路营业线 箱梁 平面转体 施工

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（b）-0107-02

新建沪昆铁路客运专线（江西段）某特大桥采用（48+80+48）m三跨连续箱梁上跨沪昆铁路营业线（以下简称营业线），夹角为20°。沪昆线为双线电气化铁路，属全国繁忙干线之一。原设计施工方法为悬臂浇筑法，T构每端10个节段。施工期间需要在营业线上搭设具备防高压电、能承受一定重量的重物坠落的防护棚架。防护棚架搭设、移动和拆除，0号块支架、模板安装及混凝土浇筑，挂篮安装、移动和节段混凝土浇筑等工序，均需严格执行原铁道部《铁路营业线施工安全管理办法》要求，向铁路局申请要点，线路封锁后方可作业。悬臂浇筑法施工对铁路运营的干扰次数多、施工时间长，铁路设备及运营安全风险很大。原铁道部2010年10月29日发布的《关于进一步加强跨线桥施工安全的通知》（原铁道部建工电[2010]137号铁路传真电报）要求，“选择跨线桥施工方案时，应考虑尽量减少在道路上空及附近的作业时间及工作量，尽量不在线路内设置结构物。在水平转体法施工、顶推法施工、悬臂浇注法施工和支架现浇等施工方法中，应优先采用水平转体法的施工方案。”。因此，为降低营业线施工安全风险，将悬臂浇筑法变更为水平转体施工方法。

1 工程概述

连续梁分为2个主跨节段（T构）、2个边跨节段以及3个合拢段。梁体为单箱单室变高度变截面箱梁，顶宽12 m，底宽6.7 m，梁高3.85～6.65 m。边跨在设计位置处现浇，T构在营业线外采用满堂支架法现浇成型。然后将两个T构对向水平旋转近20 °就位，最后在铁路上方采用吊架进行中跨合拢。

T构转动是通过设置在下转盘与上转盘之间的球铰来实现的。下转盘设在下承台中，上转盘支承转动结构。通过上转盘相对于下转盘的转动来达到转体目的。转动体系包括支承系统、牵引系统和平衡系统。支承系统包括下转盘、球绞、上转盘、滑道、撑脚。牵引系统包括液压连续顶推控制系统、助推千斤顶及牵引索。平衡系统主要包括T构自身平衡、配重以及调整用手动千斤顶。转体主要参数见表1。

2 转体施工顺序及控制要点

转体施工流程为：下球铰安装→滑道→下承台浇筑→上球铰安装→撑脚→上承台浇筑→试转→正式转体→上下承台封盘固结。

2.1 下承台转体系统施工

下承台转体系统施工主要是预埋反力座、临时锁定装置、限位装置以及下转盘球铰、滑道。（1）反力座。反力座主要是为千斤顶提供反力，其构造经过计算确定。采用两根2 m长I32b工字钢制作，埋入下承台50 cm。（2）临时锁定装置。临时锁定装置的作用是在上下承台施工完毕、转体之前，对上下承台的相对位置进行固定。采用预埋I25工字钢的方法，工字钢埋入下承台、伸入上承台各0.5 m。（3）限位装置。限位装置的作用是防止梁体转动过程中超出预定位置。在上下承台内分别预埋2根I25工字钢，其间距根据转动角度计算确定。转体前在限位工字钢上贴2 cm厚橡胶垫，作为点动精确就位距离。（4）球铰安装。下转盘球铰安装顺序：槽口清理→拼装球铰→初步定位→绑扎槽口内钢筋→安装调整固定支架→精确定位→固定→浇注混凝土。球铰在工厂内加工好，到现场后对结构尺寸及表面椭圆度进行检查。球铰定位要精确校核中心、标高及平整度。球铰精确定位后，上下吻合面外周用胶带缠绕密实，做到防尘、防水、防锈。（5）滑道安装。在下转盘顶面（即上转盘撑脚下方）设置0.8 m宽的钢板滑道，中心半径3.75 m，分节段拼装而成。滑道安装要求整个滑道面在同一水平面上，相对高差不大于0.5 mm，以保证转体时撑脚可在滑道内顺畅滑动，确保转体时的平稳。

2.2 上承台转体系统施工

上承台内转体系统主要包括聚四氟乙烯滑动片（以下简称滑动片）、上球铰、上转盘撑脚及牵引索。（1）滑动片安装。下球铰顶面清理干净及干燥后，将涂有黄油四氟粉的中心销轴放到套管中，调整好垂直度与周边间隙。随后将滑动片由内而外安放在下球铰面镶嵌孔内，要求其顶面位于同一球面上，误差≯0.5 mm。（2）上球铰安装。滑动片间涂抹黄油聚四氟乙烯粉，以略高于滑动片、均匀充满为准。安装过程保持球面清洁。上球铰凸球面涂抹聚四氟乙烯粉后，对准中心销轴轻落至下球铰上，微调使之水平并与下球铰外圈间隙一致并试转动。去除被挤出的多余黄油，用宽胶带将上下球铰边缘的缝隙密封，防止杂物进入球铰摩擦部分。（3）撑脚安装。上转盘共设8个撑脚，沿滑道圆周均匀布置。每个撑脚由两个φ630 mm×8 mm钢管连接成双圆柱形，下设20 mm厚钢走板，均在工厂加工成型。到现场后往钢管内灌注C50微膨胀混凝土。撑脚安装时在钢走板下支垫10 mm钢板预留为撑脚与滑道的间隙，确保转体时撑脚可在滑道内滑动。为确保施工上部结构时转盘不发生移动，用钢楔将撑脚与滑道之间塞死。（4）牵引索设置。牵引索为5根1×7-15.20-1860钢绞线，一端埋入转台内长度大于7.2 m，另一端圆顺地缠绕在转台周围与顶推千斤顶相连。

3 转体前准备工作

3.1 控制系统及设备测试

采用OVM QKDT（BP）-2-20液压连续顶推控制系统进行转体，每个T构各设一套。控制系统各部分按布置图就位后，进行设备运行工况、顶推工作的同步性和连续性测试。endprint

3.2 不平衡重称重试验及配重

（1）不平衡重称重试验。不平衡称重试验编制专门方案，利用千斤顶和位移传感器进行测量。（2）配重。对于纵向重心偏移，采用沙袋配重法调整T构两端的重量，配重后结构偏心距控制在5～10 cm。对于横向重心偏移，采用在滑道位置横桥向安装2～4台竖向千斤顶进行纠偏调整。

3.3 清理滑道及解除临时锁定

滑道表面清理干净后，铺装不锈钢板及聚四氟乙烯板，减少转动时的摩阻力。割断临时锁定工字钢，但滑道与撑脚之间的钢板暂不全部取出。转体前在转体结构上设置缆风，以保证结构安全。

3.4 安装监控标志

在梁体上做好梁体轴线观测标，在转台上粘贴转体进程刻度标识，以便于转体过程中的测量。

4 试转

在正式转体前两天进行试转，以不侵入铁路限界为原则确定试转角度2.94 °，牵引索伸长值26.1 cm。千斤顶以5～10 kN的力将钢绞线逐根预紧，使各根钢绞线受力均匀。启动泵站，主控台控制2台千斤顶同时施力试转。若不能转动，则启用辅助顶推千斤顶施力，以克服静摩阻力使桥梁转动。试转过程中，检查转动是否平衡稳定，关键受力部位是否产生裂纹。试转时收集以下数据：静止启动时、转动时的最大牵引力，1 m/min线速度时牵引实际伸长值，每点动一次梁端转动水平弧线距离。

5 正式转体

转体在铁路部门下达封锁线路施工命令后两个T构同步进行，分为试转区、正常转动区和点动区三个过程。

5.1 启动

启动控制系统使千斤顶吨位达到计算启动牵引力，助推千斤顶按100 kN一级分级加力，直至完成试转区。

5.2 平转

按1.0 m/min线速度（角速度1.47°/min）保持匀速转动，距设计位置约1 m处时降低速度，0.5 m处时进入点动区操作， 0.1 m处时停转利用制动惯性就位。转体期间，主控台操作人员与测量人员之间做好信息的及时反馈。

5.3 定位及固结

转体至设计位置后，利用设置在转台下的手动千斤顶精确调整T构标高，最后焊接上下转盘型钢、钢筋将结构锁定。

5.4 球铰封盘

上下结构锁定后，尽快完成上下承台之间区域的钢筋绑扎及模板安装，浇筑球铰封盘混凝土，使上下承台连成整体。

6 结语

转动结构体系涉及工序较多，其组合功效是确保转体安全、平稳、顺畅的关键。对转动结构体系设备的保护、安装精度及工序质量的控制是转体施工管理的重点。同时，应做好不能正常起动、转动中停止后的再次起动、控制系统故障、结构挠度过大或开裂、梁端高度突变、转动突然加速等异常情况的应对措施。

本次转体施工封锁铁路线路次数共计3次，与悬臂浇筑法相比，极大地减少了对铁路营业线的干扰和影响，有效的降低了工程建设安全管理风险，且总体施工时间大大缩短，取得了较好的经济效益和社会效益。在铁路、高速公路、市政桥梁建设领域，转体施工方法能有效解决常规施工方法限制、封闭交通的弊端，必将得到较快的发展。

参考文献

[1] 张联燕.桥梁转体施工[M].北京：人民交通出版社，2002.endprint

3.2 不平衡重称重试验及配重

（1）不平衡重称重试验。不平衡称重试验编制专门方案，利用千斤顶和位移传感器进行测量。（2）配重。对于纵向重心偏移，采用沙袋配重法调整T构两端的重量，配重后结构偏心距控制在5～10 cm。对于横向重心偏移，采用在滑道位置横桥向安装2～4台竖向千斤顶进行纠偏调整。

3.3 清理滑道及解除临时锁定

滑道表面清理干净后，铺装不锈钢板及聚四氟乙烯板，减少转动时的摩阻力。割断临时锁定工字钢，但滑道与撑脚之间的钢板暂不全部取出。转体前在转体结构上设置缆风，以保证结构安全。

3.4 安装监控标志

在梁体上做好梁体轴线观测标，在转台上粘贴转体进程刻度标识，以便于转体过程中的测量。

4 试转

在正式转体前两天进行试转，以不侵入铁路限界为原则确定试转角度2.94 °，牵引索伸长值26.1 cm。千斤顶以5～10 kN的力将钢绞线逐根预紧，使各根钢绞线受力均匀。启动泵站，主控台控制2台千斤顶同时施力试转。若不能转动，则启用辅助顶推千斤顶施力，以克服静摩阻力使桥梁转动。试转过程中，检查转动是否平衡稳定，关键受力部位是否产生裂纹。试转时收集以下数据：静止启动时、转动时的最大牵引力，1 m/min线速度时牵引实际伸长值，每点动一次梁端转动水平弧线距离。

5 正式转体

转体在铁路部门下达封锁线路施工命令后两个T构同步进行，分为试转区、正常转动区和点动区三个过程。

5.1 启动

启动控制系统使千斤顶吨位达到计算启动牵引力，助推千斤顶按100 kN一级分级加力，直至完成试转区。

5.2 平转

按1.0 m/min线速度（角速度1.47°/min）保持匀速转动，距设计位置约1 m处时降低速度，0.5 m处时进入点动区操作， 0.1 m处时停转利用制动惯性就位。转体期间，主控台操作人员与测量人员之间做好信息的及时反馈。

5.3 定位及固结

转体至设计位置后，利用设置在转台下的手动千斤顶精确调整T构标高，最后焊接上下转盘型钢、钢筋将结构锁定。

5.4 球铰封盘

上下结构锁定后，尽快完成上下承台之间区域的钢筋绑扎及模板安装，浇筑球铰封盘混凝土，使上下承台连成整体。

6 结语

转动结构体系涉及工序较多，其组合功效是确保转体安全、平稳、顺畅的关键。对转动结构体系设备的保护、安装精度及工序质量的控制是转体施工管理的重点。同时，应做好不能正常起动、转动中停止后的再次起动、控制系统故障、结构挠度过大或开裂、梁端高度突变、转动突然加速等异常情况的应对措施。

本次转体施工封锁铁路线路次数共计3次，与悬臂浇筑法相比，极大地减少了对铁路营业线的干扰和影响，有效的降低了工程建设安全管理风险，且总体施工时间大大缩短，取得了较好的经济效益和社会效益。在铁路、高速公路、市政桥梁建设领域，转体施工方法能有效解决常规施工方法限制、封闭交通的弊端，必将得到较快的发展。

参考文献

[1] 张联燕.桥梁转体施工[M].北京：人民交通出版社，2002.endprint

3.2 不平衡重称重试验及配重

（1）不平衡重称重试验。不平衡称重试验编制专门方案，利用千斤顶和位移传感器进行测量。（2）配重。对于纵向重心偏移，采用沙袋配重法调整T构两端的重量，配重后结构偏心距控制在5～10 cm。对于横向重心偏移，采用在滑道位置横桥向安装2～4台竖向千斤顶进行纠偏调整。

3.3 清理滑道及解除临时锁定

滑道表面清理干净后，铺装不锈钢板及聚四氟乙烯板，减少转动时的摩阻力。割断临时锁定工字钢，但滑道与撑脚之间的钢板暂不全部取出。转体前在转体结构上设置缆风，以保证结构安全。

3.4 安装监控标志

在梁体上做好梁体轴线观测标，在转台上粘贴转体进程刻度标识，以便于转体过程中的测量。

4 试转

在正式转体前两天进行试转，以不侵入铁路限界为原则确定试转角度2.94 °，牵引索伸长值26.1 cm。千斤顶以5～10 kN的力将钢绞线逐根预紧，使各根钢绞线受力均匀。启动泵站，主控台控制2台千斤顶同时施力试转。若不能转动，则启用辅助顶推千斤顶施力，以克服静摩阻力使桥梁转动。试转过程中，检查转动是否平衡稳定，关键受力部位是否产生裂纹。试转时收集以下数据：静止启动时、转动时的最大牵引力，1 m/min线速度时牵引实际伸长值，每点动一次梁端转动水平弧线距离。

5 正式转体

转体在铁路部门下达封锁线路施工命令后两个T构同步进行，分为试转区、正常转动区和点动区三个过程。

5.1 启动

启动控制系统使千斤顶吨位达到计算启动牵引力，助推千斤顶按100 kN一级分级加力，直至完成试转区。

5.2 平转

按1.0 m/min线速度（角速度1.47°/min）保持匀速转动，距设计位置约1 m处时降低速度，0.5 m处时进入点动区操作， 0.1 m处时停转利用制动惯性就位。转体期间，主控台操作人员与测量人员之间做好信息的及时反馈。

5.3 定位及固结

转体至设计位置后，利用设置在转台下的手动千斤顶精确调整T构标高，最后焊接上下转盘型钢、钢筋将结构锁定。

5.4 球铰封盘

上下结构锁定后，尽快完成上下承台之间区域的钢筋绑扎及模板安装，浇筑球铰封盘混凝土，使上下承台连成整体。

6 结语

转动结构体系涉及工序较多，其组合功效是确保转体安全、平稳、顺畅的关键。对转动结构体系设备的保护、安装精度及工序质量的控制是转体施工管理的重点。同时，应做好不能正常起动、转动中停止后的再次起动、控制系统故障、结构挠度过大或开裂、梁端高度突变、转动突然加速等异常情况的应对措施。

本次转体施工封锁铁路线路次数共计3次，与悬臂浇筑法相比，极大地减少了对铁路营业线的干扰和影响，有效的降低了工程建设安全管理风险，且总体施工时间大大缩短，取得了较好的经济效益和社会效益。在铁路、高速公路、市政桥梁建设领域，转体施工方法能有效解决常规施工方法限制、封闭交通的弊端，必将得到较快的发展。

参考文献

[1] 张联燕.桥梁转体施工[M].北京：人民交通出版社，2002.endprint