斜跨铁路特大桥转体梁施工工艺研究与应用

刘建超 王安东

（1.中铁一局集团第二工程有限公司，河北 唐山 063000）

（2.陕西铁路工程职业技术学院，陕西 渭南 714099）

0 引言

随着公路、铁路运输行业的飞速发展，在跨越崇山峻岭及已有公路、铁路线路时，修筑大跨度较大的混凝土桥梁需求迅速增加。在修筑连续预应力混凝土桥梁施工中，广泛采用悬臂浇筑法[1,2]。在悬臂法连续箱梁施工工艺技术方案设计问题成为诸多桥梁施工难题，而在此方面已有诸多学者做出了一些研究。龚汉兵[3]通过现场测定转动体的偏心距、不平衡力矩、摩阻力及摩擦系数等参数,总结出了大吨位铁路连续梁桥转体施工不平衡称重的现场测试方法。介绍了京雄城际铁路全线第一个跨既有高速铁路转体的施工[4]。朱俊浩[5]介绍了钢箱梁构件滑移法安装、上转体系统组成、索塔施工、转体施工等关键技术。综上所述在斜跨现有桥梁施工中，采取转体施工的部分工程案例已有一定的研究，而针对特大跨越已有铁路线路支座转体施工施工方法及关键技术研究并未涉及更多深入研究。

1 工程概况

跨越京广铁路五号桥的某特大桥为双线预应力混凝土连续梁，位于半径R=1200m平曲线上，纵坡为5.0‰上坡、4.5‰下坡，94#～95#墩之间为变坡点，交角为41°12′00″、41°09′00″。该桥梁体主要采用单箱室和变截面直腹板的形式。箱梁顶宽12.6m，底宽7.0m。顶板厚除梁端为65cm外，其余均为50cm。腹板厚度为48～120cm，随线路设计线线性变化，为了改善梁中部受力情况，中部腹板采用局部加厚到200cm。桥梁底板厚按二次抛物线变化，由跨中45cm变化至根部的120cm。为了加固梁体结构，全桥采用在特殊部位添加横隔板，主要有端支点、主跨中部及中支点处共设置7道横隔板。关键部位各处横隔板，设置不同厚度，边支座处横隔板厚1.5m，主跨跨中厚0.8m，中支点厚3.0m。为了便于后期养护维修，横隔板设置有检修孔通道。横隔板在箱梁两侧腹板与顶板相交处，外侧均设置圆弧连接。预应力混凝土连续梁体采用C55，封端板采用C55的干硬性补偿收缩混凝土，防护墙、人行道栏杆及电缆槽采用C40。纵向预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线，标准抗拉强度值为1860MPa、直径15.2mm，预应力钢束管道采用镀锌波纹管，其双面镀锌层重量不应小于60g/m。竖向预应力筋采用高强度精轧螺纹φ25mm钢筋、PSB830，抗拉标准值830MPa。钢束锚固体系采用JLM-25型锚具，管道内径φ40mm采用铁皮成孔。

2 工艺流程

跨京广铁路采用转体法施工，即在已有线路两侧施作95#、96#墩，该处施工采用挂篮悬臂法浇筑梁体。待附属工程完成后，通过转体使梁体就位、调整线性、封固球铰转动体系的上、下盘，最后浇筑合龙段，使全桥贯通，转动方向为逆时针。总体施工布置图如图1所示。

图1.转体梁与既有京广铁路平面位置关系示意图

3 施工要点

3.1 球铰的构造和布置

转体球铰主要有上球铰、四氟滑板、下球铰及销轴等部件组成，设计竖向承载力为160000KN。球体半径为R7.992m，球面半径为4.0m，转动球铰整体高度为0.752m。顶平、下凸的球铰，顶面直径为4.0m,上球铰与转盘固定，随转动体一起旋转。底平，上凹的下球铰，其上凹面上刻有防止滑动的直径 0.06mm深 0.010m嵌槽1211个。上凹面嵌放四氟滑板片，嵌槽采用环形排列方式布置，滑动片设计抗压强度为 100MPa。直径为270mm的铸钢柱销轴，其竖向设置在球铰中心，防止上球铰偏移。上下球铰之间填充物设计为黄油聚四氟乙烯粉，其静摩擦系数为0.1，动摩擦系数为0.06。

3.2 转动牵引平面布置及撑脚、滑道及砂箱的布置

为了确保桥梁转体，在转动过程中稳定，不会发生较大倾斜，在转盘底面沿距转动中心半径为R=465cm的圆周，每个上均匀设置了6组双Ф800×36mm的圆形钢管混凝土撑脚，并且在底部下设30mm厚钢板走板，在撑脚走板下支垫20mm钢板（作为转体结构与滑道的间隙），在撑脚的下方（即下转盘顶面）设置中心半径为4.65m，宽1.1m的环形可调式滑道，转动时撑脚在滑道内滑动，以保持转体结构的平稳，整个滑整个滑道面在同一个水平面上，其相对高差不大于 0.5mm。当转体发生倾斜时，撑脚先支撑于下转盘的滑道上，防止转体进一步侧倾。撑脚底面走板加工精度为3级，滑道钢板顶面由工厂刨平，粗糙度6.3级，转动前在接触下滑道的支撑腿下面铺装四氟滑板，并在转动过程中及时添加，以减少转动时的摩擦力。

3.3 转体结构施工

转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统组成。下转盘（下承台）为支撑转体结构全部重量的基础，转体完成后，与上转盘共同形成基础。下转盘采用C50混凝土。下转盘上设置转体系统的下球铰、撑脚的环形滑道及转体牵引与助推千斤顶反力座等。下转盘分两次浇筑施工。第一次在绑扎底层钢筋、 侧面钢筋、 内竖向钢筋、 各种预埋钢筋和预埋件后，立模浇筑混凝土至距承台顶1.3m处；第二次在下球铰和滑道安装固定后，绑扎其余钢筋，浇筑第二层混凝土及牵引反力座。上转盘（上承台）分两次浇筑施工。第一次在上球铰安装和钢撑脚完成后，绑扎上球铰钢筋网片及转台钢筋，浇筑转台混凝；第二次在绑扎上转盘其他钢筋和墩身预埋筋后，浇筑上转盘混凝土。转体施工布置图见图2、图3。

图2 转动牵引平面布置图

图3 转体系统总图

4 总结

转体主要工艺研究应用得出一下结论：转体施工过程中采用高精度测量仪器进行测量，高程控制在 0.03mm，中心偏差精度达到土 1mm以内。安装下球铰和滑道定位架，将其顶面相对高差提高至小于 1.2mm，中心偏差小于 0.8mm。在下盘浇筑时控制定位钢筋和高差控制在1mm以内。下球铰表面安装四氟乙烯片，顶面在同一球面上其误差不大于1mm。在其内定位销轴及套筒内安装比例涂黄油和四氟乙烯粉，使其均匀的充满定位销轴和套筒、滑片之间的空隙，并略高于四氟乙烯片顶面。