高速铁路大跨度连续梁桥转体施工关键技术分析

陈飞

（山东济铁工程建设监理有限责任公司，济南250000）

1 引言

近年来，随着我国社会经济持续稳定发展，高速铁路工程建设也得到了快速发展，并取得了不错的成效，因此，受到了人们的广泛关注。高速铁路工程建设并不是一项简单的工作，其涉及多方面内容，所处环境较为复杂，需要根据实际情况选择适宜的结构，制订合理的施工方案，以保障高速铁路工程施工的顺利开展。高速铁路大跨度连续梁体施工是其中重要的组成部分，具有一定难度，必须予以高度重视。加强对高速铁路大跨度连续梁转体施工的研究，有利于促进高速铁路工程飞速发展，优化高速铁路工程施工技术，满足人们的出行需求。

2 高速铁路大跨度连续梁转体施工概述

高速铁路大跨度连续梁体施工具有一定的难度，涉及多方面的专业知识，施工周期较长，且存在较高风险，是高速铁路工程建设中的重难点。转体结构包含诸多部分，如上盘、下盘、撑脚、球铰骨架、滑道等。施工时，应严格按照以下流程进行作业：先开展下承台施工，做好球铰安装工作，设置转体临时设备；然后开展上转盘混凝土施工，完成上承台施工工序；再进行墩身和连续梁施工，安装连续梁转体结构；最后合龙边跨、中跨，进行桥面施工[1]。

3 高速铁路大跨度连续梁施工前的准备工作

在开展高速铁路大跨度连续梁施工前，需做好前期准备工作，应做到以下几点：（1）进行工程测量。需要先了解施工区域的地质环境和气候条件，基于当地实际情况，综合分析所采集的勘察数据，然后进行评估，制订合理的施工方案，与此同时，确定施工材料的规格，为后续施工的实施奠定扎实基础。高速铁路大跨度连续梁和普通桥梁在本质上有所不同，虽然可相互借鉴，但有一定的独特性，对安全系数要求较高，且在工程造价方面也更高一些。因此，要在掌握高速铁路大跨度连续梁施工基础知识的同时，做到因地制宜，具体问题具体分析，根据实际情况采取有效施工措施。（2）做好工程设计工作。由于是大跨度连续梁，因此，在实际施工中需要尽量避开居民区，或是国家森林保护区，减少对外界环境的干扰，也不可在断层带区域进行施工，以免受到自然灾害的威胁，影响其安全性，导致高铁轨道受损[2]。（3）做好施工材料管理工作。需根据施工设计的要求来选择适宜施工材料，并且确保施工材料的质量符合要求，只有通过质检的施工材料才能投入使用，杜绝偷工减料等违法行为。

4 高速铁路大跨度连续梁转体施工关键技术的有效应用

4.1 球铰施工

在高速铁路大跨度连续梁转体施工过程中，球铰施工是其中的重要组成部分。作为转动系统的核心，球铰施工质量直接关系着转体施工结构的整体效果，需要严格按照施工需求来进行制作，并做好球铰安装工作，保证其精确度，为球铰施工质量提供重要保障。加强球铰制作与安装施工管理，可从以下几方面着手：

1）制作球铰。球铰不仅有上球铰、下球铰，还包括球铰之间的四氟乙烯板，以及下球铰的钢骨架，需要利用钢销来固定上球铰和下球铰。球铰球面半径一般约为7 m，平面半径为1.6 m[3]；

2）做好球铰安装工作。球铰安装对质量、精度要求非常高，必须根据施工需求来进行安装，误差不可超出1 mm，球铰正面相对高差不可超出0.5 mm。安装球铰时，应先固定钢骨架，可使用汽车起重机吊装下球铰骨架，经过粗略调整后，使用千斤顶和撬棍进行精准调整，若采取人工精调方式，需先利用线绳标记骨架位置和高程，且数据要准确。完成骨架调整工序后，再利用焊接方式连接下承台架立角钢和骨架预留钢筋，并保证其牢固性。固定球铰底座，牢固绑扎钢筋，实施有效混凝土浇筑施工技术，控制好混凝土密度，浇筑时，避免外界对下球铰骨架造成干扰，一般情况下，混凝土出现收缩状况也不会对骨架产生过大影响。在安装下球铰前，需要做好质量检查工作，确保下转盘球铰结构设计符合施工要求，表面椭圆度达到规定标准。球铰上应预留6个以上开孔位置，并做好下部混凝土振捣工作，使之更加密实。可于施工现场组装下转盘球铰，但要注意的是，必须确保各部位安装的精确性，并根据实际情况进行相应调整，可使用固定调整架或通过调整螺栓悬吊下球铰，使之到达中心位置，再根据标高要求上下调整螺杆。完成位置调整工作后，开展复查工作，进一步确保下转盘球铰中心、标高达标，并且保持良好的平整性。可利用全站仪设备来进行检查，但是需先校准此设备，以免数据出现误差。在安装上球铰时，要先做好清理工作，使上球铰、下球铰球面保持洁净，然后再将黄油四氟粉放入销轴套管中，使之垂直度达到施工要求，控制好间隙。先安装聚四氟乙烯滑板，再进行间隙处理，再吊装上球铰，使其在保持水平的同时，垂直于下球铰外圈。

4.2 滑道安装

进行滑道安装时，应先清理滑道表面杂物，如若滑道钢板有锈蚀区域，要及时处理，确保滑道平整度符合施工要求。检查滑道、撑脚之间的预留缝隙，撑脚转体范围内经过的所有路径，都需要一一检测。将四氟滑板放置于承脚下，四氟面向下，可在滑道上涂抹适量润滑油，降低其摩阻力。在滑道安装过程中，需要使用千斤顶，并设置多个测控点，以便掌握转体中桥梁的平衡状况，测量中墩垂直度，桥轴线要在正确位置。需要测出中心线，并做好相关标示工作，将墩顶中心作为轴线来进行有效的控制。可将高程控制点设置于梁端翼缘板两边，每一边都应设置2个控制点，用于检测转体过程中桥梁的整体状态，看其是否具有平衡性。中墩4个面上可进行垂直放线，用于检测转体垂直度。利用千斤顶来加力上转盘，并且计算出球铰由静至动的临界值。可采用适宜的状态测试法来测试其不平衡力矩，合理设置传感器。

4.3 撑脚安装和施工

安装滑道时，还需要注重撑脚安装工作。需要在掌握称重结果之后，于适宜区域吊装混凝土块，应注意2方面内容：（1）如若各个撑脚和环道之间存在较大的间隙，可以先用千斤顶进行调整，然后再进行配重，以保障四氟板顺利安放。进行转体施工前，应根据相关规定采取防护措施，包括线索防护、接触网防护等，在此过程中，可以充分发挥出硅橡胶绝缘子作用。（2）应在撑脚下方设置环形滑道，滑道直径为7.2 m，需要先在专业厂家进行制作，然后在现场进行组装，用调整螺栓进行有效固定，转体撑脚在滑道内滑动，需保持一定平衡性，与滑道面高度差不可超过0.5 mm。

进行撑脚施工时，应在上转盘设置6组撑脚，每组撑脚需要使用适宜规格的钢管，并且在钢管内进行混凝土浇筑施工，一般选用C50微膨胀混凝土。在完成撑脚整体制造后，将其运输至施工现场，等待下转盘混凝土浇筑施工，确保上球铰安装到位后，进行撑脚安装，其要和下滑道保持一定间隙，通常约为15 mm。在转体之前，需要将厚钢板铺设于滑道面，其厚度为6 mm，与此同时，还需要铺设聚四氟乙烯板，厚度约3 mm，需铺设两层，将滑道和撑脚之间缝隙控制在6~8 mm。

4.4 转动体系施工

在进行高速铁路大跨度连续梁转体施工时，需要控制好2面的内容：（1）牵引动力系统施工。应根据工程概况及施工要求合理规划转体系统，如设置2台连续千斤顶和液压泵站，1台主控台，连接高压油管和电缆线。牵引力应达到2 000 kN，额定油压为25 MPa。每台千斤顶都要配以相应的夹持装置。连续千斤顶设置位置一般平行、对称分布于转盘两侧反力墩上，其中心线需相切于转盘外圆，每台千斤顶到上转盘的距离都应保持一致，主控台设置的位置，要能够纵观整个现场；（2）牵引索设置。一般来说，牵引索设置于转体上转盘中，一般为2束，钢绞线的选择要符合施工要求，牵引所的等级应达到1 860 MPa。预埋牵引索时，要清理干净所有钢绞线，不可有污垢、锈迹存在，需缠绕排列于索道中，并穿过千斤顶。每根钢绞线都要紧实，持力应保持一致。可将牵引索所另一端埋设于上转盘中，实施锚固处理。牵引索钢绞线左右数量应相等，固定好分丝板，保护成品。

4.5 试转工序

进行试转前，需先做好全面的检测工作，确保每个环节都没有问题，应重点检测转盘、连续千斤顶等部位，可先在小范围内进行试转，确定各设备能够正常运行，转体系统安全可靠，了解其各项设备运行参数，试转前，必须保证吊架的稳固性。应利用千斤顶拧紧钢绞线，每根钢绞线受力要保持均匀，并且要使之平行缠绕于转盘上。可在主控台启动和控制2台千斤顶，开启泵站电源，试转时需记录测试数据。要控制好转体每分钟转速，不可超出设计范围内，可通过点动式进行操作，做好测量工作，以得出准确数据，然后保证转体定位的精确性。在试转时，还要检查转体结构平衡性是否达标，判断其是否稳定，受力部位是否受损，有无出现裂纹，如若在试转时发现异常状况，则必须即刻停止转体，查明原因，采取相应措施解决后再继续试转。

4.6 采集试转检测参数

进行试转时，需要做好监测工作，并采集相关数据，包括以下几点：（1）转体时每分钟的转速。用于判断转体时间是否充足，与设计要求是否相符。（2）点动位移。测量点动时旋臂端转动水平弧线距离，以便于精准定位。（3）惯性位移值。在停止牵引后，测量后梁体惯性移动数据。试转时需根据转动时油压数值、高压电源泵压力值等来判断转体结构平稳性，检查其转体系统是否正常运行。

4.7 转体后球铰封盘施工

在完成连续梁转体结构施工后，需要清除底盘表面，使之保持洁净，做好安装焊接工作，下转盘、上转盘要形成一个整体，可通过混凝土浇筑施工来进行封固。选用微膨胀混凝土，其坍落度不可超出10~14 m，需做好振捣工作，上转盘要预留排气孔，排气孔直径约为15 cm。等到封盘混凝土凝固后，可通过灌浆法来填补混凝土空隙，提高上转盘和下转盘的整体稳定性。

5 结语

高速铁路大跨度连续梁转体施工对施工人员的要求非常高，需要严格按照施工流程进行作业，并把控好每一个施工环节，不断优化施工工艺，充分发挥转体施工关键技术作用，以保障高速铁路大跨度连续梁转体施工质量。在实际施工前，既要做好施工现场的勘察工作，又要加强对施工材料的管理工作，为后续施工顺利开展提供重要保障。完成转体施工后，还需要进行试转，实施全面监测，实时掌握转体系统运行状态。