桥梁现浇梁高位多向平移施工技术

毛长江，赵亚杰，古 松，顾 颖

(1.中铁建设集团有限公司，北京 100040；2.西南科技大学土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621010)

0 引言

随着我国城市轨道交通的发展，桥梁工程建设日趋集中化[1-2]，特别在城市高架地铁施工领域，如地铁高架岛式、侧式车站两端采用单线箱梁(5m宽)过渡到双线箱梁(10.2m宽)，不能满足架桥机通过，往往需要在单线梁区域架设高结构栈桥作为临时通道，但该临时措施租赁费用高、后期存在赶工与二次劳务进场施工费。

成都某地铁线路高架段出车站后为单线现浇箱梁，采用2榀单线梁组合为架桥机，并提供通道，采用梁上运梁法运至架设点进行架设[3-5](见图1)。为解决归位问题，采用设计高位多向平移技术及设备，缩短工期、减少施工占用空间、降低成本。

图1 双拼单线梁示意

1 工程概况

花桥站为成都地铁轨道交通10号线二期工程(双流西站—新平站)的第6个车站，位于大件路(主干路)中央隔离带上方，需在该车站完成运梁过站任务，以便运输和架设其他高架区间的预制梁。由于花桥站被设计为高架岛式车站，轨道交通线间距由4.65m渐变为14.7m再渐变为4.65m，同时梁体由双线梁渐变为单线梁再渐变为双线梁。

单榀单线梁重约266t，单线梁段主梁梁高1.8m，箱梁顶宽5.8m，悬臂长1.0m，悬臂端部高0.2m，悬臂根部高0.35m，箱梁底宽3.2m。横截面为单箱单室箱形截面，边腹板采用145∶30的斜率。顶板厚25cm，腹板厚由跨中32cm变化至支点50cm，底板厚由跨中25cm变化至支点35cm(见图2)。

图2 结构横断面尺寸(单位：cm)

为确保架桥机及运梁车过孔时安全性与稳定性，单线梁采用内侧翼缘板后浇方式，使运梁车轮胎受力点在支座内侧。

2 整体施工方案

施工流程如下：测量放样→现浇梁支架搭设→临时支座安装→梁体浇筑并预留内侧翼缘板后浇带→拆除支架→梁体临时固结→运梁车通过→梁体竖向顶升→梁体横纵向平移→永久支座安装及落梁→浇筑内侧翼缘板。

3 施工工艺

3.1 放样控制及支架搭设

按组合浇筑施工方案要求，细化组合坐标位置换算后，在确保合并浇筑的同时，可为平移施工预留足够的平移空间，单线梁间距为20cm、两跨端部间距≥6cm。因在原有道路上进行支架搭设，故对高程变换较大的区域进行回填处理。

3.2 临时支座受力及梁体临时加固

临时支座内部灌入混凝土，同时梁体底部按设计位置要求埋设永久支座上腿，并与临时支座体进行螺栓连接，临时支座体下部与盖梁顶部进行膨胀螺栓锚固。临时支座必须满足设计结构固有位置不变，确保平移后可放入设计垫石中。浇筑养护后，进行支撑体系初次转换，支架体系受力转换为临时支座受力(见图3)。

图3 临时支座设计

为确保运梁车过孔的整体性，在2个单线梁体上采用φ25轧螺纹钢进行单线梁横向临时固结，且拉杆同一腹板的内外侧进行同时固定，分别在两端及中间设置3道拉杆，使2片梁成为整体受力。除对拉外，端部还利用防落梁挡块进行横向限位(见图4)。

图4 对拉措施结构

3.3 运梁车过孔轨迹控制

为确保梁体在运梁车通行及平移时的整体稳定性，防止下部梁体失稳，预先通过MIDAS/Civil软件计算安全系数最高的通行轨迹方案，使受拉钢筋重心处应力、受压钢筋重心处应力、混凝土最大压应力、裂缝宽度在允许范围内。

运梁车通过梁体时，将满足要求的计算轨迹通过测量放线投射在既有梁上，并用黄线进行标识。左、右两边各安排1名管理人员指挥，确保运梁车轮迹严格控制在黄色标线内。

3.4 梁体竖向顶升关键技术

根据各顶升点的计算顶升力和顶升位移量选择匹配的千斤顶，确保顶升精度与变位控制的有效性，计算顶升力应控制在千斤顶量程的60%～80%，顶升位移量应控制在千斤顶公称位移量的60%～80%。 根据顶升对象及变位幅度，选用200t千斤顶进行顶升。安装竖向顶升设备前，检查顶升位置是否平整、设备是否垂直，确保控制垂直度偏差在±1mm。千斤顶与梁底间需垫钢板，避免应力集中。竖向顶升采用同步顶升技术同步提升两端4台千斤顶，千斤顶控制指标以位移控制为主、顶升力控制为辅[6]，确保1min上升1cm，同时检查每端2台千斤顶高程差≤1mm，两端高差≤3mm，每升1cm检查1次，最终上升至45cm位置。同时，每台千斤顶上设置止回阀防止梁体回落。顶升过程中，随着高度提升，在梁底增加临时支墩，消除不可预见性安全隐患，保证提升安全。顶升到位后，拆除临时支座，安装横向移位器。

3.5 梁体横纵向位移设备与关键技术

为解决单线梁回归设计位置难题，对比研究高位多向平移技术，研发和优化平移设备。根据设计结构和现场情况，综合考虑结构简单、便于操作，且经济可行、安全可靠等因素，选用滑道及滑块+智能千斤顶+制动控制系统组成的平移设备作为主要受力构件。设备设计主要以横向主滑道系统、滑块支撑系统、纵向辅助滑道系统、多向智能千斤顶控制系统、梁体监控系统等组成。

3.5.1横向主滑道系统

横向主滑道是平移过程中的主要受力构件，由钢结构矩形管滑道、下支撑型钢垫块、横向反力墙、接长滑道连接及加固系统构成。滑道上部放移梁支墩，用于支承箱梁，梁体与支墩间垫橡胶垫，支墩间由顶杆牵连，保证移梁时支墩平移的同步性。支墩后方是顶推油缸，油缸后部为反力座，油缸通过反力座推动箱梁横向移动，反力座在滑道上的调整间距为200mm。主滑道每节1m，完整滑道由横向移动长度确定拼接节数。主滑道采用2cm厚钢板焊接而成，断面呈矩形，滑道平面每隔20cm设置反力墙销孔，便于反力墙交替固定前移。主滑道系统下方配20cm高钢支撑垫块(立体矩形块)，便于调整滑道水平度和正常传力。滑道与滑道间采用销轴连接，移梁时箱梁每端铺设1排横移滑道，滑道应安装水平，不平处采用薄钢板找平，横向移位器安装完成后，将梁体下落到移位器上，然后在梁上拉设防滑倒链，横移时同步放松倒链，确保移梁安全。

3.5.2滑块支撑系统

滑块支撑设置于梁底与主滑道间，起支承传力作用，构件由2.5cm厚钢板焊接而成，30cm高，呈梯形，滑块一端与横向千斤顶固定，下滑面两侧设置挡块，呈槽形，卡于横向主滑道上方，用于限位定向移动。滑道间设置硅脂油、四氟滑板(见图5)。

图5 横移设备连接结构

3.5.3纵向辅助滑道系统

为确保梁体缓慢纵向平移，在滑块区域增设纵向辅助滑道系统，横向位置平移到位后，千斤顶重新顶起梁体，并拆除横向移位器，安装纵向移位器。纵向移位器由纵向短反力平台、区域限位滑道区组成，用于箱梁纵向平移。因箱梁需纵向移动的距离较小甚至无须纵向移动，所以纵向移位器的油缸行程较短，主要由钢板进行焊接，与钢销固定于主滑道上。为减轻纵向移位器的质量以方便搬运，纵向移位器采用槽钢作为滑道，油缸反力座直接与槽钢焊成一体，油缸前端为移梁支墩，移梁时箱梁每端摆放2个纵移滑道。

3.5.4多向智能千斤顶控制系统

该设备主要靠千斤顶推动行走，实现平移。为达到平移效果，满足精准归位要求，设置多向智能千斤顶控制系统，该系统包括竖向顶升设备组、横向推进设备组、纵向推进设备组、计算机智能控制油泵系统，以实现多向同步，确保实体结构、设备操作安全和整体稳定。

3.5.5梁体监控系统

平移过程需多方位监控，包括千斤顶同步性监控、滑道变形监控、梁体位移监控、梁体受力均匀及实体结构监控。

3.5.6梁体横纵向平移技术

为保证箱梁平移过程中的稳定性和安全性，平移前在箱梁底部加设防落梁挡块，防止梁体倾斜滑落，确保箱梁安全(见图6)。

图6 防落梁挡块

各项工作完成后，进行横纵向平移施工，梁体由竖向千斤顶下放至滑件上，确保两端平移距离差≤5mm， 规定速度为2cm/min。

3.6 永久支座安装

梁体平移到位后，千斤顶再次顶升梁体，梁底与垫石高度超过支座高度，然后安装支座，先连接梁底，支座螺栓拧紧后梁体同步下落，下落速度及高差要求与顶升时相同，梁体落到设计标高后，开始支座灌浆，灌浆料强度达到20MPa后拆除千斤顶。

3.7 内侧翼缘板后浇筑

平移后，为不影响梁体偏载问题，立即浇筑内侧翼缘板。

3.8 后期梁体观测控制

按以上流程完成每榀单线梁平移和结构后浇带，整体完成后，进行30d的梁体观测，确保施工质量满足设计及规范要求。

4 施工监测

多向平移技术中，架桥机及运梁车过孔所设置的平移准备措施应符合受力要求并保证结构安全，平移设备满足受力要求，平移过程中梁体变形及梁体结构满足要求。依照以上要求，在梁跨端部和中部分别安装应力测试装置，同时在平移过程中对设备位置安装相应的测试装置。除对应力监测外，还应监测标高，根据监测数据分析原因后进行调整。

监测项目包含设计标高、应力突变情况、徐变、收缩、钢结构体受力、恒荷载和活荷载等，以上数据汇总换算后即为控制结构安全和平移安全的依据。观测点布置如图7所示。各测点偏差需控制要求如表1所示。

图7 观测点布置

表1 滑道安装质量控制

5 质量控制

施工质量严格执行GB 50017—2017《钢结构设计标准》、CECS 212∶2006《预应力钢结构技术规程》及GB 50205—2001《钢结构工程施工质量验收规范》等规定。千斤顶和油泵配合使用，根据摩擦系数试验取得初始应力参数，并严格按初始应力、运行应力控制，同时保障千斤顶行程保持基本同步。

由于平移滑道、滑块支撑、反力墙等焊缝均为一级，因此需保证主要构件对接焊缝的质量。焊接采用超声波探伤进行检测，一级焊缝100%自检，第三方国家建筑钢材质量监督检验中心进行30%检测，发现有缺陷的焊缝必须刨掉重焊，再次探伤检测，直至合格。

6 结语

成都轨道交通10号线二期工程土建2标高架段，应天寺站—黄水站、黄水站—花源站区间施工的单线现浇箱梁高位多向平移施工，历时20d完成平移施工任务，保证架桥机出站和进站后通过，同时避免后期抢占工期，可实现节点工期，保证施工质量，施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态，证明制作、安装、平移使用、拆除快捷高效的特点。通过单线现浇箱梁高位多向平移施工，总结平移施工的工艺流程，掌握高架地铁车站岛侧无障碍通过解决措施，结构非原位组合到拆分归位技术，同时该高位多向平移提供了安全保障。