上跨绕城高速公路施工研究

王新越

（北京城建华威公路工程有限公司，北京 100124）

市政道路是城市建设的重要组成部分，直接影响区域经济发展。近年来，随着城市快速发展，新建、改建、扩建市政道路工程数量增多，其中包括一些跨越既有线路的情况。此类工程对既有线路的交通影响较大，是施工重难点。转体桥是采用转体法施工的桥梁，先在非设计轴线位置处对桥梁结构进行浇筑或拼接成形，然后转体就位，既保证了施工安全，又提高了施工效率，还能将环境影响降至最低水平。以下结合实践，探讨市政道路工程上跨绕城高速公路的施工组织方法，以供参考。

1 工程概况

1.1 市政道路基本情况

某新建市政道路工程，全线约37.5km，采用双向4 车道，设计行车速度为60km/h。该道路施工期间，DK27+198.818～DK29+387.968 段是一座桥梁，全桥长2 189.15m，其中，18#～21#墩为上跨绕城高速公路。该绕城高速公路通行时速为100km/h，道路宽度为48m，采用双向10 车道设计。新建道路与既有线路的夹角为99°，净空为7.9m。本工程施工期间，为最大限度地减小对绕城高速公路的影响，采用转体施工方案。

1.2 施工重难点

（1）桥梁转体施工，需在高速公路封闭交通的天窗点内进行，施工前与相关单位对接，针对转体中可能影响线路的风险源，制定有效的防护措施。

（2）连续梁转体前，全面检查连续梁，清除梁面所有材料，并对梁端进行封闭，转体过程中，严禁人员上桥，防止物体掉落至下方路线。

（3）中跨合龙段施工和桥面系施工要在高速公路天窗点内进行，时间紧、任务重，对施工组织和质量安全管理要求较高。

2 现场施工组织方案

2.1 施工程序

（1）施工准备阶段。主要工作内容是编制、审批施工方案、签订施工安全协议、提报施工计划、转体前技术准备和物资准备、悬臂梁称重、配重等。

（2）试转阶段。主要工作内容是预紧钢绞线、试转数据测试、试转监测参数、试转后转盘临时固定等。

（3）正式转体阶段。主要工作内容是线路封锁与防护、梁面防护与转体设备确认、转体匀速转动、梁端精准对位、过程监测及测量、转盘固定、梁面照明设备拆除、检查人员撤离线路等。

（4）合龙段施工阶段。主要工作内容是中跨合龙段钢壳安装、钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑、预应力张拉、预应力管道压浆、遮板混凝土浇筑、护栏安装等。

（5）收尾阶段。主要工作内容是永久栅栏恢复施工、临时栅栏拆除施工、承台基坑回填等。

2.2 转体结构

转体结构是桥梁转体施工的关键，由下转盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成，转体总重量达9 000t。其中，球铰结构组成见图1，它是转体结构的重要组成部分，在转体作业中起到结构骨架的作用，为转体提供必要的支撑。转动牵引系统提供动力，由计算机进行操控，精准控制变频器频率、上下顶压力、油缸实际位置、油箱温度等参数，以保证19#、20#墩转体同步。

图1 球铰结构组成示意图

2.3 试转体

准备工作完成后对桥梁试转体，技术要点包括以下内容：

（1）预紧钢绞线。先用千斤顶逐根预紧钢绞线，再用牵引千斤顶整体预紧，对称、重复多次进行，确保钢绞线均匀受力，水平缠在转盘上。

（2）启动泵站。在主控台上，控制2 台千斤顶同时施力试转，若不能转动，需增加助推千斤顶，以克服静摩擦力。

（3）试转过程中，监测每分钟转速、点动位移、惯性位移、应力、牵引力等参数变化，为正式转体提供依据。

（4）试转完成后，临时固定上、下盘，利用预留的螺纹钢交叉固定，使用钢楔块填塞撑脚部位，正式转体时，直接切断即可。

2.4 正式转体

正式转体施工时，先确认外部条件，包括现场、技术、机械、人员的准备情况，同时，各项监测项目必须达标。具体内容见表1。

表1 转体前监测项目及检验方法

正式转体施工技术要点如下：

（1）分析试转时的数据，整理控制转体的详细数据。接到转体指令后，启动动力系统，按照预设参数控制油表压力，实现自动转体。

（2）19#墩梁转体98°，利用天窗点一次完成；20#墩梁转体81°，利用天窗点一次完成。

（3）转体过程中，监控系统设备和转体部位的运行情况，出现异常时，需停机处理，排除隐患后，继续转体。

（4）加强对悬臂端位置、悬臂端梁顶标高的观测，为精确就位提供依据。其中，使用千斤顶点动控制、调整轴线偏差，将中线偏差控制在15mm 以内；使用千斤顶在上、下盘之间起拱，调整高程，将误差控制在10mm 以内。

（5）转体调整就位后，对上、下转盘封固处理。焊好预留钢筋，外侧支模浇筑混凝土，在上转盘接口处预埋压浆管。待混凝土凝固后，对空隙进行灌浆处理，以确保上、下盘混凝土密实。

2.5 中跨合龙

中跨合龙段施工工艺流程：预埋钢壳→临时锁定→合龙钢壳安装→钢筋安装→浇筑混凝土→养护→张拉压浆。本工程中，为保证合龙时钢壳的搭接长度，降低因转体施工梁体位置偏差增加的合龙难度，钢壳边段、中段接口采用斜边设计。施工技术要点包括以下内容：

（1）转体前，在梁端梁体内预埋钢壳N1 块，预埋长度为0.97m，与悬臂梁混凝土牢固连接。转体完成后，梁间空隙用N4 块、N1 块钢壳焊接封闭。

（2）在20#墩施工范围外，采用汽车吊将合龙段钢壳吊至墩顶处，在天窗点分块运输至合龙段。安装时，在每块板上焊接2 个吊耳，用吊葫芦进行吊装。

（3）待边、中块钢壳焊接牢固后，在钢壳内部绑扎跨中合龙段钢筋，使用微膨胀混凝土浇筑，初凝后，涂刷养护剂保湿养护。

2.6 防护栅栏恢复

（1）19#墩基坑现状坑底距离原地面1m，在转体施工完成后，基坑回填时，安装永久防护栅栏，基坑两侧栅栏基础采用人工开挖，安装栅栏时，与既有防护栅栏顺接。

（2）栅栏安装过程中要预留通道，在天窗点内人工拆除栅栏内侧临时防护栅栏，并封闭通道。

（3）永久防护栅栏基础采用混凝土基础，尺寸为20cm×20cm；防护网采用浸塑铁丝网，尺寸为1.8m×2.8m，上部是50cm 的刺丝滚笼，形式与原有栅栏保持一致。

3 转体施工质量控制措施

3.1 风险源识别控制

转体施工中，需要识别风险源，并采取针对性的控制措施。主要内容包括以下几点：

（1）突然停电，表现为电路破损、停电计划未及时掌握。控制措施：施工前由项目部安全总监组织作业队负责人、电工整体排查转体施工的电路、设备，与供电局联系，掌握一周内的停电计划，现场配备移动式发电机。

（2）梁体不稳，表现为梁体滑移、坠落、倾覆等。控制措施：严格按照配重方案中的材料和位置进行配重，在垂直于桥梁纵向方向上，采取防滑移措施，转体前检查应急通道，以确保顺畅，备齐应急救援物资。

（3）转体异常，表现为转体不能正常启动、牵引系统故障、梁端标高突变、转动突然加速等。控制措施：将滑道上的杂物清理干净，检查牵引设备性能，按照计算的牵引速度设置油泵流量，转体过程中安排专人进行数据输入及监控。

（4）机械故障，主要表现为牵引设备损坏。控制措施：进场设备及时送检，送检合格后试运行，转体前检查设备连接情况，确保各部件连接稳固，接触良好，配备机械构件的备件。

3.2 关键参数控制

转体施工中，为避免受转体作业、梁体挠度、温湿度、倾斜度影响，应采取以下控制措施：

（1）转体参数控制。详细计算悬臂梁转动角度、转盘及梁端转动水平弧线距离、牵引索行程。在计算机自动控制界面上，输入数据进行交叉检查，保证数据的准确性。试转时，详细记录转体角速度、梁端线速度，判断是否满足转体时间要求。测量人员需测量10mm、5mm 和3mm 三级点动时悬臂端转动水平弦线距离数据。正式转体时，根据转台标识的转角刻度和梁面轴线进行双控，避免欠转或超转。

（2）梁体挠度控制。转体过程中监测梁体挠度变化，若挠度过大，可提高配筋率或增加张拉预应力钢筋，以适当增大梁高，减小挠度。

（3）温湿度控制。温度、湿度会影响转体施工质量，必须加强自然环境考察，分析、记录温湿度变化，从而最大限度地避免自然因素的干扰。转体前，需要与气象部门保持密切联系，掌握天气变化并准备好物资。遇到大雨、大雾或风力＞4 级以上的天气时，不进行转体作业。本工程中，转体施工是在风力≤4 级的气象条件下进行。

（4）倾斜度控制。转体作业中，所有重力集中在球铰上，受外力作用，梁体可能发生倾斜。对此，可安装千斤顶设备，准确计算结构的重心位置，通过调整千斤顶来控制倾斜度。

4 结语

随着市政道路工程增多，上跨绕城高速公路较为常见，只有合理制订施工组织方案，优化配置人、机、料等资源，加强施工质量控制，才能保证现场作业有序进行。本研究可为类似工程项目的施工组织管理提供参考，以实现综合效益最大化。