跨电气化营业线铁路槽形连续转体梁施工技术

魏岁红

中铁九局集团第二工程有限公司

摘要：以京通疏解线特大桥(40+56+40)m槽形连续转体梁为实例，讲述由于地理条件限制并且跨越电气化营业双线，特大桥净空较低与接触网空间距离较小，墩位距离既有线较近，既有大郑线为客货线，采用电气化动力牵引，车流量较大对既有线路防护安全要求高施工难度大。因此采用平行线路两侧预制，然后转体在合拢来降低施工难度，减少施工风险。转体梁施工重点就是转体结构施工和合拢段施工。本文就京通疏解线特大桥(40+56+40)m槽形连续转体梁施工技术进行简单的分析和讨论。

关键词：槽形梁；转体；施工控制；合拢

引言

转体施工法^[1-2]是指桥梁结构在设计轴线旁侧位置进行预制完成以后，借助动力装置将其转动至设计位置，再进行合龙段施工的一种桥梁施工方法。具有安全可靠、具有施工速度快、减少施工设备，不中断交通、不影响通航等特点，有着显著的经济效益和社会效益。适用于跨度较大的单孔或多孔桥梁施工，尤其适用于跨越既有铁路、公铁立交、大河、山谷以及旅游胜地、自然保护区等施工条件受限制地段的桥梁施工。

目前，国内外虽然转体桥梁较多，但是槽形梁转体法实属罕见。本文通过对槽形连续桥转体施工工艺设计、实施过程、线性控制和应力监控的深入研究，总结保证梁体的施作安全、转体顺利、精确就位合龙控制措施，形成一整套槽形连续梁转体施工技术。

1工程概况

京通疏解线特大桥上跨大郑线铁路设计为单线（40+56+40）m转体连续梁，该连续梁位于曲线上，其中曲线半径为八百米。针对此类现象，为了确保提升铁路正常运作的安全性与稳定性，在进行上部结构施工的时候，需要格外注意，一般采用的方法为平衡转体的施工形式，具体来说就是指选择铁路的一边，对其梁体进行浇筑，然后再经过一定的转体操作，使其主梁处于平衡位置，对梁体的线性进行优化调整，再对球铰转动体系的上盘、下盘进行加固处理，最后一步就是对合拢路段进行浇筑施工，以实现桥梁的贯通出行。转体段梁长27m+27m；转体角度26#墩为35°、27#墩为29°30＇；转体重量3500t。

京通疏解线特大桥(40+56+40)m槽形连续转体梁示意图

2转体施工

在跨线桥梁施工基础上，在承台上增加一个转动球铰、转体滑道等，将需横跨铁路的桥梁平行于既有铁路施工，转体梁段施工完毕后利用牵引设备平行转动至设计位置，转体支座采用厂制钢球铰做为转动和承载的核心，其次，还需要配合安置预防倾斜的保险体系措施，一般是使用支腿支撑装置及滑道，再开展转体的施力系统，即使用用于制动的牵引索、连续运作的张拉千斤顶及反力底座。一般情况下，对于转体施工而言，其施工的基础操作建立在以往跨线桥梁施工上，在承台上增加一个转动中心球面铰和转体滑动轨道。

2.1转体体系

转体体系主要由四个部门构成，即上承台、下承台、转体球铰、转体连续牵引系统。

2.1.1上承台

对于转体体系而言，上转盘是十分重要的结构之一，其作用是在整个转体运转中，呈现出承受多方向、立体化的受力情况。其中，上盘高2.8m，纵向设16根9-15.2mm钢绞线，横向设纵向设24根9-15.2mm钢绞线。转台直径Φ3.6m，高度0.8m。在整个上转盘上，有转体球铰、钢筋撑脚与转台，其中转台的作用就是将转体球铰、钢筋撑脚和上盘形成有效的连接，同时转台还可以直接承受转体牵引力。对于上转盘的施工而言，其主要由2次施工工序组成，第1次为先安装上球铰与钢橕脚，然后再将球铰钢筋网片、钢筋转台进行捆扎，并且确保转台的浇筑混凝土高度为1米左右；第2次施工为在转盘上浇筑高度为两米的混凝土，并且将预埋墩身钢筋进行相应的捆扎和固定。

2.1.2下承台

在整个转体系统中，下承台发挥着十分重要的作用，其主要作用是支撑着整个转体系统的重量。当完成了转体之后，下承台可以与上承台一起发挥基础支撑效果。对于下承台施工，主要使用的混凝土为C50混凝土，并且设置安装了下球铰、支撑支脚、环形滑道、转体牵引索、千斤顶、反力座等等。对于下承台的时候，也是分为2次的。第1次就是将位于下承台底层、侧部、内竖向、预埋件钢筋进行捆扎和固定，并且开展立模浇筑，混凝土厚度大约为1.5米。第2次施工就是当完成了下球铰、滑道安装和加固之后，对其他钢筋进行捆扎，然后进行混凝土浇筑，浇筑的高度保持在一米左右。

2.1.3球铰及滑道

所谓的球铰主要是由以下部分结构组成：上球铰、下球铰、球铰四氟乙烯滑片、固定钢销轴及下球铰定位支架（定位钢、定位架），并且将竖向承压负荷力设置为45000KN，并且保持下球铰的水平直径为两米左右，上球铰水平直径为1米左右。

对于转动系统而言，球铰是非常重要且关键的转动结构之一，因此，对于球铰安装的专业化及标准化要求较高。此外，为了全面确保球铰的安装及加工品质，可以将其操作环节安排给经验丰富的专业公司，以确保其安装及加工的质量水平，一方面可以加快球铰的安装效率，另一方面也保障了球铰的安装质量。

对于支撑支脚的设置，一般在其下部安装环形滑道，此环形滑道可以进行调节，并且整个滑道的宽度大约为一米左右，直径大约为九米。其次，对于滑道的加工，需要对滑道顶部的不锈钢部位进行镀铬处理，然后进行抛光，不断降低粗糙度，一般控制在6.3级以上，由于此环节的专业度要求较高，因此，需要安排给专业的厂家进行集中处理。此外，对于环形滑道的现场安装及施工，主要使用的是分节段拼装法，并且使用螺栓进行加固。

2.1.4牵引系统

对于铁路的转体体系而言，会有两个转体体系，分别为自动连续转体系统、助力推动转体系统。其中，自动连续转体系统主要分别三个部分组成，首先其转体系统的核心控制台为QK-8主控台，然后再配置了2台ZLD200型200t连续千斤顶、2台ZLDB液压泵站。此套转体系统可以很好地为整个转体结构提供强有力的启动支持。而助力推动转体系统由2个部分组成，即2个YDCW150型150t千斤顶、2台ZB4-500型油泵，此系统是作为备选的转体系统，如果出现了突发事故，正常启动失败的情况下，可以使用此系统进行应急处理和启动。

2.2转体系统安装精度控制

对于转体系统安装的标准化操作是十分重要的，尤其是关于安装的精确度，会直接决定后期转体系统能否正常运作。因此，在进行转体系统施工安装的时候，需要配合施工高科技的测量仪，以确保对施工范围内的平面、高程控制、测量的准确度。一般情况下，在对平面进行控制的时候，使用的测量仪为莱卡TC802全站仪，并且将测量中心位置的精准度误差控制一毫米以内。而对高程进行控制的时候，主要使用的仪器为天宝DiNi03水准仪，精准度误差控制在0.03毫米以内。安装的工序为先进行现场的测量定位，然后放置在确定的水平面位置上，等到相关的吊装设备准备好了以后，就开始进行施工，其施工的准则为先测量再调节、先放松再收紧、先将对角放平，再依次调整。

2.3施工工艺流程

整个转体施工的工序如下所示：下承台首次砼浇筑→滑道安装定位→下承台二次砼浇筑→球铰定位安装→撑脚及砂筒安设就位→上承台砼浇筑→上下承台临时锁定、上承台预应力张拉、注浆、封锚→墩身及转体梁段砼浇筑→拆除转体梁段支架、临时锁定及支撑砂筒→下滑道敷设四氟板、涂抹黄油→试转→正式转体→封固。

3合拢段施工

京通疏解线特大桥槽形连续转体梁跨大郑电气化营业线，由于转体为两侧同时转体，合拢段正好在大郑铁路电化线正上方。合拢段无法使用挂篮法的施工因此采用吊架法施工，吊架法即解决了无法使用挂篮法的施工问题，同时底板设置防电绝缘板，既节省模板占用空间，增大了梁底与接触网线距离，并具有绝缘防水、防漏浆功能，同时解决安全和防止漏浆污染道床及列车两大问题。（如图所示）

3.1吊架安装

对于吊架安装而言，主要适用于中跨合拢梁段，其安装操作为在槽形梁转体前的26#墩上安装吊架，并在安装好相匹配的滑道，在27#墩中跨梁端的位置安装卷扬机。等到一切准备就绪后，可以使用卷扬机对吊架的位置进行调节，然后再使用精扎螺纹进行施工。

3.2混凝土浇筑

对于合拢段混凝土的浇筑时间需要进行严格的把控，一般是在温度较低的时间段进行施工，并且在进行中跨混凝土浇筑的时候，需要对其进行两端封锁。如果，在跨合拢段的两侧位置，发现拢口的高低差大于15毫米，那么需要进行平衡重调节，一般是使用容量为四十立方米的水箱，将其安装在梁体中跨梁端的位置，并且通过注水，从而实现两端的平衡。同时，在梁体边跨梁端也设置一个40m³的水箱用于调节施工中梁体的不平衡弯矩，在浇筑混凝土过程中，为维持梁体的平衡，在边跨梁端水箱中逐渐加水，加水重量与中跨合拢段浇筑混凝土重量的一半保持一致。

3.3吊架拆除

当中跨合拢段预应力束张拉、压浆结束后，拆除合拢段吊架体系，中跨吊架体系平移行走到26#墩附近后，用吊车吊放到地面拆除。

4结束语

本文以京通疏解线槽形连续转体梁为研究对象，首先转体梁施工时转体结构施工安装必须精确无误，才能够保证转体的顺利完成；其次合拢段施工时要根据现场实际情况选择最优的施工方法才能节约施工成本，较大提高企业经济效益。

参考文献

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