高速公路跨既有铁路单T构双幅同步转体桥施工关键技术

高速公路跨既有铁路单T构双幅同步转体桥施工关键技术

田磊

中国葛洲坝集团第三工程有限公司 陕西 西安 710000

摘要：上跨既有铁路运营线交叉施工是高速公路建设中的控制性工程，本篇文章通过对高速公路跨铁路转体桥施工关键技术进行研究，为类似工程提供参考。

关键词：高速公路；T型刚构桥；转体桥；施工技术

1项目概况

某高速公路工程线路全长72.4km，采用双向四车道，设计时速100km/h，其中主线跨某河特大桥K44+859.5处上跨既有铁路，该部位上部结构为2×50m预应力混凝土变截面单箱单T构箱梁，下部结构为空心主墩（双柱边墩）+矩形承台+灌注桩基础，桥梁左右双幅平行于铁路两侧采用支架法同步浇筑，以墩底转体方式同步施工，最大转体质量4465t,转体角度86.85°。

2主要参数

跨铁路转体桥位于曲线段，分左右两幅反对称错孔布置，左右幅桥面宽度均为14.6m，左右幅梁间距2m，空心墩柱高9m、宽4m，主墩下承台尺寸为 14.6×14.6×4.5m，上承台尺寸为 9m×9m×1.5m，主墩承台下设9根48m长φ2.2m钻孔灌注桩，边墩高10m，边墩台桩基础为2根59m长φ2.2m钻孔灌注桩，现浇梁体(44.95+44.95)m，中支点中心梁高5.0m，端部梁高2.5m，边墩合拢段5.00m。

3施工条件

本工程桥位处既有铁路为双股道，正线间距4m，设计速度200km/h，等级为国铁Ⅰ级，判定为繁忙线路。根据现场调查，施工范围内有10kv架空线路、通信光（电）缆以及接触网、铁轨等结构物。

根据现场实测，左幅转体承台边缘与铁轨中心线最近距离22.11m，右幅转体承台边缘与铁轨中心线最近距离18.28m；右幅边墩边缘与铁轨中心线最近距离17.12m，左幅边墩与铁轨中心线最近距离13.68m。工程开始施工前，需与通信、铁路等相关单位签订防护协议、施工安全协议，开展既有线施工教育培训和岗前考试，进场后按照相关专项方案要求采取有效防护措施。

根据涉铁施工管理相关文件要求，邻近营业线施工时作业人员、设备和机具与电气化铁路接触网支柱外侧安全距离为2m。经施工单位与铁路段管单位协调，该桥下部结构施工时，铁路列车运行条件为常速；上部结构施工时，列车运行条件为慢行；转体施工时，列车运行条件为封锁，封锁时长90min。

4.施工技术

4.1施工顺序

依据施工进度及铁路主管部门批准的天窗期，在既有铁路线安全距离外两侧同步实施左右幅转体桥。施工顺序为：施工准备→钻孔桩→下承台（第一次浇筑）→下球铰、滑道安装→下承台（第二次浇筑）→上球铰安装→上承台→墩柱、支架搭设与预压→变截面箱梁施工→护栏、防抛网→称重、配重、试转→转动前准备→正式转体→两端合龙。

4.2施工关键技术

4.2.1桩基施工

桥梁桩基施工前对地面进行整平夯实，完成桩位放线后，埋设3m长φ2.5m钢护筒，护筒顶部高出地面20cm，备足护壁泥浆后，将钻机就位，采用循环钻机成孔，孔径、倾斜度和孔深等经测定符合设计要求后，采用换浆法进行清孔。桩基钢筋笼集中制作、运至现场吊装就位后，以导管法进行水下砼灌注，注意桩顶高程高出设计标高不小于0.5m，桩基承载力、桩身完整性和混凝土强度等指标应满足设计要求。

4.2.2基坑施工

承台基坑施工前沿铁路侧对承台四周进行包围桩基础防护，其中靠近铁路一侧设置16m长φ1.25m双排防护钻孔灌注桩，临近两侧设单排防护桩，桩顶部设冠梁，防护桩间距均为1.5m，外围桩间设16m长φ0.5m单排旋喷桩，远离铁路一侧仅设双排旋喷桩用以支护和止水。承台基坑采用机械加人工辅助的方式进行开挖，开挖宽度19.5m，基坑深6.3m，开挖过程中注意对既有铁路地表沉降、基坑水位、防护桩冠梁位移和沉降进行定期监测，开挖弃土应放置在远离铁路一侧且应在铁路安全界限以外。承台基坑底部设0.1%坡度，基坑四周设30cm×30cm排水沟，基坑内远离铁路侧设集水坑进行抽排水。

4.2.3承台施工

承台开挖完成后进行破桩头作业，桩检经检测合格后进行承台大体积混凝土施工。承台钢筋制安过程中应注意做好桩身与承台钢筋焊接，钢筋骨架绑扎完成后进行模板立设，承台采用定型钢模板，承台浇筑前应提前预埋墩身钢筋并与承台钢筋焊接固定，混凝土集中拌制、泵送入模、分层浇筑，承台内布置水平和垂直间距均为1m的钢管进行水冷控温。

为便于准确预埋滑道及球铰支撑架，下承台混凝土分2次浇筑，第一次浇筑应预埋角钢，安装滑道及球铰支撑架，安装下球铰及滑道，第二次浇筑应固定滑道及球铰。承台浇筑完成后应洒水养护，混凝土抗压强度符合设计标准后进行模板拆除作业，具备回填条件且经验收合格后再以素土回填基坑，层厚不超过30cm，分层夯实至下转盘承台顶面标高后再进行场地硬化作业。

4.2.4墩身施工

墩身钢筋应整节制作，墩身钢筋骨架以适量垫块绑扎定位，墩身模板采用定形钢模板，每块高度不大于3m，经试拼检查合格后进场，在现场组装就位，四面均以拉索固定。墩身四周以承插型盘扣式钢管脚手架为支架，脚手架采用缆风绳拉紧防倾倒，墩身混凝土浇筑前应对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查，混凝土以泵送入模、一次浇筑成型。桥墩后浇段高度和预留钢筋长度通过计算确定，在转体到位后再进行二次浇筑。

4.2.5箱梁支架

转体T构梁采用钢管柱支架法浇筑，梁体范围内地基处理后在场地内以悬打法打设φ610mm钢管桩，钢管桩沉入地下10m，顺桥向桩间距3.0m，横桥向桩间距2.0m，钢管柱纵向与横向均以槽钢相连，桩底横桥向设1m×1m的C30钢筋混凝土条形基础，确保支架基础稳定。地面钢管柱支架由钢管立柱、工字钢横梁、贝雷片纵梁、分配梁、盘扣式支架和方木共同组成，施工时应严格控制竖杆的垂直度以及扫地杆和剪力撑的数量和间距。

4.2.6T梁施工

转体梁与既有铁路线平行浇筑，与营业线最小距离12.74m，靠近铁路一侧应以网眼密目网防护并设防护员随时观察警戒。箱梁底模、侧模拼装完成后进行支撑体系验收，并以砂袋分三级加载预压消除非弹性变形并预留预拱度后，进行球型支座安装、钢筋制安、预应力埋孔（钢束采用后穿法）和箱室内模安装，分别从左右幅0#块同时向两侧对称浇筑箱梁，梁体按0#块→1#块→2#块→3#块分四次浇筑成型，按节段分别张拉预应力钢束并完成管道压浆和封锚，完成桥面两侧防护栏和防抛网，转体梁强度达标后再自上而下拆除底模和支架。

4.2.7转体准备

T构梁水平转体施工是本工程施工的重点核心部分，转体实施前必须与铁路部门沟通好在垂直天窗点内进行。转体施工前，应对上下转盘临时固结装置进行拆除，对墩身二次浇筑部位的外露钢筋进行弯折，转体完成后再对预埋钢筋进行恢复。试转前应以称重试验计算T构不平衡重量，通过梁体纵向倾斜配重方式使转体梁重心通过支座竖向轴线。

4.2.8T构试转

试转前应完成自动连续转体系统设备的安装和调试。经计算，每个转体桥选用两套两台液压同步自动连续牵引系统，牵引系统由联系千斤顶、液压泵、9-ΦS15.24mm钢绞线组成，每个转体上转盘埋设两束牵引索，分别缠绕在上转盘8米直径的圆台上，牵引索另一端预埋至上转盘混凝土内作为固定端。通过试转收集启动最大牵引力、转动最大牵引力等转动参数，试转速度控制在0.015rad/min，试转完成后以钢楔块插入钢撑脚下方，并连接上下盘预留钢筋临时锁定梁体。

4.2.9正式转体

转体施工前应向铁路管段上报施工方案和施工计划，经批准并接到调度命令后组织转体施工，整个转体结构在转动过程中应形成三点支承，转体施工时，通过对称布置的连续作用千斤顶，以牵引力座为依托，张拉缠绕在上转盘的钢绞线牵引索，克服上下角间的摩擦力矩和撑脚走板与滑道顶板间摩擦力矩，转动上转盘从而带动T构旋转到位，整个转体施工耗时2个小时，其中转体时间90分钟，转体角速度0.02rad/min，主梁端部水平线速度1.2m/min。经确认转体施工结束后方可消点并恢复列车正常通行。

4.2.10后浇段施工

转体梁施工过程中应同步开展边墩合龙段支架搭设、预压等施工准备工作，左右两幅T构梁同步转体至设计位置后，立即对主墩墩底上下转盘间用钢筋混凝土分三次封固，转体完成后以支架现浇法进行梁体4#块合龙段施工，混凝土设计强度达标后进行4#块预应力钢束张拉，再拆除模板和边支架，进行桥面系及附属工程施工。

结束语

本文结合实例对高速公路上跨既有铁路T型刚构桥转体施工关键技术进行分析，为跨越繁忙铁路桥梁建设提供了成熟方案，为同类桥梁建设积累了经验。

参考文献

[1]刘一平. 上跨铁路转体T型刚构桥施工关键技术研究[D].广西大学,2019.000449.

[2]林冬冬.水平转体桥施工工法及工艺流程探讨[J].江西建材,2016(03):151-153.