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——以大沽河特大桥为例
Rotation Construction Technology of Continuous Box Girder Crossing Existing Railway:
Taking Dagu River Bridge as an Example
郑秀改 ZHENG Xiu-gai
（中冶（贵州）建设投资发展有限公司，贵阳 550081）
（MCC （Guizhou） Construction Investment Development Co.，Ltd.，Guiyang 550081，China）
摘要：青连铁路大沽河特大桥一联（48+80+48）m连续箱梁跨越既有铁路，采用转体法施工工艺，本文简明扼要的介绍了该梁转体施工技术，对转体系统安装、梁段施工、转体等工序进行了阐述。
Abstract: A(48+80+48)m continuous box girder of Dagu River Bridge on Qinglian Railway crosses the existing railway and adopts the construction technology of rotation method. This paper briefly introduces the construction technology of the beam rotation, and expounds the installation of the rotation system, beam section construction, rotation and other processes.
关键词：连续箱梁；转体；施工；技术
Key words: continuous box girder；rotation；construction；technology
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2021）01-0145-02
1 工程概况
青连铁路是我国境内一条连接山东省青岛市、日照市与江苏省连云港市的区际国家Ⅰ级客货共线沿海干线铁路。大沽河特大桥位于山东省青岛胶州市九龙街道办事处，一联（48+80+48）m预应力混凝土连续箱梁跨越既有胶黄铁路。箱梁长117.5m，桥面板宽11.6m，底板宽6.4m，中支点梁高6.4m，边支点梁高3.6m。该梁结构为2个边跨现浇段+2边跨合龙段+4个B0现浇段+2个A0现浇段+1个中跨合龙段。A0段下的承台带有转动系统。每座转体结构总重量50000kN，转台直径7.6m，球铰平面半径1.5m，转体体系顺时针平转角度49°。
2 施工流程及关键工序施工工艺
2.1 施工流程
既有铁路两侧挖探及迁改→邻近既有铁路施工手续办理及监控→桩基、下承台施工→转体系统施工→桥墩施工→支座安装、中墩墩梁临时固结→A0段支架现浇施工→B0段支架现浇施工→边跨现浇段施工→转体施工→边跨合龙→解除中墩墩梁临时固结→中跨合龙。
2.2 关键工序施工工艺
转体系统施工：
转体系统由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统组成。该桥设计采用墩底承台转体方式，转盘和球铰连接着上、下承台，是转动系统的关键结构。（图1）
①转体下转盘施工。下承台承受着上球铰、上承台、桥墩、梁部的全部重量，布置有转体系统的下球铰、撑脚的环形滑道、辅助顶推反力座、转体牵引系统的反力座等。先绑扎下承台钢筋，浇筑混凝土至下球铰支撑架下缘，并对接茬面进行凿毛处理。
②球铰施工。该桥转动系统是一对上、下呈凸凹面的钢球铰。球铰加工精度：球面表面粗糙度小于Ra12.5μm；球面任何点处曲率半径均一致，其误差必须小于2mm；球铰外口各点处的高程差小于1mm；椭圆度小于1.5mm；所有安装后的四氟板顶面所处球面曲率半径相同，且误差小于0.9mm。球铰定位销轴的预留套筒由厂家精确的固定在下球铰中心轴上，厂家将下球铰固定在支撑架上。加工好的下球铰与支撑架一同安装在下承台球铰转动中心轴上，精密测量调整，并对其进行锁定，确保中心轴及高程、水平面符合设计要求。安装滑道及支撑架并精调定位锁定。在下承台上安装牵引反力座钢筋、辅助反力座钢筋，并浇筑下球铰混凝土。浇筑过程中及之后对构件进行量测，确保定位准确。
检查并清洁下球铰定位孔，将转动中心定位销轴插入下球铰预留套筒中。清洁并确保下球铰干净，吹干球面，将聚四氟乙烯球铰滑动片按编号安装在对应的预留孔中。确保下球铰整个滑动面顶面球面曲率半径相同，其误差小于0.9mm，检查合格后，将黄油聚四氟乙烯粉均匀充满滑动片之间的空间，并略高于滑动片顶面，滑动片顶面均匀涂一层。在球铰顶部搭设作业平台，由内向外施工，严禁杂物落入球铰内。检查并清洁上球铰，将其吊装在下球铰上，插进中心销轴上，利用周边定位螺杆将上、下球铰固定，上、下球铰接触面外围用塑料及胶带包裹严密，确保施工过程中泥沙和杂物不能进入球铰转动面内。球铰安装精度：球铰安装外口必须水平，其顶面任意两点误差小于1mm；球铰转动中心线和设计位置必须重合且竖直，误差小于±1mm。
③上转盘撑脚与下转盘滑道施工。上转盘撑脚支撑在滑道上，确保整个转体系统安全平转。在上转盘周围对称布置双圆柱钢管撑脚，钢管内浇筑C50混凝土，撑脚底端设置30mm厚钢走板，走板下安装16mm钢板+表层4mm四氟板做垫板。在转盘的下方设有滑道，滑道表面铺设3mm不锈钢板，撑脚与滑道位于同一个投影圆环内，整个滑道面在一个水平面上，相对高差小于2mm。施工反力座，严格控制高程及位置，牵引力反力座高程须同牵引力索中线同高，牵引轴线与牵引力索受力方向一致。
④转体上转盘施工。上转盘在整个转体过程中形成多向、立体的受力状态，上转盘中布有纵、横、竖三向预应力体系，上转盘为六边形。转台是球铰、撑脚与上转盘相连接的部分，又是转体牵引力直接施加的部分。转台内的牵引索采用固定端锚具，同一对索的锚固端在同一直线上并呈圆心对称，确保每根索的预埋高度与牵引力方向一致，每根索埋入转盘长度大于3m，每根索的出口为转盘的直径，每个牵引端设7根标准强度1860MPa的15-7Ф5mm高强度低松弛预应力钢绞线作为牵引索。牵引索外露工作段上下平行环绕在转盘周围，并用胶带包裹，做好防护措施。
上转盘绑扎钢筋、安装预应力体系及牵引体系、预埋桥墩钢筋，与撑脚、球铰结合牢固，浇筑上转盘混凝土。
⑤梁部施工。施工桥墩，安装支座，设置墩梁临时固结结构。搭设盘扣式支架现浇A0段和B0段，完成预应力体系施工。搭设梁柱式支架现浇边跨现浇段。
⑥连续梁转体施工。
1）准备工作。清理滑道，拆除上下转盘间临时支座，卸除上、下球铰锁定螺杆，平转范围内所有影响转动的物体全部清理。对转动结构称重并配重，确保T型结构转动水平面内前后左右平衡。检查并标定牵引设备，并进行空载联动试验，确保设备、控制器正常使用。
2）牵引系统安装。在牵引反力座后搭设千斤顶支撑架，其高度满足千斤顶安装要求。安装牵引千斤顶，精确控制其牵引中心线高程与牵引索中线一致；每对牵引索受力方向与千斤顶行程方向一致，与反力座垂直。将预埋的牵引索钢绞线按照预埋的上下顺序依次穿入牵引千斤顶，采用全站仪测量校准其位置、高程、线形，使每对牵引千斤顶及牵引索中心线处于同一高程且平行，形成一对纯力偶。
3）防超转限位设置。由一对可同时工作的千斤顶在辅助反力座、上转盘撑脚间备用，根据转动后桥梁轴线偏位校正需要判断是否使用。
4）初始数据采集。转台上标注平转零点及计算行程刻度、平转角度刻度。测量监控人员对转体系统的各项数据进行采集、分析，并随时通报给各岗位盯控人员，测量控制贯穿整个转动过程。
5）试运转。为保证整个转动体系平转时正常进行，在正式转动前安排一次试转，该工作可检测牵引系统、安全保护系统、转体系统、测量体系、铁路营业线安全防护措施的可靠性，同时能够检验施工参数的精确性、指挥口令及各岗位操作的准确性和协同性，为正式转动积累经验。
转体牵引系统拽拉力计算：拽拉力计算公式T=2/3（R·W·μ）/D。R为球铰平面半径，R=1.50m；W为转体总重量，W=50000kN；D为转台直径，D=7.6m，启动时静摩擦系数按μ=0.1计算，启动时所需最大拽拉力T=657.9kN；转动过程中动摩擦力系数按0.06计算，转动时过程最大拽拉力T=394.7kN。
根据现场情况，水平试转角度按5°控制。转体前由指挥员对所有岗位人员做好分工和指令详解，明确指令、回令、参数汇报等具体事项。各岗位及设备准备完毕后，由指挥员发出命令，每座转体结构的牵引千斤顶操作人员在“手动”模式下控制一对千斤顶拽拉，各岗位观察正常后，由指挥员发出指令，调入“自动”模式下拽拉。各岗位盯控监测转动体系的牵引索线速度和转盘角速度、千斤顶启动和运行时的牵引力以及高程等参数，供正式转动时参考使用。
6）转体。正式转体时，与试转时相同，千斤顶在“自动”模式下工作。各岗位协同监控，确保每座转体结构上的一对牵引千斤顶的作用力始终保持轴线平行、方向相反、大小相等，确保作用在球铰上的动力偶平衡且无倾覆力矩。平转过程中，如发现异常，须立即停止作业，查找并解决问题后，继续作业。整个转体过程中，牵引索行程为3.248m；转体时，转动角速度小于0.01rad/min，牵引索线速度小于0.238m/min。
转体结构主梁悬臂段端部中心点距离设计桥轴线100cm时，牵引千斤顶由“自动”模式转为“手动”模式。牵引千斤顶操作听从桥梁端部轴线测量人员指挥，“手动”模式下每点动操作一次，测量人员测报轴线就位距离一次，如此重复，直至每座转体结构中轴线精确就位。如发生超转，由辅助反力座和撑脚处的一对备用千斤顶点动纠偏。
7）转体到位后的约束固定。
转体完成后，量测桥梁的各项技术指标符合设计要求后，利用钢楔块将撑脚、反力座等上、下转盘连接空隙楔紧，并将楔块同上转盘撑脚底面和滑道预埋钢板焊接牢固。拆除牵引系统，清洁上、下承台接茬面，绑扎上、下承台钢筋，然后立模浇筑混凝土，快速地完成上、下承台固结，使整个上部转动体与下承台连成一体。
8）合龙段施工。先边跨合龙，后中跨合龙，合龙段采用吊架法施工。
9）施工监控量测。转体施工过程属于营业线施工，本桥根据铁路单位的要求和施工的需要，采用精密测量仪器对整个转体参数严格控制；并对桥梁结构的应力、应变进行了监测，确保了铁路安全、施工安全和成桥质量。
10）严格按照铁路局批复的方案和计划进行施工作业和防护，确保安全。
3 结束语
随着我国交通基础建设的大规模高质量发展，跨越既有铁路已成为常态，桥梁转体法施工具有非常好的技术、安全、经济效益，既能缩短工期，又能确保铁路营运安全。
参考文献：
[1]TB 10110-2011，铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程[S].
[2]张解放.T形刚构桥转体施工技术.
[3]由旭伟.跨京广桥转体施工工艺概述. |
