摘要：本文总结了赣深客专柳城东江特大桥跨京九铁路（64+108+64）m转体连续梁施工方法和施工过程，对跨既有线的大跨度转体连续梁施工提供了一些经验。
关键词：防护施工 球铰安装 连续梁转体施工
Swivel Construction Technology of long-span continuous beam across existing line
Xiaohu Tu
CHINA RAILWAY 25TH BUREAU GROUP CO.，LTD
Abstract：This paper summarizes the construction method and process of the（64 + 108 + 64）m-long swivel continuous beam of Dongjiang super large bridge in Liucheng of Jiangxi Shenzhen passenger dedicated line，which provides some experience for the construction of the long-span swivel continuous beam across the existing line.
Keywords：protective construction，spherical hinge installation，continuous beam rotation construction
1.工程概况
1.1 位置简介
新建赣州至深圳铁路（GSSG-4标）柳城东江特大桥DK222+167.70～DK222+405.40（13#~16#墩）段跨京九铁路（64+108+64）m转体连续梁施工。邻近营业线及营业线施工项目位于京九线铁路佗城站～蓝口站范围内（K2113+100～500段），新建线路与京九铁路夹角约37°，梁部施工分为悬臂和转体施工两个部分，首先在平行铁路方向按照悬臂浇筑法完成悬臂段施工，在试转满足要求后利用铁路天窗点完成转体，14#转体角度37°，15#转体角度38°。转体完成后先利用挂篮完成边跨合龙段、然后利用吊篮法完成中跨合龙段施工。
1.2 梁体简介
本连续梁结构类型为（64+108+64）m预应力混凝土连续箱梁。梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁，梁体全长为237.5m。梁高按圆曲线变化，中支点平段为3m，边跨直线段总长9.75m，箱梁顶宽12.6m，底宽7.0m；梁体在边支座、中支座、中跨中处设横隔板，全联共设5道横隔板，横隔板中部设有孔洞，供检查人员通过。
2．总体施工方法及步骤
本连续梁具体施工方法及步骤如下：
第一步：对既有京九铁路实施物理隔离
对连续梁施工影响范围内的正馈线及承力索采取加装绝缘护套的防护措施。施工物理隔离墙钢管桩基础、钢管立柱组件、安装防护网。
第二步：在物理隔离墙的防护下进行以下工序的施工
（1）主墩14#、15#承台、转体操作平台、墩身及0#块的施工；
（2）安装下转盘模板、钢筋，预埋环道、牵引反力支座、球铰承台钢筋，浇筑下转盘混凝土；
（3）安装牵引反力支座、球铰承台钢筋和模板并浇注混凝土；
（4）安装环道钢板和球铰；
（5）以连续梁纵向中心线平行既有京九铁路为原则，定位安装转体支撑腿、上转盘，按规范要求对上转盘进行调整、复核；
（6）调整上转盘标高，安装上转盘钢筋及侧模，浇注上转盘混凝土；
（7）上转盘混凝土养护，达到设计要求的强度和弹性模量后开始进行墩身钢筋绑扎、模板安装及浇筑墩身混凝土；
（8）梁体A0#梁段施工；
（9）利用A0#块为拼装平台安装挂篮，将靠京九铁路侧挂篮进行封闭。
第三步：利用菱形挂篮对称浇注并张拉连续梁A1-A13、B1-B13梁段；边跨直线段施工。
第四步：试转
（1）拆除悬臂段挂篮及桥面临时荷载，拆除隔离墙墩顶以上部分；
（2）调整配重，保证悬臂平衡；
（3）调试牵引系统、转体限位装置、防倾覆保险措施；
（4）解锁上下盘；
（5）清理、润滑环道；
（6）在天窗时间拆除隔离墙钢管桩以上部分及其它有碍平转的障碍物；
（8）在天气良好，风速较小且在京九铁路天窗时间进行预牵引试验，测出球铰实际摩擦系数，并对牵引力进行相应调整。
第五步：转体就位及连续梁合龙
（1）在天气良好，风速较小且在京九铁路天窗时间进行转体施工，转体过程中进行实时监控，做到转体平稳、安全。
（2）转体基本到位时，对梁端位置及标高进行微调，梁体位置及线型达到设计要求时固定上盘。
（3）连续梁边跨合龙段施工。
（4）在日气温最低时间安装合龙段临时刚性连接，进行中跨合龙段施工，待中跨合龙段混凝土强度及弹模达到设计要求后按设计顺序张拉预应力筋并及时压浆。
3．分项工程施工方法及工艺
3.1物理隔离墙防护施工
隔离墙简介：物理隔离墙长度为24m，隔离墙墙身骨架采用φ630mm螺旋钢管，骨架之间联系采用［10槽钢焊接。位于14#墩处物理隔离墙与接触网立柱的距离为8.5m，高度约为23.7m，分为5个节段，每个节段分为4个单元，1至4节段单元为矩形单元，每个单元高度为4m，第五节段单元为三角单元，高度根据梁顶高度适当调整后高度为7.7m；位于15#墩处物理隔离墙与接触网203#立柱的最小距离为2.85m，高度为22.8m，分为4个节段，每个节段分为4个单元，1至3节段为矩形单元，每个单元高度为4m，第四节段为三角单元，高度根据梁顶高度适当调整后高度为10.8m。
具体施工步骤如下：
1.钢管桩选型及插打：根据计算选定φ630mm壁厚10mm长度9m的螺旋钢管，按照平面布置尺寸、形状、准确、规则、整齐的插打钢管桩，避免不规则导致组件安装对接时产生误差，以便标准墙身钢管组件顺利安装连接完成。
2.隔离墙组件加工：按照设计图纸在14#、15#墩侧集中加工隔离墙墙身单元组件并进行编号，其中标准单元尺寸为：4*4*4m。
3.隔离墙安装：利用25t吊机按照编号吊装隔离墙单元组件。
4.防抛网悬挂：墙身安装完成后在墙体靠既有线侧悬挂1*1cm密目铁丝防抛网并与墙身固定，确保防抛网紧贴墙身，牢靠、稳固。
5.日常检查维护：安排专人利用仪器对隔离墙进行垂直度、沉降、位移观测以及螺栓、焊缝、防抛网检查，检查频次1次/天。
6.隔离墙拆除：悬臂段完成后转体施工前拆除隔离墙，具体步骤如下：解除防抛网固定→拆除防抛网并吊出（封锁）→解除物理隔离墙墙身组件之间平联及上下连接螺栓（邻近）→物理隔离墙墙身组件拆除（封锁）。
3.2转体结构施工
1.球铰简介：转体球铰主要由上球铰、下球铰、转轴、下球铰支架、滑道及撑脚等主要构件组成。转体球铰相关零部件的施工分散在下转盘施工及上转盘施工两部分。球铰组成示意图如下：
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1 上球铰 2 下球铰 3 转轴 4 下球铰支架 5滑道 6 撑脚
2.下转盘的主要施工顺序为：标高测量→基坑清理→准备标高调整垫块或制作滑道安放基准→安装、调整下球铰支架及滑道支架→精确定位及调整→固定下球铰支架及滑道支架→绑扎基坑内横向钢筋、布置及限位挡板、布置牵引反力座钢筋（或型钢）及千斤顶反力座（或型钢）→安装、较准、固定滑道板→安装、较准、固定下球铰→绑扎下球铰外圈钢筋→布置下球铰外圈混凝土模板→浇注安装基坑混凝土。
3.上转盘的主要施工顺序为：球铰盘面清理及定位轴安装→上下球铰之间润滑油脂填充→安装上球铰及试转（挤出多余油脂）→封闭上下球铰的接缝→撑脚安装→填砂、夯实、布置上承台底模→上承台钢筋绑扎，布置、锚固转体牵引束→其他预埋件安装→上承台浇筑砼，凿毛、拆模、转体牵引束外露段防锈保护、盘绕固定。
3.3连续梁梁体施工
先平行于京九线铁路方向逐段采用挂篮悬浇梁段，梁体施工完毕后再进行转体的施工方案。
挂篮悬臂浇筑施工工法，分为墩顶支架浇筑0#号块梁段、挂篮安装、悬臂浇筑梁段、边跨支架现浇梁段和合龙梁段等四部分。
墩顶0#梁段浇筑完成后，再在0#梁段上组装挂篮。0#梁段主要是为挂篮组装提供拼装工作平台和悬浇出发场地。0#梁段及边跨直线段采用支架现浇法施工，边跨合龙段采用挂篮合龙，中跨合龙利用吊篮悬浇。合龙顺序为先边跨后中跨。
墩顶0#号梁段设置临时固结，形成临时刚性体，以抵抗悬臂浇筑不平衡荷载和倾覆弯矩的作用。临时固结体系采用钢管混凝土。具体施工顺序如下图所示：
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悬臂浇筑施工顺序由0#梁段两端的1#号梁段开始，逐节段向两端对称延伸、分节浇筑，直到T构两侧全部对称梁段浇筑完成，形成单“T构”。以0#梁段为中心形成一个简支“T”构，然后转体，转体到位后再逐跨把一个简支“T构”与邻近边跨支架浇注梁段合龙成1跨简支“ ”字形结构，最后把两个简支“ ”字形结构通过中跨合龙成1个三跨超静定“ ”连续梁。
3.4转体施工
1.转体施工技术情况
本桥转体结构为14#、15#墩两个T构，两个T构同时转体施工，14#墩转体角度为37°，15#墩转体角度为38°（梁边界线离京九线防护栅栏距离小里程约6m，大里程约6.2m），最大转动弧长38.2m。试转时，14#墩试转2°，15#墩试转3°；正式转体时，14#、15#墩梁体各转动35°，单个T构转体重量6565.51t。在广铁集团批复营业线施工计划时间内进行转体，转动角速度0.02rad/min，且悬臂梁端线速度不大于1.5m，理论转体作业时间约为31分钟。水平转体施工是本工程施工的关键部分。为确保水平转体施工安全，顺利的实施，需要解决水平转体施工工艺流程、水平转体施工的准备、转体施工预案的制定、转体过程控制测量。
2.转体前准备
转体前，梁体应清理干净，不得有浮渣、掉块；14#-15#墩之间护栏、防护墙、防抛网等按设计施工完成。同时，14#-15#墩间箱梁排水应特殊设计，线路上方不得有PVC管等外挂设施。
3.转体施工
具体操作步骤如下：解除临时固结→砂箱拆除→清理滑道→安装牵引索→箱梁的称重及配重→设备安装调试→转盘限位装置→转动牵引力、安全系数、转体时间计算→试转→正式转体→转体就位
转体牵引力、安全系数计算
转体总重量G约为130000kN；转体牵引力计算：T=2fGR/3D
R为球铰平面半径，R=1.85m；D为转台直径，D=12.6m
f为球铰摩擦系数，f静=0.1，f动=0.05
计算结果：
启动时所需最大牵引力：T=2 f静GR/3D =1272.49kN；转动过程中所需牵引力：T=2 f动GR/3D =636.24kN
启动时动力储备系数：K1=2000×0.85/1272.49=1.33；转动时动力储备系数：K2=2000×0.85/636.24=2.67 满足要求
钢绞线安全系数计算
1860MPa级钢绞线的标准破断力为260kN。钢绞线的极限承载为：12×260 =3120kN；牵引索钢绞线的安全系数：K3=3120×0.75 /1272.49=1.84
考虑助推系统：牵引索钢绞线的安全系数：K4=3120×0.75 /636.24=3.68
转体时间计算
理论上由于泵头的实际流量可根据要求从0到20L/min进行选择，所以转体的速度可根据设计要求而设定在规定的时间范围内实现施工要求。
根据正式转体角度35°，上转盘直径12.6m，梁体直径106m。转动上转盘35°，对应弧长=π×D×35÷360=3.14159×12.6×35÷360＝3.848m。梁端转体弧长=π×D×35÷360=3.14159×106×35÷360＝32.376m。计算出钢绞线牵引长度L= 3.848m+受力伸长值L1。L1对转体时间影响可忽略不计。
转体梁转动速度控制在0.02rad/min。则完成35°转动所需时间t=3.14159/180*35/0.02 =31min，转体到位后在60min内对边、中跨合拢段进行临时锁定，转体总时长约为91min。
转体施工注意事项：
1）转体宜选择无雨、无风或微风的环境下进行，转体前一周应密切关注天气情况，保证转体时风力不大于3级。
2）试转结束后，分析采集各项数据，并协调铁路相关部门，确定转体方案，封锁铁路后，进行正式转体。
2）转体结构旋转前做好人员分工，根据各个关键部位、施工环节，对现场人员做好周密部署，各司其职，分工协作，由现场总指挥统一安排。
3）设备运行过程中，各岗位人员的注意力必须高度集中，时刻注意观察和监控动力系统设备及转体各部位的运行情况。如果出现异常情况，必须立即停机处理，待彻底排除隐患后，方可重新启动设备继续运行。
4）转动前在接触下滑道的支撑腿下面铺装 3mm四氟滑板，并在转动过程中及时添加，以减小转动时的摩擦力。
5）转体结构接近设计位置时，为防止结构超转，平转接近设计位置1m时降低平转速度，距设计位置0.5m时采用点动控制。
6）转体就位后，对箱梁高程及轴线进行复测，并进行调整，精确就位后，在60min内对边、中跨合拢段进行临时刚接约束固定。
7）转体就位后再撑脚走板下支垫10mm钢板（作为转体结构与滑道的间隙）另将上下转盘预埋的钢筋进行焊接，保证精确就位的结构不致发生轻微偏移。
3.5合龙施工
边跨及中跨合龙段长均为2m。边跨合龙不涉及邻近营业线施工，中跨合龙为邻近营业线施工。合龙均需对称进行，其顺序为先边跨合龙，后中跨合龙。边跨合龙段采用既有挂篮合龙，中跨合龙采用自制吊篮合龙。
1.中跨合龙段施工
1）施工准备
合龙段外模利用挂篮外模改造而成，内模采用木模。合龙段外模在14#墩所有悬浇节段施工完成后，在13#节段中跨处梁底地面拼装好，并通过8根Φ32精轧螺纹钢悬挂在箱梁底及腹板两侧并锁定，然后由随梁体转体到跨中合龙段位置。为确保施工安全，在外模底板安装防抛网及防电板，防电板与外模底板的连接方式采用栓接。合龙段张拉后，解除外模锁定，人力通过在梁顶的动力台车将外模滑移至靠14#墩旁安全位置进行拆除。外模滑出在天窗点内进行。
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2）中跨合龙施工具体步骤：配重→合龙口临时锁定→合龙段钢绞线束预张拉→合龙段混凝土施工→合龙段预应力张拉施工→合龙段压降施工→合龙段桥面系施工→吊篮后移至14#墩侧远离既有线安全位置→吊篮拆除→成桥
合龙段施工注意事项：因转体后梁体位于营业线上方，为安全考虑配重方式采用水箱配重。合龙段混凝土浇筑时间选在一天气温较低时进行。混凝土施工中配重逐级卸除，且浇注混凝土的重量与卸除配重的重量相等，使合龙段始终处于相对稳定状态。
4．结束语
在连续梁施工工程中，由于新桥梁设计路线横跨既有铁路，承台、墩身的地理、地形位置临近既有铁路，安全风险大，导致连续梁无法直接横跨既有线进行挂篮悬臂施工，须采取先平行既有线进行连续梁施工，然后转体施工，再进行合龙施工成桥。施工前要组织较强的技术力量做好各个施工专项方案，避免无方案施工的情况发生。施工过程中项目部每周组织营业线安全生产大检查，积极配合上级进行专项和重点检查；工程队每日组织营业线现场施工安全大检查；安检工程师、安全员日常巡回安全检查。检查重点：临近营业线施工、施工用电、机械设备、模板工程、高处作业、支架，挂篮等。通过频繁详细的安全检查，找出不安全、不稳定因素，针对性的采取整改措施，改进施工组织和施工措施，让转体连续梁施工处于相对稳定、安全的施工环境，使得转体连续梁施工（转体、中跨合龙）的顺利进行。
作者简介：涂小虎，1985.3，男，桥梁工程师，本科，2009年毕业于湖南文理学院芙蓉学院土木工程专业，毕业后一直在中铁二十五局集团第一工程有限公司从事桥梁技术工作。联系电话：15015178819，邮箱：369470083@qq.com。地址：广州市越秀区桂花岗东2号。邮编：510400。
论文作者:涂小虎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
标签：挂篮论文; 转盘论文; 悬臂论文; 隔离墙论文; 混凝土论文; 滑道论文; 支架论文; 《基层建设》2019年第31期论文;