中铁二十局集团第一工程有限公司
摘要：桥梁转体施工工艺近年来在桥梁施工中应用较多，尤其是在铁路客运专线建设过程中，因桥梁施工周期较长，对既有线正常运输干扰较大，而采用转体结构可最大程度减少对既有线运行的影响。本文分析了转体结构在沪昆客专既有线施工中的应用，全文从工程概况及其控制点、转体结构施工、转体过程对既有线的保护等角度进行分析。
关键词：转体结构；沪昆客专；有线施工；应用分析
沪昆客运专线属于国家《中长期铁路网规划》“四纵四横”中关键性的一个的快速客运通道，该铁路东起上海，西至昆明，属于一条东西向铁路干线。沪昆高速铁路线路全长2252公里，设计速度350km/h，在2016年6月16日下午，沪昆客运专线全线贯通，并于2016年12月28日开通运营。在沪昆客运专线施工过程中，笔者参与云南段TJ2标沾益特大桥的建造施工，就转体结构在沪昆客专既有线施工中的应用分析如下：
一、工程概况及其主要控制点
沪昆客运专线云南段TJ2标沾益特大桥位于西平镇境内，起迄里程DK1040+451.974—DK1042+220.36，全桥长1768.386m。在D1K1041+500处和既有沪昆线六沾段相交，27#墩—30#墩采用（72+128+72）m大跨度连续梁上跨既有沪昆线，在沪昆线K2468+500处相交，交角为26°。连续梁施工影响既有线里程：28#墩影响沪昆线K2468+368.51～K2468+498.51。29#墩影响沪昆线K2468+498.51～K2468+628.51上跨既有沪昆线六沾段铁路为六股道。
沾益特大桥28#、29#墩为连续梁主桥墩，设上盘、下盘及转体系统，桥墩为圆端形实体桥墩，墩高分别为6米和10.5米；墩顶纵向7.4米，横向11.6米，临时支墩设置于墩顶，临时支墩1.4×1.6米。
连续梁体中箱梁顶宽12m，箱梁底宽6.7m，顶板厚度除梁端附近外均为45cm，底板厚度100至48cm，按线性变化，腹板厚90cm至40cm，按直线性变化。0#块中支点处梁高10m，跨中最小及边跨端处直线段梁高为5.5m，梁底下缘按二次抛物线变化。连续梁浇筑总共分为18块（不含0#块），其中0#块长度12m，总重量1248.9t，最重梁体节段为1#块，长度3m，总重量212.3t，最长节段为10#～16#块，长度4m。
原设计施工方案为上跨悬浇施工，但是为减少挂篮施工对既有线铁路的运营干扰时间，改为采用转体施工。图1所示即为沾益特大桥28#、29#主墩与既有线沪昆铁路六沾段平面图。
图1 沾益特大桥28#、29#主墩与既有线沪昆铁路六沾段平面图
二、转体结构施工分析
1、转体结构概述
转体施工即为在既有线外侧车行与既有线，先施工桥梁上部结构，然后利用转体结构特点，分别将两个T构平转到桥位轴线位置合龙成桥。本桥采用球铰主要受力，撑脚作用滑道平衡主体不均匀配重结构。球铰设计竖向承载力85000kN，转动体系由球铰，上、下盘，环形滑道、撑脚、牵引索牵引反力座构成。球铰平面半径1.8m，中心设定位轴套管。下盘锚固于第一层承台上，上盘埋设撑脚，控制撑脚与滑道间隙6-8mm。本桥在转体中采用柳州OVM公司生产的ZLD200B自动连续顶推系统，顺利完成转体施工。
2、施工工艺分析
转体施工总体施工思路为：下盘施工0-2.7m混凝土→安装球铰骨架、安装下球铰、滑道并浇筑剩余下盘0.8m混凝土→安装上球铰→施工上盘并预埋牵引索、撑脚、安装沙箱→施工墩身垫石安装支座→施工梁体→进入转体施工。在转体施工阶段的主要施工工艺流程为：梁体配重→清理滑道、撑脚→安装转体牵引设备→拆除沙箱→具备转体施工气候条件转体施工→转体速度、精度、监控量测→上下盘封固→合龙成桥[1]。转体施工结构主要有：下盘、上盘、上下盘间球绞骨架和球铰、撑脚、滑道、垫入球铰支撑骨架、滑道安装平台与牵引索及沙箱。在整个转体施工中，球铰属于重点控制项目，具体的是由中国船舶重工集团公司第725研究所整体成套制作，转体施工工艺流程为：
2.1球铰安装
安装精度要求为：中心误差不大于±1.0mm，球铰正面相对高差不大于±0.5mm。具体安装有以下几点：（1）定位钢骨架安装，施工现场使用吊车吊入下球铰骨架，在粗调基础上结合人工调整，使其满足精度要求，待骨架调整完成后，焊接下承台架立角钢与骨架预留钢筋。（2）下球铰安装，在安装下球铰前需要进行多个项目的检查，如：球铰上有没有预留开孔位置、下转盘球铰表面椭圆度是否满足要求下球铰中心位置偏差是否满足设计要求，高程误差等。在检查无误后，按照操作要求完成下球铰的安装、调整以及固定工作；（3）骨架及下球铰安装完成后，浇筑混凝土；（4）上球铰安装，安装之前将上下球铰球面进行彻底清理，于套管中放置中心销轴。控制好中心销轴和周边的距离以及本身的垂直度，并依次完成聚四氟乙烯滑板安装、上球铰吊装到位、上球铰安装、调节等，最终使其各项参数满足要求，做好周边防护，避免杂质进入摩擦面。
2.2滑道和撑脚安装
2.2.1滑道安装
滑道各节段均为预制，环形滑道位于钢撑脚下方，其中心直径为9.6m，现场将预制部分逐节段完成拼装，确保撑脚能够在滑道内自由滑动。滑道安装与下球铰安装同步，安装后的滑道平面应保持良好的平整度，相对高差不超过0.5mm。
2.2.2撑脚施工
上转盘内共有8组撑脚，撑脚均为φ700mm钢管，并在钢管内灌注C50微膨胀混凝土。完成上球铰安装后紧接着安装撑脚，确保撑脚与和滑道存在6—8mm的间隙。
2.3转体系统安装精度控制
2.3.1球铰和滑道精确定位
采用的是徕卡TCR120+全站仪，仪器性能和精度度较好，控制中心点定位精度不大于±1mm；采用天宝DINI03电子精密水准仪，每公里往返测中误差0.3mm，读数可达到0.01mm；根据技术人员现场定位测量，保证安放位置的准确性，在吊装就位后，初平，并最终使其达到规范要求。
2.3.2球铰滑道安装
吊车吊装球铰及其骨架，粗调和精调后进行对中安装。主要有：（1）下球铰骨架安装，根据按照要求，球铰骨架角钢顶面相对高差不>±5mm，环道钢板中心偏差不>±1mm；（2）控制下球铰安装精度，其中顺桥向以及横桥向的精度误差均为±1mm。安装并检查合格后，进行下球铰固定，全部合格后实施混凝土浇筑；（3）控制上球铰精度，下球铰混凝土浇筑完成后，将安装孔内杂物清理，涂抹黄油和四氟乙烯粉，最终使得上下球铰中心位置完成重合[2]。
2.2转动体系施工
2.2.1.牵引动力系统
本工程转体系统主要包括：2台连续千斤顶（型号为ZLD200B）、2台YTB液压泵站、1台LSDKC(A)－8主控台。
2.2.2牵引索
转体上盘预埋两束牵引索，每一束牵引索12根钢绞线，其强度为1860MPa，直径为15.24mm。预埋牵引索前需要对钢绞线进行检查，同时对于存在锈迹、油污的应及时清理，按照既定索道排列顺序一根一根的完成钢绞线的缠绕，并使其穿过牵引动力系统中的千斤顶，一根一根的对钢绞线进行预紧，在一根一根钢绞线预紧完成后对整体钢绞线进行预紧，确保整个受力体系受力的均匀性，牵引索的另一端采用预埋方式作为固定端，每束牵引索钢绞线平均的分成左、右两部分，固定好分丝板，做好成品保护。
2.2.3试转调试
上、下球铰安装完成后，必须要经过实验，在满足相关要求的基础上才能正式的投入使用。试验合格后，可对上部结构及梁体进行混凝土浇筑。
2.3墩身施工
墩身施工采用搭设钢管脚手架操作台辅助施工，墩身钢筋一次绑扎成型；模板采用整体钢模；混凝土泵车浇注。支承垫石施工前实测墩顶标高，根据实测标高，调整垫石高度，支座安装前完成支承垫石的浇注，做好混凝土的养护工作。考虑到实际施工中处于夏季高温时段，墩身养护采用土工布覆盖、洒水保湿养护。派专人定时定点测定混凝土内部和外表温度，外表和环境温度，混凝土内部温度和环境温差大于20℃时，及时调整养护方法；拆模前用编织袋覆盖避阳，12h后松动螺栓，模板脱离混凝土，并继续洒水养护。
2.4梁体施工方案
上部连续梁施工时，采用与既有线线外平行悬浇混凝土梁体，然后旋转至线路中线合龙成桥。转体前对T构桥面的遮板、泄水管道进行提前安装。图2所示即为线路中线合龙成桥的示意图。梁体悬灌施工工法，主要包含：支架法浇筑0#块，张拉压浆施工，拼装挂篮并预压，节段施工，支架现浇段施工，合龙成桥。
四、转体过程对既有线的保护分析
为保证施工安全在28、29号墩靠近既有线梁体边缘侧采用竖向防护栏进行防护，中跨合拢段采用28号墩全包裹挂篮保证合龙时施工安全。全包裹即为将挂篮系统使用防护杆及密目网完全封闭，在全包裹挂篮保护下完成合拢段模板安装、混凝土浇筑等施工。图3所示即为挂篮全包防护示意图。在靠近既有线侧设置安全防护结构，防护结构利用型钢搭设支架，支架侧面挂密目防护网。为保持支架稳定防止支架向既有线倾倒，支架采用塔架形式，支架顶端高出梁面1.2米，距离梁边1.2米。
图3 挂篮全包防护示意图
结束语
按照上述转体施工操作流程，沪昆客专既有线施工中沾益特大桥已经全面竣工，整个施工过程没有出现其他异常情况，各个关键控制点均符合施工要求，完美的实现了桥梁的转体施工，为后续的工程施工提供了宝贵的经验。
参考文献
[1]程海根,李康,蔡裕.大跨径曲线桥转体不平衡称重试验[J]. 高速铁路技术,2014(01).
[2]满俊国. 桥梁转体施工方法浅析[J]. 价值工程,2013(28).
论文作者:宋鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年2月上
论文发表时间:2017/6/7
标签：滑道论文; 混凝土论文; 挂篮论文; 结构论文; 骨架论文; 沾益论文; 精度论文; 《建筑学研究前沿》2017年2月上论文;