浅析跨高速铁路转体桥施工

浅析跨高速铁路转体桥施工
【摘要】跨高速铁路施工时，若采用常规施工方法，直接在铁路上方进行施工，需通过铁路运输部门“要点”，造成铁路线路停运。

因此设计部门常采用转体桥施工方案，即先顺延即将跨越的高铁线路方向采取挂篮施工，浇筑墩身、梁体混凝土，在主墩下部设置转体结构、牵引系统等转动设备，然后将浇筑好的两幅梁体同步转体，在铁路上方合拢。

本文结合武咸城际铁路跨武广客运专线特大桥，对转体施工中的工艺及控制步骤、要点进行分析。

【关键词】转体桥；跨高速铁路；关键步骤
1.工程概况
武咸城际铁路跨武广客运专线特大桥位于咸宁市横沟桥镇，桥位沿G107国道走行，起讫里程DK58+834.521（0#武汉台尾）～DK060+318.055（44#咸宁台尾）长度：1483.534m。

于DK59+576处采用(48m+80m+48m)连续梁斜跨武广客运专线（武广客专的里程为DK1300+348），与营业线夹角为155°，曲线半径7000m。

武广上下行线2股道，线间距5m。

武广线最高行车速度350Km/h，行车密度25min/趟，每天有50对列车行驶。

连续箱梁全长177.2m，计算跨径48+80+48m，梁体为单箱单室、变截面钢筋砼结构，采用纵、横、竖三向预应力体系。

2.工程特点及难点分析
2.1本工程难点为上跨武广客运专线施工，施工方案需要报铁路局审核批准并签订相关安全配合协议，同时需要路局相关部门密切配合，施工期间要确保既有铁路运营安全
为减少上部结构施工对铁路行车安全的影响，该桥采用平衡转体施工，主跨梁下范围安装钢结构防护棚架，对武广客专进行安全防护。

先在武广客专铁路线外侧悬灌浇筑梁体,然后水平转动梁体，使主梁就位，调整梁体线形、封固球铰转动体系的上、下盘，最后浇筑合龙段,使全桥贯通。

转体段梁长2-（39m+39m）；转体角度均为25°；转体总重量2-4500t，为中心承重转体。

2.2本工程采用平转体施工，难点包括转体结构、线性控制、安全防护三个方面
2.2.1转体结构
转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统组成。

下转盘为支承转体结构全部重量的基础，转体完成后，与上转盘共同形成基础，下转盘上设置转体系统的下球铰、撑脚的环形滑道及转体拽拉千斤顶反力座等。

球铰是平动法转体施工的关键结构。

球铰生产由专业厂家生产，并做安装技术指导。

球铰由上、下球铰、球铰间四氟乙烯板、固定上下球铰的钢销、下球铰钢骨架组成，设计竖向承载力45000KN，上球铰平面直径3.0m。

上转盘是转体的重要结构，在整个转体过程中形成多向、立体的受力状态。

转体牵引系统由连续千斤顶、泵站、主控台、助推千斤顶、反力支座、牵引索等构成。

利用两台200t连续千斤顶牵引上转盘预埋钢束来启动转体，当牵引无法启动时可采用2台200t助推千斤顶顶推，辅助启动，启动后仍采用连续千斤顶牵引。

2.2.2线性控制
转体前在梁面两端经过测量放样安放小棱镜，并在直线段设置全站仪测站，
通过观测棱镜变化来掌握梁体轴线位置。

小棱镜与预埋钢筋绑扎牢固，并保证水平。

精调时在墩顶梁面正中心安放水准仪，并在梁面两端分别设置两个塔尺，塔尺与防撞墙钢筋绑扎牢固，并保证竖直。

在上转盘边缘布置转动标尺，通过下转盘上设置的指针来判定转体时的转动角度。

标尺安装要水平且与上转盘边缘线投影重合。

2.2.3安全防护
梁转体到位后，仅跨中合龙段2米长在营业线上施工，只需中部五榀防护棚架即可提供防护作用，其余两侧各两榀桁架不起防护作用，且梁转体到位后，与武广客专斜交，与棚架高差2-5米，桁架拆除将特别困难，安全隐患大，因此，需在转体前拆除不起作用的四榀桁架，并在剩余棚架顶部做防护。

为防止物品、器具掉落而影响营业线行车，又可有效的降低列车气动力对棚架的影响，在拆除棚架的同时在剩余棚架顶部铺设两层钢丝网,即一层粗钢丝网和一层密目钢丝网来进行安全防护。

同时在下方线路表面铺设土工布，防止细小物件不宜清理。

3.关键施工施工步骤
3.1球绞安装
3.1.1安装滑道
在钢撑脚的下方设有环形滑道，滑道中心的直径为6.5m，滑道宽度0.8m，环道由专业厂家生产，现场采取分节段拼装，在盘下利用调整螺栓调整固定。

滑道顶面设置排气孔，在混凝土浇筑过程中对不密实的位置可采用注浆填充的方法保证其密实。

滑道清理干净后在上面铺一层5mm厚四氟乙烯板，并在表面涂抹黄油一层，而后再铺一层5mm后四氟四氟乙烯板，并将其塞入撑脚下放。

3.1.2安装下球铰
利用固定调整架及调整螺栓将下球铰悬吊，调整中心位置，然后依靠固定调整螺杆上下转动调整标高。

精确定位及调整完成后，对下转盘球铰的中心、标高、平整度进行复查；而后浇注下球铰砼，利用下球铰上设置的混凝土浇注及排气孔分块单独浇注各肋板区，混凝土的浇注顺序由中心向四周进行。

混凝土凝固后采用中间敲击边缘观察的方法进行检查，对混凝土收缩产生的间隙用钻孔压浆的方法进行处理。

3.1.3安装定位销轴
在定位销轴上及套筒内按照1：1的比例涂黄油和四氟乙烯粉，使其均匀的充满定位销轴上和套筒上面。

将中心销轴放到套管中，调整好垂直度与周边间隙。

若中心销轴与其套管间隙过大时可安装不同厚度的四氟套筒，使间隙在3mm左右。

否则过大的间隙在转动结束后对高程与轴线将难以精调。

3.1.4安装上球铰
在下球铰球面上均匀的涂一层黄油和四氟乙烯粉，使其填满聚四氟乙烯滑板之间的间隙，使黄油面略高于四氟滑板面。

将上球铰吊装到位，套进中心销轴内。

用倒链微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙垂直。

安装上球铰精确定位，临时锁定限位并通过直径为270mm定位销轴使其上下球铰中心重合。

球铰安装完毕对周边进行防护，上下球铰之间用胶带缠绕包裹严密，确保杂质不进入到摩擦面内。

3.2牵引系统
3.2.1安装牵引钢束在上转盘没对称埋设两束牵引钢绞线，选用?准15.2-7钢绞线作为牵引束。

留出上转盘长度应满足连续千斤顶作业需求，同时缠绕上转盘
长度应大于上转盘转动弧长。

3.2.2反力支座
在下承台顶面相应位置设置牵引反力支座，其水平纵轴线应与上转盘边缘相切。

施工下承台是在反力支座位置预埋两根I20工字钢，待上部结构施工结束后再浇筑反力支座。

3.2.3安装连续千斤顶
将自动连续顶推千斤顶、顶推泵站、主控台安装在预定位置，把泵站注好油，约６００L/台。

把油管及各信号电缆连接好。

接好主控台和各泵站的电源，主控台为AC220V，泵站为AC380V。

把泵站的压力调整在预定范围内；安装行程开关（感应器）组件；将主控台与泵站之间的电缆连接好，启动各泵站后即可开始调试。

调试查看每个感应器的信号是否正常，各千斤顶的逻辑动作是否正常。

接着把钢绞线的一端带上引线套，逐一从后顶尾部穿心孔内穿入，此时应注意将前后工具锚板各孔中心找正，再顺次穿过牵引装置上的后、前工具锚板，同时应保证使钢绞线应的顺畅。

3.3防倾保险
3.3.1安装撑脚
上转盘共设有6组撑脚，撑脚内灌注C50微膨胀混凝土。

撑脚中心线的直径为6.5m。

撑脚在工厂整体制造后运进现场，在下转盘混凝土浇注完成，上球铰安装就位后安装撑脚，安装撑脚时确保撑脚与下滑道的间隙为30mm。

同时为确保上部结构施工时转盘、球铰结构不发生倾斜，须采用钢楔将型钢砼撑脚与环道之间塞死。

3.3.2安装砂箱
为保证上部梁体进行悬灌施工时的稳定，在上、下承台之间设置砂箱承受上部荷载，同时便于上承台浇筑时底模的铺设。

砂箱选用Φ630mmδ10m m与Φ530mmδ10mm钢管组合而成，砂箱内填充用砂选用干燥细砂。

砂箱上部支撑Φ530mmδ10mm钢管内填充微膨胀性混凝土，砂箱根部设置卸砂孔，采用M18mm 螺栓封闭，脱架时拧去螺栓，让砂流出即可。

砂箱均匀布置在钢撑脚之间，共设6组。

3.4限位控制体系
3.4.1限位装置
依据转动角度定出转体时撑脚的转动弧长，在弧长末端设置限位装置，直接焊于滑道上。

3.4.2转动标尺
在上转盘边缘布置转动标尺，通过下转盘上设置的指针来判定转体时的转动角度。

标尺安装要水平且与上转盘边缘线投影重合。

3.5转体步骤
转体通过解除约束、安装平衡限位措施、试转、转体、精调、锁定、封铰等步骤，最终完成作业，详细见流程图。

4.结束语
本桥采用转体法施工，由原位现浇需数百次要点施工减少到十几次要点施工，大大降低了安全风险，赢得了建设单位、铁路局好评。

（1）上跨高铁，安全风险及影响特别大，要做好精细组织，周密安排，在转体前要成立转体专项施工组织机构，按转体任务分成指挥组、牵引组、测量组、安全组、应急组、协调组、后勤组，将各岗位落实到人，做好技术交底，并做好
演练，保证转体实施时按时顺利完成，不砸点。

（2）跨既有线施工，尤其是跨高铁，必需严格按既有线施工规定办理，施工前安排好安全防护员，对施工范围进行检查清理，特别是梁上及梁箱室内不得有可能落入既有线内的杂物，既线的各出入均需封闭，安排人员盯控，不得有人员进入。

转体施工法经济实用、安全可靠，尤其可大大降低跨既有线、深谷施工安全风险。

随着我国高铁的蓬勃发展，转体施工技术将会发挥越来越多的作用。

具体施工工艺流程见下图：
图3-1 转体工艺流程图
【参考文献】
［１］黄枝花.浅析高速公路跨铁路转体桥施工关键技术[J].科学之友,2011(7).
［２］王晓明,跨武广特大桥转体施工技术[J].山西建筑,2011(3).
［３］何新建.浅谈桥梁转体施工方法及应用[J].中国新技术新产品,2011(11).
［４］孙海波.浅析桥梁转体施工工艺与关键技术[J].中小企业管理与科技,2009(10).。