双幅T构桥跨越电气化铁路同步转体施工工法

双幅T构桥跨越电气化铁路同步转体施工工法中铁十七局集团第三工程有限公司雷勇锋李洪良曹会芹潘新朝刘五一1．前言转体施工法最先出现的是竖转法，平转法最早于1976年首次用于奥地利维也纳的多瑙河运河桥上，该桥为斜拉桥，跨径布置为55.7m+119m+55.7m,转体重量达4000t。

此后平转法在法国、德国、日本、比利时、中国等国家得到应用。

迄今为止，转体重量最大的是比利时的本²艾因桥。

该桥为斜拉桥，跨径布置为3³42m+168m，转体重量达于1991年建成。

1975年，我国桥梁工作者开始进行拱桥转体施工工艺的研究，并于1977年在四川遂宁县采用平转法建成跨径为70m的钢筋混凝土箱肋拱。

此后，平转法在山区的钢筋混凝土拱桥中得到推广应用，70年代末80年代初我国平转法施工的拱桥。

在跨铁路平转T构桥方面：1990年四川绵阳桥(T构桥，转体重量2350t)；1994年广东南海谢叠大桥为跨越非电气化铁路双线单幅T构转体桥（T构2³34m、转体重量3601t，转体时间60min，转体角度60°）； 1998年贵州都拉营T构桥跨越黔渝电气化单线铁路（T构90m、转体重量7100t，转体角度73°）； 2004年贵州楚米大桥为跨越黔渝电化铁路单线双幅T构转体桥（T构2³55 m、转体总重量3300 t，转体时间60 min，转体角度45°）；2006年北京六环张家湾大桥为跨越五条非电化铁路专用线双幅T构转体桥（T构2³60m、转体重量4800t，转体时间57min，转体角度51°）。

查阅国内同类T构转体桥资料表明，本文介绍的跨越电气化铁路双线双幅同步转体施工工法，在国内具有显著的新颖性，具有安全风险大、技术难度高、施工工期短等特点。

张家口至石家庄高速公路石家庄段跨京广电气化铁路左幅采用6³30m+5³30m+20m+2³50m+23m+3³25m+2³30m+25.49m+5³20m；右幅采用6³30m+6³30m+25m+2³50m+20m+25m+2³30m+25m+18.09m+5³20m的结构形式通过，其中2³50m为上跨京广电气化铁路转体桥。

京广铁路行车密度大、各种光、电缆密布，安全防护要求高，采用本工法后成功解决了T构转体平衡控制、同步快速转体控制系统、铁路安全防护技术等多项施工难题。

本工法关键技术“大吨位刚构桥跨越电气化铁路平面转体施工综合技术”于2006年4月中国铁道建筑总公司立项，中铁十七局集团第三工程有限公司组织科研技术人员历经18个月，通过在实践中不断的摸索与创新，实现了跨电气化铁路的成功转体,圆满完成了课题要求的研究内容。

2007年11月30日该工法关键技术通过了中国铁道建筑总公司组织的技术鉴定，鉴定认为：“双幅T构桥跨越电气化铁路同步转体施工综合技术”成功应用于张石高速公路桥梁施工，取得了良好的社会经济效益，整体技术达到国内领先水平。

为了使该技术得以推广应用，经过总结提炼形成了本工法。

2．工法特点双幅T构桥跨越电气化铁路同步转体施工工法的特点主要体现在如下方面：2.1是国内第一座跨电气化双线铁路双幅同步转体桥，在双幅T构转体平衡控制、同步快速转体及铁路安全防护技术等方面均有创新。

2.2针对T构转体过程中的不平衡重不易量化、难以精确控制的技术问题，通过承重试验精确测量T构不平衡重量，确定配重方案，以形成竖平面内球铰、撑脚两点支撑的平衡转动体系，技术新颖。

2.3针对双幅T构分列铁路两侧同时转体及铁路封锁时间段的特点，采用了特制钢球铰及电气控制连续牵引系统，成功实现了双幅T构同步快速转体。

2.4针对京广电气化铁路行车密度大、运营安全要求高的特点，在T构现浇、转体和合拢施工中采用防电绝缘措施确保了铁路行车安全2.5施工方法程式化，易于施工人员掌握；2.6需较完整的配套机械设备和控制系统，自动化程度高。

3．适用范围3.1适用于先预制后转体跨越深河、深谷、高速公路等障碍的大吨位转体桥平转施工；3.3受环境影响较大，适用于风力在4级以下的转体桥梁平转施工，在恶劣的气候条件下如狂风暴雨情况下禁止施工；4．工艺原理转体的基本原理是箱梁重量通过墩柱传递到球铰，上球铰通过球铰间的四氟乙烯板传递至下球铰和承台。

待箱梁主体施工完毕后，脱空撑脚将梁体的全部重量转移于球铰，利用埋设在上转盘的牵引索、转体连续作用千斤顶，克服上下球铰之间及撑脚与下滑道之间的动摩擦力矩，使桥体比较容易转动。

首先对T构箱梁进行称重试验，然后根据称重结果进行配重，严格控制两端悬臂的质量平衡，通过千斤顶及精密的同步控制系统对转体牵引系统的控制，实现了左、右两幅梁同时启动、同时停止，从而保证同时、同步平衡转体。

5．工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程双幅T形刚构转体桥总体施工工艺顺序：铁路路基边坡防护挖孔桩施工→转体主墩钻孔桩施工→转体下转盘承台施工→球铰精确安装就位→上转盘施工→中墩施工→箱梁砼施工→预应力体系施工→拆除箱梁支架→称重试验，并进行配重→试转以验证各项技术参数→正式转体→调整转体T构准确就位→封固上、下盘球铰转动体系→现浇合拢段→顶、底板通长束预应力施工→全桥贯通。

5.2操作要点转体施工中转体球形转盘制作及安装、拽拉牵引系统安装操作、T构箱梁施工、T构称重测试与配重、双幅T构桥同步转体、转体后精确就位等关键工序的操作要点分别予以叙述。

5.2.1高精度、大直径球形转盘制作加工工艺与安装转体结构由转体下盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成。

转动球铰是转动体系的核心，是转体施工的关键结构。

它由上下球铰、球铰间聚四氟乙烯滑片、固定上下球铰的钢销、下球铰钢骨架组成。

它是整个转体的核心，在转体过程中支撑转体重量，是整个平衡转体的支撑中心。

使用的钢球铰型号为LQJ（Q）70000型（下球铰Φ3000、R6000、钢板厚30mm，上球铰Φ4200、R5962、钢板厚30mm），钢球铰分上下两片。

钢球铰在工厂加工完成后，进行试磨合，各项指标满足要求后整体运至工地安装。

球铰制作过程见图5.2.1-1。

转体球铰的加工制造周期总共约为104d，1 预成型：制造球面板的钢板进行预成型，加工周期7d；2拼焊：对预成型好的球面板进行拼焊，拼焊周期10d；3成型：对球面板进行压制成型，成型周期5d；上球铰围板接焊：围板按图纸下料后拼焊，拼焊周期5d；4球面板与筋板及围板的组焊：肋板按图纸下料后，将肋板和围板检测球面的加工精度，球面加工周期20d；图5.2.1-1 精确制作上、下球铰5 热处理：对组焊好的上、下球铰进行退火处理，热处理时间6d；6 球面加工：加工转体球铰的上下球面，加工是使用模板检测球面的加工精度，球面加工周期20d；7球面聚四氟乙烯滑板凹坑的加工：下球面板镶嵌填充聚四氟乙烯复合夹层滑片的凹坑加工，加工周期10d；8销轴的加工：销轴采用锻钢制造，销轴从锻造到机加工的周期12d；9 填充聚四氟乙烯复合夹层滑片的制造：球铰使用的填充聚四氟乙烯复合夹层滑片制造周期6d；10整体组装：安装填充聚四氟乙烯复合夹层滑片，组装上、下球铰。

组装周期3d。

5.2.2转动钢球铰的安装1安装下球铰承台混凝土浇注到一定高度后,安装下球铰骨架,下球铰骨架固定牢固后，吊装下球铰使其放在骨架上，对其进行对中和调平，对中要求下球铰中心，纵横向误差不大于1mm，施工采用十字线对中法，水平调整先使用普通水平仪调平，然后再使用精密水准仪调平，使球铰周围顶面处各点相对误差不大于1mm，固定死调整螺栓。

2下球铰下混凝土施工由于下球铰水平转盘面积比较大，盘下结构复杂，下转盘混凝土的密实性是转盘安装成败的关键。

为此，在下转盘上提前预留了4个较大的混凝土振捣孔，并隔一定距离设置排气孔，混凝土浇注时从下转盘锅底向上依次进行振捣，当混凝土浇筑到每个振捣孔位置时，在水平方向振捣的同时，采用插入式振捣设备从振捣孔深入盘下，捣固密实，现场观察混凝土不产生下沉，而且周边排气孔有充分水泥浆冒出。

3 安装上球铰下转盘混凝土施工完成后，将转动定位钢销轴放入下转盘预埋套管中，然后进行下球铰四氟乙烯滑片的安装。

填充改性聚四氟乙烯滑片在工厂内进行制作，在工厂内安装调试好后编好号码，现场对号入座，安装前先将下球铰顶面和滑片镶嵌孔清理干净，并将球面吹干。

滑片安装完成后，各滑片顶面应位于同一球面上，其误差不大于1mm。

在下球铰球面上涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使其均匀的充满滑动片之间的空隙，并略高于顶面，涂抹完后尽快安装上球铰，其间严禁杂物掉入球铰内。

上球铰精确定位并临时锁定限位后，用胶带缠绕密封上下球铰吻合面，严禁泥沙等杂物进入。

4 安装球铰的现场精度控制措施承台混凝土分三步浇注，球铰中心采用“十字放线”法和坐标控制法，钢球铰现场安装见图5.2.2-1、图5.2.2-2、图5.2.2-3和图5.2.2-4所示。

5 下盘滑道与上盘撑脚安装为保证大吨位结构平转的稳定性，在上盘设置6对向下悬吊的钢管混凝土撑脚，在撑脚下方设半径为3.3m 、宽1.1m 的滑道。

上盘撑脚即为转体时支撑转体结构平稳的保险腿，转体时保险撑脚在滑道内滑动，以保持转体的结构平稳性，同时也能承受转体过程中的不平衡力，以保证转体结构的平稳。

滑道的平整度将直接影响顶推力和梁体标高的变化。

承台混凝土浇注第二层一定高度后,安装下盘滑道骨架,骨架固定牢固后，吊装滑道钢板使其放在骨架上，对其进行对中、调平，对中要求纵横向误差不大于1mm ，施工采用十字线对中法，水平调整先使用普通水平仪调平，然后使用精密水准仪调平，水平控制点采用坐标控制法定点，使滑道周围顶面处各点相对误差不大于2mm ，图5.2.2-1 下球铰支架及球铰面安装 图 5.2.2-2下球铰聚四氟乙烯滑片安装图5.2.2-3 安装销轴及涂抹润滑层 图5.2.2-4安装上球铰固定死调整螺栓。

撑脚在工厂制作，为双圆柱形，下设30mm 厚钢板，双圆柱为两个φ800mm ³24mm 钢管，高1600mm ，钢管内灌注C50微膨胀混凝土。

在撑脚底与滑道之间预留13mm 的间隙作为转体结构和滑道的间隙。

转体前抽掉13mm 垫板，抽掉垫板后在滑道内铺设3mm 厚不锈钢板。

以降低转体时上、下盘之间的摩阻力。

下盘滑道与上盘撑脚安装见图5.2.2-5、图5.2.2-6、图5.2.2-7和图5.2.2-8所示。

6 上转盘施工上盘是转体的重要结构，布置三向预应力钢筋。

转台是球铰、撑脚与上盘相连接的部分，又是转体牵引力直接作用部位，转台内预埋转体牵引索，预埋端采用P 型锚具，同一对索的锚固端在同一直径并对称于圆心，每根索的预埋高度和牵引方向应一致。