公鐵分離式立交T構(gòu)連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工質(zhì)量控制

李若銘

（沈陽鐵道工程建設(shè)管理有限公司，遼寧 沈陽 110000）

近年來，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，各種橋梁建設(shè)正如火如荼地進(jìn)行[1]。當(dāng)橋梁跨越既有線路或河流山川等復(fù)雜情況時(shí)，傳統(tǒng)的搭設(shè)支架的施工方法無法正常施工，橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)是解決此問題的有效施工方法之一[2-3]。轉(zhuǎn)體施工技術(shù)比傳統(tǒng)連續(xù)梁施工工藝施工速度快，可解決不利的地形地貌的影響，同時(shí)，對既有線路交通影響非常小。轉(zhuǎn)體施工是先進(jìn)的施工工藝，但施工難度非常大，必須綜合考慮各種不利因素，因此，對連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的研究具有重要意義[4-5]。

曹志權(quán)[6]依托虞城特大橋連續(xù)梁項(xiàng)目，創(chuàng)建三維有限元計(jì)算模型，獲得施工階段連續(xù)梁變形及關(guān)鍵部位變形的重要數(shù)據(jù)，并對施工全過程的連續(xù)梁變形趨勢進(jìn)行合理分析。劉廣超[7]結(jié)合某工程實(shí)例，基于連續(xù)梁橋梁轉(zhuǎn)體施工的重點(diǎn)，闡述了轉(zhuǎn)體施工工藝在施工階段的關(guān)鍵控制要點(diǎn)，采用監(jiān)測技術(shù)，保證連續(xù)梁轉(zhuǎn)體的穩(wěn)定性以及施工精度。付琳[8]基于跨越省道及既有隴海鐵路項(xiàng)目，針對各個(gè)施工階段進(jìn)行監(jiān)測，對連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工的平穩(wěn)性進(jìn)行數(shù)值模擬分析，計(jì)算出合理的轉(zhuǎn)體施工速度，確保了施工安全。楊英迪[9]以新建京雄城際鐵路連續(xù)梁項(xiàng)目為背景，采用監(jiān)控系統(tǒng)獲得連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工時(shí)的應(yīng)力、位移、角度的重要數(shù)據(jù)，并采用有限元軟件對全施工過程進(jìn)行建模分析，同時(shí)采用BIM 技術(shù)進(jìn)行仿真模擬，達(dá)到了施工目的。劉小輝[10]結(jié)合延崇高速公路鋼-混混合連續(xù)梁橋項(xiàng)目，針對工程特點(diǎn)，優(yōu)化了轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝、縱向傾斜配重、現(xiàn)澆施工順序等施工工藝，確保了施工質(zhì)量。

本文以八里甸子公鐵分離式立交2×70mT構(gòu)連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工項(xiàng)目為背景，對連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工中球鉸加工與施工、稱重試驗(yàn)、牽引系統(tǒng)、試轉(zhuǎn)體、正式轉(zhuǎn)體、封固轉(zhuǎn)盤等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

本工程為八里甸子公鐵分離式立交2×70mT構(gòu)連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工項(xiàng)目，新建立交橋與本桓鐵路交叉點(diǎn)里程為本桓線K120+380，位于大陽站-八里甸子站之間，距離八里甸子站（K125+806）5.436km。左幅3 號墩、5 號墩，右幅1 號墩、3 號墩為本橋與相鄰橋梁的交接墩，采用帶帽梁的雙柱式墩，帽梁寬度為2.8m，本橋側(cè)高度為2.10m，相鄰橋側(cè)高度為3.60m。圓柱墩直徑為2.0m，墩柱中心間距為7.0m，左幅3 號墩、右幅1 號墩墩柱之間設(shè)置一道系梁，左幅5 號墩、右幅3 號墩墩柱之間設(shè)置兩道系梁，系梁尺寸為1.6m×1.6m。樁基直徑為2.2m，樁頂設(shè)置一道樁間系梁，系梁尺寸為1.8m×1.8m。

左幅4 號墩、右幅2 號墩為T 構(gòu)主墩，采用實(shí)心板墩。墩身寬度均為7.0m，厚4.0m。在承臺范圍內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)體系統(tǒng)，承臺尺寸在轉(zhuǎn)體以上為11.00m×9.00m×4.50m，轉(zhuǎn)體以下尺寸為16.50m×16.50m×4.00m，承臺采用八邊形承臺，基礎(chǔ)為12 根直徑1.8m 的鉆孔灌注樁。T 構(gòu)單側(cè)分為19 個(gè)階段，0 號塊長12m，高8.5m。19 號塊長6m，高3.5m（圖1～圖3）。

圖1 2×70mT構(gòu)連續(xù)梁橋（右幅）立面圖

圖2 2×70mT構(gòu)連續(xù)梁橋（左幅）立面圖

圖3 轉(zhuǎn)體交叉位置示意圖

2 施工質(zhì)量控制

2.1 球鉸加工與施工

連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工的核心系統(tǒng)以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是鋼球鉸平面，其加工制作的精度要求非常高，不能有超越規(guī)范要求的偏差。鋼球鉸在加工制作前，加工廠家根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對鋼球鉸進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，加工精度要求如下：①鋼球鉸和接觸球面表面粗糙度應(yīng)小于Ra12.5μm；②鋼球鉸各個(gè)方位球面度偏差應(yīng)小于1mm；③鋼球鉸水平截面橢圓度應(yīng)小于1.5mm；④鋼球鉸轉(zhuǎn)體中心與球面形心軸偏差應(yīng)小于1.5mm。

球鉸部件：球鉸上盤、球鉸下盤、上座板、下座板、中心轉(zhuǎn)軸各1 個(gè)，連接板16 個(gè)，堵頭板2 個(gè)。球鉸加工制作完成后，應(yīng)采用專用運(yùn)輸托架和汽車相互配合，運(yùn)送到施工現(xiàn)場。經(jīng)業(yè)主單位、施工單位、監(jiān)理單位對外觀、尺寸等項(xiàng)目驗(yàn)收合格后，才能進(jìn)行下一道工序。

球鉸的安裝必須在專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下施作，下球鉸安裝精度必須要符合規(guī)范要求。先進(jìn)行球鉸預(yù)埋套管的高精度安裝，再進(jìn)行下球鉸混凝土澆筑作業(yè)，最后進(jìn)行下、上球鉸的施作。球鉸安裝精度要求如下：①確保球鉸面平整度及橢圓度；②球鉸內(nèi)的混凝土振搗要滿足規(guī)范要求；③球鉸頂面任意兩點(diǎn)偏差應(yīng)小于1mm；④球鉸轉(zhuǎn)體中心位置標(biāo)高，順橋向偏差應(yīng)小于±1mm，橫橋向偏差應(yīng)小于±1.5mm；⑤球面各點(diǎn)位置曲率半徑誤差應(yīng)小于2mm。

下轉(zhuǎn)盤混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑至距離下承臺73cm 位置。第二次澆筑在滑道、預(yù)埋件等施作完成后進(jìn)行。定位鋼銷軸施作完成后，進(jìn)行下球鉸安裝作業(yè)。搭設(shè)型鋼支架，定位準(zhǔn)確后，安裝下球較并調(diào)平。球鉸下盤表面鋪設(shè)四氟乙烯符合夾層滑片，為方便排放空氣，應(yīng)在四氟乙烯符合夾層滑片中心位置鉆小孔。

上轉(zhuǎn)盤下部共設(shè)置8 組撐腳，單個(gè)撐腳由2根鋼管組成，鋼管內(nèi)澆筑微膨脹高強(qiáng)度混凝土，下部設(shè)置鋼板。撐腳在工廠加工制作，在上球鉸施作前進(jìn)行安裝作業(yè)。球鉸下盤施作完成后，將鋼棒放入球鉸下盤和下座板的預(yù)埋套管中。采用連接板將上座板和球鉸上盤焊接在一起，并進(jìn)行吊裝，高精度測量儀器定位準(zhǔn)確后安裝上球鉸。

上轉(zhuǎn)盤混凝土分兩次施工，為便于拆除，第一次施工時(shí)，采用木模板，支撐體系采用木方，間距按60cm 布置。第二次施工時(shí)，采用木模板，支撐體系采用碗扣支架，間距按60cm 布置。上承臺鋼筋綁扎完成后，預(yù)埋兩束牽引鋼絞線，采用P 型錨具進(jìn)行固定。應(yīng)采取有效防護(hù)措施，確保鋼絞線不損壞或不生銹。

上轉(zhuǎn)盤在上球鉸鋼筋網(wǎng)片與轉(zhuǎn)臺鋼筋施作完成后，進(jìn)行第一次混凝土澆筑。在上轉(zhuǎn)盤其他鋼筋與墩身預(yù)埋筋施作完成后，進(jìn)行第二次混凝土澆筑。采用C50 等級混凝土，從上轉(zhuǎn)盤外側(cè)向中心進(jìn)行澆筑?；炷琳駬v時(shí)，不得接觸鋼制定位架或其它預(yù)埋件。在橋墩預(yù)埋精軋螺紋鋼，在施工墩梁時(shí)，可以臨時(shí)固結(jié)上、下轉(zhuǎn)盤。

2.2 稱重試驗(yàn)

在橋梁試轉(zhuǎn)前，為獲取不平衡力矩、摩阻力矩等重要參數(shù)，應(yīng)進(jìn)行稱重試驗(yàn)。稱重試驗(yàn)前，應(yīng)保證所有人員、材料、機(jī)械撤離梁頂面；拆除所有沙箱和支架，在撐腳下方設(shè)置聚四氟乙烯板。設(shè)置在上轉(zhuǎn)盤下部的千斤頂施加頂力，獲取球鉸從靜摩擦階段到動摩擦階段的臨界值，不平衡重量是兩側(cè)上轉(zhuǎn)盤受力的差值。在承臺下部設(shè)置千斤頂和位移計(jì)，獲取不平衡力矩。

轉(zhuǎn)體施工為了確保連續(xù)梁和墩柱在轉(zhuǎn)動過程中的穩(wěn)定性，就要確保連續(xù)梁兩側(cè)達(dá)到平衡狀態(tài)。但相關(guān)研究表明，絕對的平衡狀態(tài)，在轉(zhuǎn)動過程中會加大連續(xù)梁晃動幅度。因此，使連續(xù)梁在軸線方向稍有傾斜態(tài)勢，一端的撐腳觸碰滑道，另一側(cè)的撐腳離開滑道，確保了連續(xù)梁轉(zhuǎn)體過程中穩(wěn)定性。

2.3 牽引系統(tǒng)

橋墩下設(shè)置自動連續(xù)頂推轉(zhuǎn)體系統(tǒng)和1 個(gè)助推轉(zhuǎn)體系統(tǒng)。轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)所需的全部扭矩由自動連續(xù)頂推轉(zhuǎn)體系統(tǒng)提供。轉(zhuǎn)盤兩側(cè)對稱、水平布置2 臺連續(xù)千斤頂，上轉(zhuǎn)盤外圓確保與千斤頂中心線相切，兩臺連續(xù)千斤頂確保與轉(zhuǎn)盤等距。預(yù)埋牽引索沿索道纏繞后，穿過連續(xù)千斤頂并通過錨具固定。

2.4 試轉(zhuǎn)體

試轉(zhuǎn)體的目的是全面檢查轉(zhuǎn)體體系、牽引系統(tǒng)、保險(xiǎn)體系實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)，檢查各個(gè)系統(tǒng)的安全性。通過檢測獲取初始資料，得出連續(xù)梁轉(zhuǎn)體的角速度。試轉(zhuǎn)體前，預(yù)緊鋼絞線，確保所有鋼絞線受力均勻。試轉(zhuǎn)過程中，有異常情況，應(yīng)立即停止，找出原因并采取有效措施后才能繼續(xù)進(jìn)行。

2.5 正式轉(zhuǎn)體

通過試轉(zhuǎn)體，獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)，優(yōu)化改進(jìn)轉(zhuǎn)體施工方案后，才能進(jìn)行正式轉(zhuǎn)體作業(yè)。兩墩轉(zhuǎn)體施工必須同步、統(tǒng)一進(jìn)行，并時(shí)時(shí)進(jìn)行施工監(jiān)測。兩墩同時(shí)啟動，2 臺同種型號的千斤頂油壓必須相同，牽引索通過千斤頂?shù)乃俣缺仨毾嗤．?dāng)轉(zhuǎn)體施工快達(dá)到設(shè)計(jì)位置時(shí)，通過點(diǎn)動控制進(jìn)行準(zhǔn)確定位。當(dāng)軸線出現(xiàn)偏差時(shí)，通過千斤頂來進(jìn)行調(diào)整。施工現(xiàn)場部署周密、分工協(xié)作，統(tǒng)一安排。霧天、雨天、風(fēng)力大于5 級時(shí)嚴(yán)禁進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工。

2.6 封固轉(zhuǎn)盤

正式轉(zhuǎn)體結(jié)束，經(jīng)驗(yàn)收通過滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求后，第一時(shí)間在撐腳兩側(cè)下轉(zhuǎn)盤承臺上部進(jìn)行反力架施工，對其臨時(shí)固定，確保連續(xù)梁體不發(fā)生位移。

3 結(jié)論

1）上轉(zhuǎn)盤下部的千斤頂施加頂力，獲取球鉸從靜摩擦階段到動摩擦階段的臨界值，不平衡重量為兩側(cè)上轉(zhuǎn)盤受力的差值。在承臺下部設(shè)置千斤頂和位移計(jì)，獲取不平衡力矩。

2）轉(zhuǎn)盤兩側(cè)對稱、水平布置兩臺連續(xù)千斤頂，上轉(zhuǎn)盤外圓確保與千斤頂中心線相切，兩臺連續(xù)千斤頂確保與轉(zhuǎn)盤等距。預(yù)埋牽引索沿索道纏繞后，穿過連續(xù)千斤頂并通過錨具固定。

3）兩墩轉(zhuǎn)體施工必須同步、統(tǒng)一進(jìn)行，并時(shí)時(shí)進(jìn)行施工監(jiān)測。兩墩同時(shí)啟動，兩臺同種型號的千斤頂油壓必須相同，牽引索通過千斤頂?shù)乃俣缺仨毾嗤?，確保了連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工質(zhì)量與安全性。