浅谈上跨高速铁路桥梁工程转体施工技术.doc

浅谈上跨高速铁路桥梁工程转体施工技术 张国龙ZHANGGuo-long （中铁六局集团路桥建设有限公司，晋中030600） 摘要：随着市政道路建设的快速发展，桥梁上跨既有铁路工程施工难度越来越大。结合太原市涧河路互通立交桥工程上跨石太客运专线双幅同步转体施工实例，分析了转体结构、落架体系、不平衡力矩测试及配重、转体牵引力及转体时间、试转参数分析、正式转体过程控制等关键环节，为类似施工提供一定的参考经验。 关键词：市政道路上跨高铁；桥梁转体；施工技术 ：U445.465：A：1006-4311（xx）17-0145-04 作者简介：张国龙（1980-），男，河北石家庄人，工程师，毕业于石家庄铁道学院，专业为桥梁工程，研究方向为桥梁施工。 0引言 桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作成形后，通过转体就位的一种施工方法。桥梁转体法施工与连续梁挂篮悬臂施工、预制架设法以及顶推法相比，对交通运输繁忙的既有铁路特别是高速铁路的正常运营影响较小，其经济效益和社会效益十分显著。 1工程概况 太原北中环涧河路立交桥是一座公路与铁路立体交叉桥梁，上跨石太客运专线和石太铁路共四条电气化铁路。为减少对铁路大动脉石太客专等既有铁路的运营干扰，桥梁设计采用双幅T构平面同步转体跨铁施工。东转体桥位于铁路东侧，全长134m，桥面宽21m35.385m，转体部分跨径组合为（57+57）m，刚构上部结构采用单箱四室箱形截面，转体重量1.152万吨，两侧各设10m的支架现浇段；西转体桥位于既有铁路西侧，全长111m，桥面宽22.16m19.75m，转体部分跨径组合为（49+52）m，刚构上部结构采用单箱三室箱形截面，转体重量1.017万吨，两侧各设5m的支架现浇段。 2转体结构分析 本文以单箱三室不等跨T构西转体桥为例进行分析，如图1所示。 2.1转体下盘 下盘用于支撑整个转体结构，它由下球铰、保险撑脚、环形滑道、转体拽拉千斤顶反力座等几部分构成。上、下转盘共同构成桥体基础。 2.2球铰制造与安装 钢球铰是整个转体结构的转动体系，在转体施工中起到非常重要的作用，制作和装配时对精度有严格要求。它分上下两片，厚50mm，直径是?准4000mm。 2.2.1球铰制造精度要求 钢球铰在工厂制造，其制作精度要求为： 平面光洁度不小于3，球面各处按照相同的曲率设计，曲率半径差1mm，边缘各点的高程差1mm，椭圆度1.5mm； 各镶嵌四氟乙烯片顶面必须处于同一球面上，误差1mm； 球铰上、下面形心轴、球铰转动中心轴应重合，在下球铰面指定位置铣钻四氟板镶嵌孔。为了在球铰面下浇捣混凝土，还须在下球铰面预留一定数量的混凝土振捣孔。 2.2.2安装精度要求 下球铰应该精确对位。浇筑混凝土之前，先按设计要求的位置固定好球铰中心轴的预埋套筒。浇筑完下球铰混凝土后将转动中心轴?准270mm钢棒置于下转盘预埋套筒内，然后依次安装下球铰聚四氟乙烯滑动片和上球铰。装配聚四氟乙烯滑动片时，下球铰顶面和镶嵌孔内必须干燥清洁，无任何杂物，然后按编号把滑动片分别安装在指定镶嵌孔内。安装要点如下： 彻底清理下球铰顶面和镶嵌孔，确保无杂物； 滑动片与镶嵌孔按对应编号安装； 安装时球铰面不得沾染混凝土等杂物，并且始终保持原有的椭圆度，不得变形，装配好的滑动片顶面必须保持在同一球面上，误差1mm； 严格按设计要求的压实度将球铰范围内的混凝土振捣密实； 球铰转动中心位置不得超过允许误差范围：顺桥向1mm；横桥向1.5mm； 安装好的滑动片经验收合格后，在球面上滑动片间按120:1的重量比涂抹黄油聚四氟乙烯粉。黄油聚四氟乙烯粉应该比滑动片顶面略高，不仅要充斥整个滑动片空间，并且要在滑动片顶面铺一层。涂好后迅速安装上球铰，以免杂物落在球铰面破坏安装质量。上球铰精确定位并临时锁定限位，为了避免杂物混入球上、下铰摩擦面，还须用胶带缠绕密封上、下球铰吻合面外围。上、下球铰装配方法相同。 2.2.3四氟滑动片应力检算 球铰的上下接触面受力全在四氟滑动片上，四氟滑动片的产品质量及安装质量是转体的关键之一。 支座反力为：101700kN。 每个球铰配备918块设计抗压强度为100MPa、6cm的聚四氟乙烯片，总面积25955.9cm2。 平均应力=（1017001000）/（25955.9100）=39.20MPa100MPa（1） 安全系数=100/32.9=3.04 经检算：四氟乙烯片的抗压强度满足转体要求。 2.3转体上盘撑脚和滑道 在转体施工中，上盘撑脚的作用是确保平稳转体。在纵轴线两侧8个撑脚对称排布。撑脚下部设一半径500cm、宽130cm的滑道。在转体过程中，上盘撑脚在滑道内滑动使维持转体结构维持平稳。整个滑道面必须控制在同一水平面，相对高差不得大于2mm，施工过程中采用精度为0.01mm电子水准仪进行控制。 一个上盘下设8个双圆柱形的撑脚，各撑脚下垫钢板（厚度大概在30mm左右）。双圆柱撑脚实际是2根灌注C50微膨胀混凝土的钢管，管长24mm，直径?准800mm。撑脚与滑道不锈钢钢板间预留5mm以上的间隙。滑道上对称排布8对直径500mm、内装石英砂的砂箱，用以支撑上转盘及上部结构,同时起到稳定上转盘作用。为便于施工，在施工上转盘时撑脚位置滑道上虚铺一层1cm厚中粗砂，试转前将中粗砂清理后插入5mm四氟乙烯滑动片，利于转体施工。如图3所示。 2.4转台施工 上盘通过转台连接球铰和撑脚，因而转台是直接承受转体牵引力的部位。本项目的转台高80cm，直径1100cm。转台内预埋转体牵引索，预埋端采用P型锚具，同一直径线上同一对索的锚固端与圆心对称，所以对索的预埋高度必须与牵引力同向，每对索在转盘内的预埋长度不小于300cm，并且其出口点和转盘中心对正。索外露的部分应缠绕于转盘周围，并且妥善、完整有序的放置在预埋钢筋上，以免被锈蚀或被损伤。 2.5转体上盘预应力施工 转体上盘边长1200cm，高220cm，上盘布设三向预应力筋，纵横向预应力采用12-s15.2钢绞线，采用单端交错张拉；竖向预应力筋采用抗拉强度标准值为930MPa的JL32精轧螺纹钢，采用无粘结套管体系，在上转盘顶面单端张拉。 3落架体系分析 转体梁落架前并未真正开始作业，托架承担着梁体大部分重量。只有在落架时，梁体才开始承担自身重量和预应力的作用。 3.1倾覆稳定性计算 结构的倾覆稳定性安全系数取决于结构自重构成的抗倾覆力矩与风力构成的倾覆力矩二者之比，取大于1.3。 按公路桥涵设计通用规范JTGD60-xx中第4.3.7计算： 太原地区设计基本风压查附录A：V10取23.0m/s； Z距地面的距离，按10m计； 地形、地理条件系数：K3取1.0； 阵风风速系数：K5取1.38； 高处Z处的设计基本风压Vd=K2K5V10=1.01.3823.0=31.74m/s； 空气重力密度=0.01xxe-0.0001Z； 则=0.01xxe-0.000110=0.012； 设计基本风压Wd=Vd2/2g=0.01231.742/（29.