楊永偉

中鐵九局集團第二工程有限公司 吉林 吉林 132001

正文：

一 、工程概況

東豐路轉(zhuǎn)體斜拉橋位于四平市鐵西區(qū)規(guī)劃東豐路上，是四平市城區(qū)南部貫穿城市東西方向的交通性主干路。該工程建成后將對緩解四平城市交通壓力，提升中心城區(qū)競爭力和輻射力具有重要意義。

四平市東豐路斜拉橋

橋跨布置圖

橋梁跨徑布置為(90+169)m 斜拉橋，長度 259m，采用平轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)體施工，轉(zhuǎn)體部分跨徑為(78+145)m，鋼箱梁主跨懸臂國內(nèi)最長，轉(zhuǎn)體重量 25500 噸，采用ZTQZ-350 球鉸支座，直徑 5.1m，高度47cm。轉(zhuǎn)體墩位于既有鐵路西側(cè)，一次轉(zhuǎn)體就位，轉(zhuǎn)體角度 90度，轉(zhuǎn)速約 0.012rad/min，轉(zhuǎn)體作業(yè)時間約 127min。應(yīng)連續(xù)充足,以保證膨脹率能達到設(shè)計預(yù)期的峰值,這是結(jié)構(gòu)抗裂和抗?jié)B的關(guān)鍵所在?？刂扑冶仍?.4～0.5為宜?？刂扑鄰姸燃坝昧?、振搗問題，對于本工程環(huán)境作用為C級和E級，選用水化熱較低的水泥，摻入適當比例粉煤灰，盡量降低混凝土的水化熱升溫。選擇復(fù)合型高效型外加劑，降低混凝土單位水泥用量，以減小混凝土單位水泥用量、減小混凝土水化熱升溫和延緩水化熱發(fā)散速率，提高混凝土抗裂性能。膨脹劑的選用與摻量是關(guān)鍵。結(jié)合膨脹劑性能指標選用適合摻量并滿足性能的膨脹劑是微膨脹混凝土的關(guān)鍵。

將鋼箱梁各種焊接接頭合理地分類，認真進行焊接工藝評定試驗，經(jīng)批準后實施。注意使所有受力焊縫于有利位置下施焊，盡可能采用自動焊及焊接變形與焊接應(yīng)力較小的焊接方法。鋼箱梁制造中，采用簡易胎架為外胎、橫隔板為內(nèi)胎的多節(jié)段匹配組裝技術(shù)，確保鋼箱梁的幾何形狀、相應(yīng)階段埠的精匹配和全橋的拱度。鋼箱梁在混凝土箱梁施工前先期吊裝就位。伸入混凝土梁的鋼梁頂板上，開有若干施工孔，供混凝土的灌注與振搗之用，以保證接合面混凝土的施工質(zhì)量。過渡段混凝土采用C50微膨脹自流平（免振搗）混凝土，其粗骨料粒徑盡量采用下限值。過渡段中鋼筋綁扎時，注意與鋼鉸線避讓，原則上使預(yù)應(yīng)力優(yōu)先通過，普通鋼筋合理避讓，適當斷開，并在相應(yīng)位置補足。在施工時必須采取有效的措施確保鋼砼結(jié)合段中澆筑的混凝土密實，待混凝土強度達和彈性模量達到100%后，方可施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力束和粗鋼筋按從兩側(cè)向中間對稱張拉的順序張拉。鋼束張拉空間緊張，需要采用轉(zhuǎn)向器，在轉(zhuǎn)向器上掛千斤頂進行張拉。

橋梁全寬 36.6m，橋面寬 36m。主跨采用鋼箱梁，邊跨采用混凝土箱梁，設(shè)計中心線處梁高 3.4m，梁頂設(shè) 1.5%的雙向坡，梁底水平。橋塔全高 75m，橫斷面創(chuàng)新采用變截面橢圓形鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。 斜拉索采用單索面雙排索布置，塔上斜拉索與主塔交點在豎直方向間距為 2.1 米。主梁上水平方向索距為 12m（鋼梁段）及 6m(混凝土梁段)，全橋共有斜拉索 24 對、共 48 根，采用新型GT拉索錨固拉索體系，錨固區(qū)位于中央隔離帶。

二 、關(guān)鍵施工控制技術(shù)

（一）預(yù)應(yīng)力混凝土梁與鋼箱梁結(jié)合段的混凝土質(zhì)量控制

1、鋼纖維自密實混凝土適配及配合比優(yōu)化

為保證鋼混結(jié)合段連接強度，沿頂?shù)装逡欢ň嚯x布置若干精軋螺紋鋼（Φ32mm L=8m），頂?shù)装寮案拱迳喜贾忙?2x170圓柱頭焊釘。頂部1m高度范圍采用自密實混凝土，其余采用微膨混凝土。

加強對混凝土早期的養(yǎng)護(7～14d)及防護工作。此期間的表濕

鋼混結(jié)段澆筑孔編號示意圖

2、模型試驗

為研究鋼混凝土結(jié)合段全過程受力性能，根據(jù)等效原則設(shè)計并完成了鋼混凝土結(jié)合段模型試驗。模型比例采用1∶4，鋼與混凝土粘結(jié)界面采用PBL剪力連接件構(gòu)造，并輔以縱向預(yù)應(yīng)力筋共同作用。試驗過程進行了靜力、疲勞和破壞3個階段的加載。

（二）球鉸和滑道梁安裝精度控制

1、球鉸安裝精度

中心位置誤差不大于±1.0mm，球鉸水平相對高差不大于±0.5mm，滑道撐腳安裝精度：滑到安裝要求整個滑到面在一個水平面上，其相對高差不大于±1.0mm，同時要滿足3m范圍內(nèi)≯1mm。

2、球鉸位置、高程控制

安裝球鉸時，為了確保球鉸的安裝精度，將承臺分兩次進行澆筑，首先對球鉸骨架底部進行澆筑，待完成第一次澆筑后，把球鉸骨架中心和骨架邊線的位置精確放樣在已經(jīng)澆筑好的混凝土頂面上。使用吊車將下球鉸的球鉸骨架吊入并對其進行粗調(diào)，然后使用千斤頂、撬棍等工具進行人工精調(diào)，最后將調(diào)整完成的球鉸骨架與承臺預(yù)埋角鋼進行牢固焊接。

將球鉸骨架固定完成后，把下球鉸吊裝并固定在骨架上，通過“十字絲法”確定球鉸中心點，在球鉸中心點上進行標示，并使用萊卡TS15全站儀采用“坐標法”精確定位球鉸中心。然后先對標高進行粗調(diào)，使用水準儀對標高進行初步調(diào)整，將標高誤差控制在5mm以內(nèi)，完成粗調(diào)后，用天寶dini03水準儀及銦瓦尺重新測量球鉸的高程，多次采點重復(fù)測量已確保精度準確，標示球鉸邊緣的8個精調(diào)點，將高差控制在±0.5mm內(nèi)時可對其進行檢查，檢查合格后可將其固定。

轉(zhuǎn)體球鉸總體布置圖

3、滑道位置、高程控制方法

由于本工程采用的滑道面積比較大，為方面運輸及施工，在加工過程中，將滑道鋼板均勻分成8個部分，并用螺栓將其連接到滑道骨架上，在安裝之前，把骨架和滑道鋼板進行固定，使它們成為一個整塊，然后進行吊裝。在吊裝之前，需要有測量人員對每塊滑道端頭內(nèi)側(cè)及外側(cè)進行精確放樣，并及時校正球鉸中心與滑道之間的位置，本次吊裝結(jié)束后對滑道進行調(diào)平。

在滑道安裝滿足要求后進行焊縫焊接，焊接時嚴禁將所有焊縫一次性焊接完成，因為鋼制鋼板容易發(fā)生變形，應(yīng)該分段點焊，對焊接完的滑道鋼板進行頂面清理，并用3mm不銹鋼板對其進行焊接。

在連接球鉸和滑道后，綁扎轉(zhuǎn)體下盤頂面鋼筋，并用C50混凝土對下盤剩余的部分進行澆筑。

（三）主塔施工和索鞍安裝精度控制

1、主塔施工精度控制

本工程主塔施工采用激光垂準儀控制模板的鉛錘誤差。具體操作如下：首先將激光垂準儀安裝在地面控制點上，其向上發(fā)射出豎直激光基準線，在模板地面上放置繪有坐標網(wǎng)的接收靶，激光光斑所指示的位置即為地面控制點的豎直投影位置，以此為標準控制塔身垂直度。

2、索鞍施工精度控制及錨塊測量定位

索鞍安裝精度極高，誤差控制在10mm，偏角為5″。由于分絲管索鞍采用特殊鋼材制作，且分絲管外壁只有3mm的厚度，因此不允許在分絲管上有焊接施工，因此通過預(yù)先定位塔身節(jié)段，再定位錨塊，依據(jù)錨塊間接定位索鞍的方式來實現(xiàn)整個索塔關(guān)鍵構(gòu)件的定位工作。具體步驟如下：

（1）逆向建立BIM模型

依據(jù)現(xiàn)場實際構(gòu)件尺寸狀態(tài)及坐標信息，將索鞍BIM模型進行虛擬還原，并依據(jù)設(shè)計轉(zhuǎn)體角度將模型順時針旋轉(zhuǎn)90度，核對索鞍、錨塊和索塔的相對位置關(guān)系是否正確。

（2）主塔外壁板在地面胎架上預(yù)拼裝

現(xiàn)場制作索塔組裝胎架，將加工好的索塔構(gòu)件單元，按照由下至上的順序進行預(yù)拼裝，預(yù)拼裝節(jié)段數(shù)為5段，確保索塔整體線型的準確性與對接環(huán)口的高度吻合性。

（3）測量機器人對胎架上拼裝的主塔進行空間位置掃描

應(yīng)用測量機器人掃描索塔拼裝完成節(jié)段，生成帶有空間坐標的三維點云模型，檢查點云模型的精確度，提取點云模型中的特征點坐標，主要采集其節(jié)段上下橢圓截面長短軸端點坐標信息共8處。

（4）將空間BIM模型翻轉(zhuǎn)至掃描完成的拼裝胎架位置，并與之吻合

將采集坐標數(shù)據(jù)輸入建模軟件，依據(jù)采集坐標數(shù)據(jù)，將胎架上索塔節(jié)段對應(yīng)的模型還原至坐標數(shù)據(jù)對應(yīng)位置，確保模型與實際節(jié)段各項尺寸參數(shù)完全一致。

（5）錨箱及索鞍定位

錨箱定位主要應(yīng)用BIM+測量機器人技術(shù)，借助徠卡L型磁吸棱鏡實現(xiàn)錨箱精準放樣定位。

BIM模型制作圖

首先應(yīng)用BIM軟件模擬安置棱鏡在錨塊外壁具體位置，隨后將模型導(dǎo)入測量機器人，在機器人中拾取棱鏡中心空間三維坐標。放樣前工作準備完成后，應(yīng)用測量尺將棱鏡模擬安置位置還原到實際錨箱對應(yīng)位置，之后應(yīng)用測量機器人的模型放樣功能進行實地錨箱放樣與定位，定位完成后，采用臨時焊接方式鎖定錨箱，依托于錨箱進行索鞍定位，索鞍定位完成后使用鋼碼板對索鞍進行臨時固結(jié)。

（四）跨既有線轉(zhuǎn)體梁施工安全防控措施

東豐路在四平站房南側(cè)約3公里跨越鐵路，交叉處位于京哈鐵路設(shè)計里程K884+870.4，公路與鐵路接近正交。道路自西向東依次跨過既有鐵路編組站（12 股道）、京哈鐵路上下行、四梅線，共15 條既有鐵路。

在配合橋梁施工期間，利用鐵路天窗點，先期完成新立接觸網(wǎng)圓管硬橫梁支柱基礎(chǔ)工程和圓管支柱的假設(shè)工程，下一步利用鐵路天窗點安裝橫梁與橫承吊索、附加線懸掛、接觸網(wǎng)下錨，一并拆除既有軟橫跨。待梁體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體完成后，利用鐵路天窗重新恢復(fù)鐵路接觸網(wǎng)，包括軟橫跨基礎(chǔ)施工、格構(gòu)式鋼柱架設(shè)、基礎(chǔ)網(wǎng)承力索、基礎(chǔ)網(wǎng)調(diào)整到位，同時增設(shè)絕緣防護和拆除過渡接觸網(wǎng)，恢復(fù)鐵路運營。

施工過程中安全危險因素較多，施工時間點必須嚴格按照鐵路局批復(fù)的施工計劃進行點內(nèi)施工，施工點內(nèi)必須考慮清理并撤離施工現(xiàn)場足夠的預(yù)留時間，安全防護人員必須防護到位。

斜拉橋轉(zhuǎn)體前采用鐵路線旁支架現(xiàn)澆，東豐路立交橋距離既有線最小15.36m，施工時采用硬隔離，隔離高度高出橋面高度，以防止雜物等進入鐵路線危及行車安全。

三、總結(jié)

在大跨度，大體量的非對稱單索面獨塔混合梁斜拉橋的轉(zhuǎn)體施工中，對于球鉸和滑道梁安裝，主塔施工和索鞍安裝精度控制，預(yù)應(yīng)力混凝土梁與鋼箱梁結(jié)合段的混凝土質(zhì)量控制，以及轉(zhuǎn)體過程中的姿態(tài)實時監(jiān)控等施工難點一直是需要研究與解決的關(guān)鍵問題。通過本斜拉橋的施工技術(shù)總結(jié)形成了一套完整的解決方案，為今后類似的斜拉橋轉(zhuǎn)體施工提供借鑒。