田先將

(中鐵十五局集團第三工程有限公司 四川成都 610097)

1 工程概況

珞璜南右線特大橋為單線橋，中心里程YDK1+612，全長2 565.4 m，(44+80+44)m連續(xù)梁跨越既有渝貴鐵路，交角為23.11°，軌面高差為16.13 m。主墩采用圓端形實體墩，墩高分別為27 m、22 m。下部結(jié)構(gòu)為φ1.5 m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長10 m。承臺為雙層結(jié)構(gòu)，下承臺尺寸長、寬均為13.9 m，高3.5 m，上承臺為直徑8.5 m、高2.9 m的圓形結(jié)構(gòu)。為盡可能減小施工對既有鐵路的影響，本工程采取沿既有鐵路完成零號塊和懸臂段施工，然后逆向平轉(zhuǎn)23.11°完成合龍[1-3]。

2 工程背景

隨著我國鐵路交通“八縱八橫”規(guī)劃的日趨完善，鐵路建設(shè)施工不可避免地出現(xiàn)跨線、跨河、跨建筑物等情況，并且今后將更加頻繁。為減小給既有構(gòu)筑物的正常運行帶來的影響，往往采取沿既有構(gòu)筑物方向完成懸臂段施工，再進行轉(zhuǎn)體合龍。

轉(zhuǎn)體梁對精度的控制是施工的重難點，轉(zhuǎn)盤的安裝精度控制、實體質(zhì)量控制、梁體線形監(jiān)控以及轉(zhuǎn)體過程中合理的人員組織都是為了確保轉(zhuǎn)體的精確就位。轉(zhuǎn)體梁工程在我國已普及多年，整體施工技術(shù)日趨完善。然而傳統(tǒng)的施工工藝仍然存在大量的安全隱患，并不能確保轉(zhuǎn)體的精準度和施工安全。因此，結(jié)合自身的管理經(jīng)驗，在轉(zhuǎn)體梁轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝的精度控制和可操作性方面，提出幾點改進措施。

3 問題及對策

3.1 上下球鉸間四氟滑塊的改進

(1)由老式的圓餅形狀改成環(huán)形

老式圓餅形狀滑塊編號與下球鉸凹槽編號需一一對應(yīng)，數(shù)千個編號一一對應(yīng)下來不僅耗時長，還極易出現(xiàn)失誤，人為造成上、下球鉸接觸面凹凸不平，給轉(zhuǎn)體帶來不穩(wěn)定性因數(shù)。

解決辦法:將圓餅形狀四氟滑塊改成環(huán)形四氟滑塊。

優(yōu)點:減少了四氟滑塊的安裝時間，消除了四氟塊安裝錯誤的隱患。

(2)由現(xiàn)場散裝改成廠制固定

老式四氟滑塊以散裝的方式發(fā)貨至現(xiàn)場，經(jīng)過對應(yīng)編號進行組裝，過程看似簡單，然而卻給工程質(zhì)量帶來了隱患。由于散裝四氟滑塊不方便進行出庫、進場質(zhì)量驗收，也不方便進行精度測量，因此難以保證球鉸的整體安裝質(zhì)量，若檢測出四氟塊頂面不能與上球鉸密貼，依靠現(xiàn)場條件無法進行整修。

解決辦法:本工程采取在工廠進行整體安裝，將環(huán)形四氟塊整體固定在下球鉸上，在出庫前完成球鉸、滑塊的高精度檢驗，并利用工廠大型設(shè)備對檢測出的問題進行修整，確保了四氟板的弧面能與上球鉸完全密貼。

優(yōu)點:一則省去了現(xiàn)場進行四氟塊安裝的時間；二則減小了四氟塊出庫、進場檢驗難度，而最關(guān)鍵是能徹底消除了上、下球鉸不密貼的隱患[4-6]。

3.2 撐腳鎖定的工藝改進措施

3.2.1 由鋼板、條鋼、鋼筋改為腳狀楔形墊塊

撐腳在轉(zhuǎn)體前承受不平衡力的作用，由于梁體施工過程中不可避免地存在不平衡受力，即便很小的不平衡力，傳到撐腳處也是數(shù)倍甚至數(shù)十倍的壓力。如此大的壓力作用在撐腳處，很容易使撐腳下面的墊塊產(chǎn)生變形，甚至嵌入撐腳走板，增加了滑道的清理難度。

解決辦法:鑒于撐腳墊塊的安裝位置、安拆方向，本工程采用腳狀楔形塊(見圖1)，即楔形塊后端高出一截，方便轉(zhuǎn)體前拆除鋼楔子時可進行錘擊。

優(yōu)點:方便楔形墊塊安裝、拆除，省工省時。

圖1 撐腳鋼楔子示意

3.2.2 撐腳走板由矩形改成弧形

圖2a為撐腳鋼走板原設(shè)計，形狀為矩形。存在的問題一是安裝難度大，需每個撐腳最少放兩個點才能確定安裝位置；問題二是每個撐腳位置的確定需最少放點兩次，即滑道上放1次，放好鋼楔子并鋪好細砂后再放1次；問題三是滑道兩側(cè)有連接螺栓，走板外側(cè)兩個角與滑道上的連接螺栓存在位置沖突。

解決辦法:將撐腳鋼走板改成圖2b形狀，即內(nèi)、外均加工為順著滑道方向的弧形。

優(yōu)點:安裝方便，只需放點1次，并且僅承臺中心、第一個撐腳邊共兩個點，依據(jù)安裝半徑和撐腳弦長便可以直接安裝全部撐腳，大大縮短了安裝時間，且撐腳和滑道連接螺栓不再沖突[7-9]。

圖2 撐腳鋼走板示意

3.2.3 撐腳與滑道間隙的改進

(1)由8 mm調(diào)整為20 mm

撐腳與滑道間隙按設(shè)計為“保持8 mm縫隙”，結(jié)合最新規(guī)范，撐腳與滑道之間在轉(zhuǎn)體過程中應(yīng)保持10～20 mm間距。若轉(zhuǎn)體過程中發(fā)生輕微傾斜，造成撐腳與滑道接觸，而滑道與撐腳鋼走板之間摩擦力之大，很容易造成轉(zhuǎn)體驟停，甚至會有傾覆的危險。同時，僅8 mm的縫隙，固定撐腳的鋼條、鋼楔子在拆除過程中若操作不當極易斷在里面，不易取出。另外8 mm的間隙，對于轉(zhuǎn)體前的清理工作以及轉(zhuǎn)體后的姿態(tài)調(diào)整所需空間將是個巨大的挑戰(zhàn)。

解決辦法:準備四氟乙烯板，板厚4～5 mm，寬度超出撐腳外邊緣5 cm(轉(zhuǎn)體前在撐腳下部使用)，同時將撐腳與滑道之間的間隙調(diào)整至20 mm。

優(yōu)點:因四氟乙烯板的摩阻系數(shù)遠小于鋼板，如此一來便解決了因輕微傾斜所引發(fā)的摩擦力造成轉(zhuǎn)體驟停和傾覆的隱患，方便轉(zhuǎn)體前滑道清理的同時還保證撐腳與滑道之間的間隙，為轉(zhuǎn)體完成后的姿態(tài)調(diào)整提供了足夠的空間。

(2)撐腳與滑道間填充細砂

撐腳和滑道之間存在2 cm空間，如果懸置時間過長會造成施工過程中所產(chǎn)生的水泥漿流入此縫隙，而此部位極難清理。同時單純依靠鋼楔子墊塊承受上部結(jié)構(gòu)帶給撐腳的不平衡受力是不夠的，畢竟鋼楔子受力面積很小，壓力太大會造成鋼楔子嚴重變形。

解決辦法:除了鋼楔子墊塊以外，撐腳鋼走板以外5 cm范圍內(nèi)用細砂填滿、鋪平并壓實后再安放撐腳，鋼走板四周用角鋼或槽鋼圍住，細砂厚度按壓實后20 mm控制。

優(yōu)點:一方面可以防止施工過程中的水泥漿等雜物進入撐腳下部，造成清理困難；另一方面可以分擔一部分梁體不平衡重力施加給鋼楔子墊塊的壓力，造成鋼楔子嚴重變形以致難以取出。

3.3 球鉸弧面的改進

轉(zhuǎn)體箱梁和橋墩承臺總重按5 000 t計算，球鉸弧面半徑為11.0 m，千斤頂中心距中心距離約為3.9 m，靜摩阻系數(shù)取0.1，則千斤頂頂力為:

式中，Mz為摩阻力矩；R為弧面半徑；N為球鉸豎向承受荷載；L為千斤頂力臂。

考慮一定的富余量，需按圖3布置3臺500 t千斤頂，或者4臺400 t千斤頂，但撐腳之間位置不足以布設(shè)4臺千斤頂。

通常情況下只需四個方位各布設(shè)1～2臺工作千斤頂便足以進行稱重和姿態(tài)調(diào)整。由于要保證千斤頂同步受力，千斤頂數(shù)量越多，操作起來反而越困難。本工程縱向預應(yīng)力束張拉力只需350 t千斤頂便可滿足需要，因此需另外單獨配置500 t千斤頂進行稱重、姿態(tài)調(diào)整。

圖3 千斤頂布置示意

解決辦法:從公式本身分析，摩阻系數(shù)和豎向荷載是固定因素，千斤頂力臂已經(jīng)調(diào)整至最佳，因此影響稱重頂力大小的關(guān)鍵在于球鉸弧面半徑，若將球鉸弧面半徑由11 m調(diào)整為5 m，則單個方向千斤頂頂力為:

考慮一定的富余量，只需2臺350 t工作千斤頂即可。

優(yōu)點:節(jié)約成本、方便施工，使稱重和姿態(tài)調(diào)整工作變得更順利、更準確。

3.4 滑道及球鉸骨架的精度控制

按設(shè)計要求，應(yīng)使用高精測量儀器保證下球鉸中心位置和承臺中心位置重合，球鉸中心縱、橫向誤差小于1 mm。下承臺高度為3.5 m，滑道和骨架距承臺底2.29 m，球鉸骨架為環(huán)接形角鋼支架，支架與混凝土面無斜向支撐結(jié)構(gòu)?？紤]到下球鉸重量超過4 t，骨架和球鉸的穩(wěn)定性是控制的關(guān)鍵[10-12]。

(1)方法一:下承臺分2層澆筑

第一?；炷翝仓粱兰扒蜚q骨架底部，并埋設(shè)骨架預埋件，然后進行球鉸及滑道骨架安裝，最后安裝滑道板和下球鉸，第二模澆筑到頂。

(2)方法二:增加骨架內(nèi)外斜撐

在球鉸骨架四側(cè)各安裝3根斜撐角鋼，角鋼下部固定在第一?；炷撩骖A埋件上，角度宜控制在45°左右，避開下轉(zhuǎn)盤主筋。

優(yōu)點:可利用第一模的預埋件確?；兰跋虑蜚q骨架底部的穩(wěn)定性；利用斜撐確保滑道及球鉸的穩(wěn)定性。

3.5 下球鉸安裝的精度控制

下球鉸安裝工序:骨架安裝→球鉸調(diào)至承臺中心→水平位置精調(diào)→高度精調(diào)→球鉸與骨架焊接固定。

按設(shè)計要求，球鉸外緣平面相對高差須小于0.5 mm。

下球鉸安裝質(zhì)量關(guān)鍵在于標高的控制，8個角度的調(diào)節(jié)螺母上下轉(zhuǎn)動可以調(diào)整下球鉸標高，見圖4。

因測點B在調(diào)節(jié)螺栓A外側(cè)，因此存在以下問題:

問題一:調(diào)節(jié)螺栓A高度變化與球鉸外緣誤差大小不相等。

解決辦法:調(diào)節(jié)螺母A高度應(yīng)考慮A、B距承臺中心的比率，即調(diào)節(jié)高度為:

ΔHA＝ΔHB×LA(A點距承臺中心)/LB(B點距承臺中心)。

問題二:每次調(diào)節(jié)螺栓高度，都會同時造成除垂直方向兩個測點以外的6個測點高程變化。

解決辦法:采用“對角法”，即按步驟逐步進行1、5→3、7→2、6→4、8 測點測量、調(diào)整，每次只調(diào)整兩個點。測點布設(shè)如圖5所示。

問題三:前一個點調(diào)整到位后，再調(diào)整對角標高，會造成原來調(diào)整的點標高變化。

解決辦法:采用“循環(huán)對中法”，即每次對角兩個點應(yīng)逐個調(diào)整，并且每次只調(diào)節(jié)誤差的一半，復測后再調(diào)節(jié)對角誤差的一半。依此循環(huán)，可減小因調(diào)節(jié)一個點給對角造成的負誤差。

圖5 下球鉸標高觀測點平面布置

優(yōu)點:實踐證明，按以上三個方法進行測量、調(diào)整下球鉸安裝精度比按常規(guī)法至少節(jié)省一半時間，達到事半功倍的效果。

4 結(jié)束語

鐵路市場日新月異，要想做得更好就得從細節(jié)抓起、從根基抓起，只要有了穩(wěn)固的根基，萬丈高樓才有安全保障，反之如工程只注重外觀而忽視實體質(zhì)量，必將“金玉其外、敗絮其中”，害人害己。