田先將

(中鐵十五局集團(tuán)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?yàn)閱尉€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(shí)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(tái)為雙層結(jié)構(gòu)，下承臺(tái)尺寸長、寬均為13.9 m，高3.5 m，上承臺(tái)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(duì)既有鐵路的影響，本工程采取沿既有鐵路完成零號(hào)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(yùn)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(jìn)行轉(zhuǎn)體合龍。

轉(zhuǎn)體梁對(duì)精度的控制是施工的重難點(diǎn)，轉(zhuǎn)盤的安裝精度控制、實(shí)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(zhǔn)度和施工安全。因此，結(jié)合自身的管理經(jīng)驗(yàn)，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(diǎn)改進(jìn)措施。

3 問題及對(duì)策

3.1 上下球鉸間四氟滑塊的改進(jìn)

(1)由老式的圓餅形狀改成環(huán)形

老式圓餅形狀滑塊編號(hào)與下球鉸凹槽編號(hào)需一一對(duì)應(yīng)，數(shù)千個(gè)編號(hào)一一對(duì)應(yīng)下來不僅耗時(shí)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(diǎn):減少了四氟滑塊的安裝時(shí)間，消除了四氟塊安裝錯(cuò)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(duì)應(yīng)編號(hào)進(jìn)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(jìn)行出庫、進(jìn)場質(zhì)量驗(yàn)收，也不方便進(jìn)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(jìn)行整修。

解決辦法:本工程采取在工廠進(jìn)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(yàn)，并利用工廠大型設(shè)備對(duì)檢測出的問題進(jìn)行修整，確保了四氟板的弧面能與上球鉸完全密貼。

優(yōu)點(diǎn):一則省去了現(xiàn)場進(jìn)行四氟塊安裝的時(shí)間；二則減小了四氟塊出庫、進(jìn)場檢驗(yàn)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(jìn)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(shí)可進(jìn)行錘擊。

優(yōu)點(diǎn):方便楔形墊塊安裝、拆除，省工省時(shí)。

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(jì)，形狀為矩形。存在的問題一是安裝難度大，需每個(gè)撐腳最少放兩個(gè)點(diǎn)才能確定安裝位置；問題二是每個(gè)撐腳位置的確定需最少放點(diǎn)兩次，即滑道上放1次，放好鋼楔子并鋪好細(xì)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(gè)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(diǎn):安裝方便，只需放點(diǎn)1次，并且僅承臺(tái)中心、第一個(gè)撐腳邊共兩個(gè)點(diǎn)，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(shí)間，且撐腳和滑道連接螺栓不再?zèng)_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(jìn)

(1)由8 mm調(diào)整為20 mm

撐腳與滑道間隙按設(shè)計(jì)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?xí)袃A覆的危險(xiǎn)。同時(shí)，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(dāng)極易斷在里面，不易取出。另外8 mm的間隙，對(duì)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(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

解決辦法:準(zhǔn)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(shí)將撐腳與滑道之間的間隙調(diào)整至20 mm。

優(yōu)點(diǎn):因四氟乙烯板的摩阻系數(shù)遠(yuǎn)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(shí)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(xì)砂

撐腳和滑道之間存在2 cm空間，如果懸置時(shí)間過長會(huì)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(shí)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(huì)造成鋼楔子嚴(yán)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(xì)砂填滿、鋪平并壓實(shí)后再安放撐腳，鋼走板四周用角鋼或槽鋼圍住，細(xì)砂厚度按壓實(shí)后20 mm控制。

優(yōu)點(diǎn):一方面可以防止施工過程中的水泥漿等雜物進(jìn)入撐腳下部，造成清理困難；另一方面可以分擔(dān)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(yán)重變形以致難以取出。

3.3 球鉸弧面的改進(jìn)

轉(zhuǎn)體箱梁和橋墩承臺(tái)總重按5 000 t計(jì)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(tái)500 t千斤頂，或者4臺(tái)400 t千斤頂，但撐腳之間位置不足以布設(shè)4臺(tái)千斤頂。

通常情況下只需四個(gè)方位各布設(shè)1～2臺(tái)工作千斤頂便足以進(jìn)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(yù)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(dú)配置500 t千斤頂進(jìn)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(gè)方向千斤頂頂力為:

考慮一定的富余量，只需2臺(tái)350 t工作千斤頂即可。

優(yōu)點(diǎn):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(zhǔn)確。

3.4 滑道及球鉸骨架的精度控制

按設(shè)計(jì)要求，應(yīng)使用高精測量儀器保證下球鉸中心位置和承臺(tái)中心位置重合，球鉸中心縱、橫向誤差小于1 mm。下承臺(tái)高度為3.5 m，滑道和骨架距承臺(tái)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)。考慮到下球鉸重量超過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(tái)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(yù)埋件，然后進(jìn)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(yù)埋件上，角度宜控制在45°左右，避開下轉(zhuǎn)盤主筋。

優(yōu)點(diǎn):可利用第一模的預(yù)埋件確?；兰跋虑蜚q骨架底部的穩(wěn)定性；利用斜撐確?；兰扒蜚q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(tái)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(jì)要求，球鉸外緣平面相對(duì)高差須小于0.5 mm。

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

因測點(diǎn)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(tái)中心的比率，即調(diào)節(jié)高度為:

ΔHA＝ΔHB×LA(A點(diǎn)距承臺(tái)中心)/LB(B點(diǎn)距承臺(tái)中心)。

問題二:每次調(diào)節(jié)螺栓高度，都會(huì)同時(shí)造成除垂直方向兩個(gè)測點(diǎn)以外的6個(gè)測點(diǎn)高程變化。

解決辦法:采用“對(duì)角法”，即按步驟逐步進(jìn)行1、5→3、7→2、6→4、8 測點(diǎn)測量、調(diào)整，每次只調(diào)整兩個(gè)點(diǎn)。測點(diǎn)布設(shè)如圖5所示。

問題三:前一個(gè)點(diǎn)調(diào)整到位后，再調(diào)整對(duì)角標(biāo)高，會(huì)造成原來調(diào)整的點(diǎn)標(biāo)高變化。

解決辦法:采用“循環(huán)對(duì)中法”，即每次對(duì)角兩個(gè)點(diǎn)應(yīng)逐個(gè)調(diào)整，并且每次只調(diào)節(jié)誤差的一半，復(fù)測后再調(diào)節(jié)對(duì)角誤差的一半。依此循環(huán)，可減小因調(diào)節(jié)一個(gè)點(diǎn)給對(duì)角造成的負(fù)誤差。

圖5 下球鉸標(biāo)高觀測點(diǎn)平面布置

優(yōu)點(diǎn):實(shí)踐證明，按以上三個(gè)方法進(jìn)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(shí)間，達(dá)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(xì)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(shí)體質(zhì)量，必將“金玉其外、敗絮其中”，害人害己。