張選鋒

(廣東鐵路建設監(jiān)理有限公司，廣東 廣州 511400)

1 工程概況

某大道跨隴海鐵路立交橋工程中心里程DK3+某×m，其所對應隴海鐵路下行線里程為K××+某×m，其與鐵路交角80°，轉體橋基礎采用φ1.5 m的鉆孔樁基礎。承臺為上下兩層，上層厚2.5 m，總厚6.0 m；主墩為矩形實體墩，h=6.5 m～8.0 m；孔跨布置為2-56 m T形剛構、左右錯孔布置，上部結構采用左右分幅箱梁，梁體截面為變截面預應力單箱四室混凝土箱梁，底面寬24.0 m，頂面寬31.0 m。轉體噸位12 000 t，依次跨越隴海鐵路、西寶公路、渭惠渠，離隴海鐵路圍網最近距離為2.4 m[1]。

2 施工方案概述

首先進行孔樁施工，鉆孔樁完成后，破除樁頭進行承臺施工，水平轉盤設置在上、下承臺之間，下轉盤預埋在下承臺，上轉盤安裝在上承臺下部；在施作兩側遠端邊墩的同時，于鐵路平行方向搭設支架現澆主墩和2×44 m部分梁體，利用主墩下部球鉸和環(huán)形滑道、千斤頂將主墩及轉體部分梁體平面同步順時針旋轉到設計位置，采用φ300 mm的鋼管樁臨時支墩對轉體兩端支護，確保轉體橋就位后合攏前的平衡穩(wěn)定。澆筑邊墩5 m以上部分，完成后在支架上現澆最后一個6 m節(jié)段與現澆段梁體，合攏形成全橋。施工工藝流程見圖1。

3 承臺施工

承臺混凝土設計強度等級C40，方量1 070 m3,下承臺尺寸為20.6 m×14.6 m×3.5 m，上承臺厚2.5 m；球鉸區(qū)混凝土設計強度等級C50，方量為90.5 m3。承臺邊線距離既有鐵路防護欄約7.5 m，采用鋼板樁支護的基坑方案以保證既有線施工安全。

3.1 基坑防護、開挖

清理整平場地后，插打拉森Ⅳ型鋼板樁，插打順序由靠近隴海鐵路的一側向外進行，整個插打過程應減少對隴海鐵路的影響[2]。

基坑首次開挖0.8 m，為內撐的施工預留一定的作業(yè)空間，初次開挖到位后立即進行內支撐的安裝工作，內撐系統(tǒng)分為圍囹和雙拼立面Ⅰ32工字鋼內撐。底層圍囹采用雙拼Ⅰ40a工字鋼，頂層圍囹采用雙拼Ⅰ32工字鋼，倒角處采用雙拼Ⅰ28a工字鋼進行局部加強，采用千斤頂施加主動力，將支撐與圍囹型鋼頂緊。

基坑開挖采取分層分塊開挖，分塊施工混凝土墊層。在開挖到距離設計基底1 m時，采用分塊開挖，分塊施工墊層，墊層混凝土等強24 h后施工下一區(qū)域。

3.2 下承臺施工

3.2.1 下轉盤澆筑及安裝循環(huán)水冷管

下轉盤分三次澆筑完成,首次澆筑下轉盤2.7 m高，如圖2所示。

綁扎承臺底、側面鋼筋，同時安裝循環(huán)水冷管，首層混凝土澆筑時在其頂面預埋滑道、下球鉸框架等預埋件；滑道及下球鉸預留區(qū)域模板采用5 mm厚鋼板卷制，并按規(guī)范預留接槎鋼筋。

3.2.2 安裝滑道及下球鉸

安裝滑道框架與下球鉸框架，框架頂面的相對高差要控制在不大于5 mm范圍內。球鉸要務必和框架中心重合，其偏差控制在不大于1 mm范圍內；框架與埋件焊接牢固后，方可進入下道工序。

用千斤頂和框架調整螺栓配合將球鉸精調就位后，臨時固定。靜置一段時間后，對球鉸位置再次復核，確認無誤后，對下球鉸安裝固定；球鉸是轉動系統(tǒng)的核心部位，精度要求高。

3.2.3 二次混凝土澆筑

安裝預留槽兩側鋼筋，進行二次混凝土澆筑，澆筑中要隨時復核骨架位置，嚴格控制預留槽高度(見圖3)。

3.2.4 安裝滑道鋼板

滑道板是由δ24鋼板經加工鍍鉻拋光而成，工廠預制好后運至現場分節(jié)段拼裝，安裝在鋼撐腳的下方，要確保撐腳在轉體時能在滑道內滑移。環(huán)道角鋼頂面相對高程高差小于5 mm，環(huán)道鋼板由螺母調整校平，頂面局部平面度不大于0.5 mm。

3.2.5 澆筑預留槽混凝土

待環(huán)形滑道鋼板、下球鉸安裝完成后，利用具有良好流動性C50補充收縮混凝土澆筑下球鉸，澆筑完畢后封堵振搗孔?；炷凉嘀戤吋皶r清理下球鉸處污染物并封閉保護,等混凝土強度達到其設計強度50%后安裝上球鉸，與此同時澆筑完成牽引反力座、千斤頂反力座。

3.3 上承臺施工

3.3.1 安裝上球鉸

將黃油四氟粉注入中心銷軸套管，將中心銷軸放到套管中，調整其垂直度與周邊間隙；由內向外在下球鉸凹球面上按順序安裝聚四氟乙烯滑板，用黃油四氟粉填滿聚四氟乙烯滑板之間的間隙，使黃油面與四氟滑板面相平。清理上下球鉸球面，將上球鉸吊裝套進中心銷軸內。球鉸安裝完畢后對上下球鉸之間包裹緊密。

3.3.2 安裝撐腳、砂筒及澆筑上承臺

撐腳內部填充微膨脹混凝土，在上轉盤安裝12組；安裝時在下滑道與撐腳之間留下2 cm空隙，與上承臺轉盤部分一體澆筑；鋼楔撐腳與環(huán)道之間空隙楔緊以確保轉盤、球鉸結構在上部施工時不滑移，轉體前在滑道裝鋪δ5 mm不銹鋼鋼板和σ5 mm聚四氟乙烯板。

2.2.2 基質用量范圍的篩選 將乳化劑與助乳化劑按不同質量比（1∶2、2∶3、1∶1、3∶2、2∶1）振蕩混勻后，與油相按不同質量比（1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1）振蕩混勻，滴入水相中。以乳化劑與助乳化劑、油相和水相分別為一條邊，繪制偽三元相圖，通過外觀（是否澄清、透明）和體外乳化試驗（加入水相中是否澄清、透明或是否微泛淡藍色乳光），確定可形成的自微乳區(qū)界限，繪制穿心蓮內酯自微乳區(qū)域，詳見圖1（圖中，Km為乳化劑與助乳化劑質量比，A為自微乳區(qū)域）。

為了后期拆除鋼撐腳與滑道間的鋼楔塊方便，在相鄰2個永久撐腳之間安裝1個臨時砂筒,砂筒與撐腳同時安裝；砂筒材質φ682 mm，δ16 mm無縫鋼管，內填潔凈干砂采用壓力機預壓持荷5 min。

3.3.3 牽引索的安裝和保護

牽引索由φ15.24 mm 12根鋼絞線組成，一頭P錨預埋錨固在上轉盤上，出口位置務必平順光滑，不打死結；鋼絞線按兩排安裝，鋼絞線預留4 m以上工作長度，其中心保持與牽引座中心同心，高度齊平，各有專用索道，兩不影響(見圖4)。牽引索安裝好后應加強保護。

上轉盤為厚度0.5 m，直徑10.5 m的圓形結構，綁扎鋼筋，安裝后牽引索，澆筑混凝土。

上承臺尺寸11.5 m×11.5 m×2.0 m，轉體中心和上承臺中心重合，嚴格按照圖紙設置鋼筋、預埋件、預應力；上承臺混凝土澆筑完成拆模后，為了避免在后續(xù)上部結構施工中，不平衡重量差引起的上下球鉸的水平向錯位，應立即在上下承臺間應設置型鋼錨固結構。

3.3.4 預應力施工

采取兩端張拉，張拉力與伸長量雙指標控制的工藝；梁體混凝土按已經批準方案養(yǎng)護不少于5 d，且達到設計強度的90%以上時方可批次張拉對應的節(jié)段預應力鋼絞線束；張拉完成后要采用砂輪切割機對鋼絞線多余的長度切割，并及時進行孔道壓漿。

3.4 球鉸加工

上球鉸平面直徑φ4 600 mm，球面半徑R7 992 mm，t=40 mm；下球鉸平面直徑φ3 700 mm、球面半徑R8 000 mm，t=40 mm；設計承載能力為12 000 t。球鉸由具有資質、經驗的廠家按設計尺寸制作；將聚四氟乙烯復合夾層滑板鑲嵌填充在下球面板,并均勻涂抹黃油四氟粉潤滑上下球面板。為確保球鉸運輸過程中的安全和不變形，上下球鉸工廠制造驗收完畢后要采用定型支架運輸至現場，并按照相關規(guī)定嚴格對上下球鉸現場驗收(見圖5)。

4 轉體牽引、輔助系統(tǒng)及稱重、配重、試轉

4.1 牽引系統(tǒng)特點及組成

牽引力系統(tǒng)具備同步、牽引力平衡、并且在轉體施工過程中平衡、勻速、無沖擊、無顫動等特點；轉體施工設備采用數控、自動、全液壓、連續(xù)運動系統(tǒng)，其由牽引力設備設施、牽引索、反力架、錨固構件配套組成。

1)轉體牽引的動力系統(tǒng)。

通過高壓油管、線纜將主控臺、液壓泵站、連續(xù)牽引系統(tǒng)連接組成,且同時具備電動、手動控制的特點，實現多臺千斤頂同步、不間斷、勻速頂進牽引結構旋轉到位[3]。

2)牽引索有2束，12根1 860 MPa鋼絞線捻繞而成，安裝在牽引索轉盤。預埋的牽引索要做到逐根順次沿著既定軌道排列纏繞后，穿過ZLD200型千斤頂。通過對鋼絞線預緊、頂緊，使其每一根鋼絞線持力相同；牽引索的另一端P錨預埋在上轉盤混凝土體內，并且預留不小于4 m的工作長度。

鋼筋混凝土牽引反力座其預埋鋼筋深入下部承臺內，與下轉盤混凝土同時澆筑，澆筑時核查槽口位置、高度符合設計要求。

4.2 輔助系統(tǒng)

4.2.1 助推、微調系統(tǒng)

考慮到重量達12 000 t的轉體在平轉過程中通過球鉸一點來支承受力，加之轉體結構高達21 m，易失衡，故須設置微調系統(tǒng)借以實現橫向、軸向微調。

4.2.2 防過轉限位、防撞裝置

箱梁轉體到位后兩個翼緣板之間間距僅有50 cm，故在箱梁端部側向設防撞裝置，采用厚橡膠板做防撞裝置。

防過轉限位裝置由限位梁、助推反力座、厚橡膠板等組成；在轉體即將到位前對鋼撐腳進行限制并在反力座上設置限位梁和厚橡膠板。

4.2.3 外環(huán)輔助防傾保險鋼構墩

為了預防轉體過程中梁體發(fā)生傾斜，在下球鉸承臺頂面設置4處外環(huán)輔助防傾保險鋼構墩，一旦發(fā)生傾斜用防傾千斤頂和導鏈糾偏后可繼續(xù)轉體(見圖8)。

4.2.4 監(jiān)測測量

在轉體上布置若干監(jiān)測點，通過對轉體實施過程中進行監(jiān)測，采集轉體過程數據，通過計算分析，確保轉體就位精度。

4.3 稱重試驗

為了確保橋梁轉體的配重準確，達到平穩(wěn)、安全轉體的目的，轉體前用千斤頂對轉體部分的不平衡力矩、偏心矩、摩阻力矩、摩阻系數等參數進行測試。

4.4 施力設備及測點布置

通過上轉盤承臺施加頂力，在距轉體中心線525 cm處對稱安裝4臺千斤頂，分別對轉體梁進行頂放。在每臺千斤頂上帶有壓力傳感器,用以測試反力值；通過在上轉盤底四周布置4個位移傳感器來測定球鉸的微小轉動。

4.5 配重

配重目的是在轉體過程確保球鉸及靠后側的2個撐腳形成可控的穩(wěn)定體系，避免出現傾斜或垮塌。拆除支架后利用稱重千斤頂測出橋梁配重參數，給予配重。

4.6 試轉

通過對結構轉體進行試運轉，以此來檢測各體系、牽引系統(tǒng)是否能夠協(xié)調完成預設動作和整個系統(tǒng)的安全可靠性，同時取得各項初始數據，為正式實施轉體提供技術參數。

5 轉體、合攏

5.1 轉體

轉體開始平轉位移后調整動力系數到預計的牽引力并使其在“自動”狀態(tài)下運行。平轉位移過程中要確保左右兩幅梁體位移速度勻速一致。

周密核查實際平轉速度與預設速度的差值，分析研判“自動”狀態(tài)下的運行時間。在橋面中心軸線合攏前1.0 m，梁面監(jiān)控員開始每隔10 cm給控制臺通告一次監(jiān)測數據；相距20 cm以內時，每隔1 cm報一次監(jiān)測數據；轉體到位時對梁體中軸線用全轉儀貫通測量保證精準到位。

轉體到達位置后，迅速進行轉體結構調整工作；先調整縱向扭轉就位后，利用防傾覆系統(tǒng)的支墩將縱向限位；再將橫向扭轉調整就位后，并限位；最后將軸線位置調整到位。

滿足縱橫向扭轉限位后，軸線可調整，在防傾覆支墩頂和上承臺底，安裝2塊四氟乙烯滑塊，使轉體依然可以轉動。

精調到位后，立即進行臨時錨固，臨時錨固利用鋼楔塊將撐腳和滑道鋼板塞緊，再用型鋼對稱焊接牢固。

臨時錨固完成后，迅速清理上下承臺間雜物，清理混凝土面，焊接連接鋼筋，安裝模板后澆筑封鉸混凝土，完成轉體結構整體錨固?；炷涟柚茣r摻入微量膨脹劑，以方便振搗和增強封固效果。

T構試轉示意圖見圖9。

5.2 合攏段施工

上、下轉盤間用混凝土封固后，進行兩端邊墩墩身5 m以上混凝土澆筑。

在邊墩主橋側安裝加密φ300的鋼管樁支架，在支架上澆筑最后一個6 m節(jié)段和后澆梁段，強度達到設計要求張拉節(jié)段預應力鋼束。在轉體梁端設精軋螺紋鋼吊架，將合攏段轉體端模板與轉體箱梁底板翼緣板拉緊，腹板采用拉條以防止變形，完成后澆筑合攏段，張拉合攏段預應力鋼束，及時進行孔道壓漿。

6 結語

該平面轉體橋作為西北地區(qū)第一座變截面雙幅、同步、同向市政公路轉體橋，橋梁部分全長112 m，單幅橋梁寬度達30.95 m，尤其是左幅梁寬為不等寬T構兩端存在不平衡重約43 t。在施工過程中，克服了跨越公路、鐵路，且緊鄰營業(yè)線施工，施工技術難度大，臨近營業(yè)線施工安全防護難度大，環(huán)保、水保、文明施工要求高等種種困難。歷經487 d的攻堅克難，重達12 000 t、轉體角度81°的跨隴海鐵路立交轉體橋(天窗點90 min)順利于2014年11月18日16時20分成功轉體。該橋的建成，成功的把城市重要功能區(qū)連接成為一個整體，成為了縱貫某區(qū)南北的城市中央大道。對推進城市基礎設施總體規(guī)劃實施、構建城市道路網、完善城市基本功能、實現城鄉(xiāng)一體化建設的戰(zhàn)略目標具有重要的意義。