张娅玲

(陕西高速公路工程咨询有限公司,陕西 西安 710061)

1 引 言

在交通强国建设的背景下，国家综合交通网络日益发达，公路、铁路、水运立体交通工程也越来越常见，公路上跨既有铁路桥梁在施工时，难免会对铁路的正常运营造成一定的影响，为有效减少影响，近些年来采用悬臂施工和转体施工技术的桥梁越来越多[1-2]，于松波[3]对连续钢构桥悬臂施工线形控制进行了分析，通过数值模拟+现场监测的技术手段很好了控制了梁体线形。张东山等[4]研究了“三步法”转体承台施工工艺、“两步法”球铰封固施工工艺和快速有效的封固方法，研究了连续梁桥墩底转体施工技术。王强[5]总结了铁路转体桥施工技术控制要点，保证了桥梁整体后合龙的精确度。韩一铭[6]阐述了铁路桥梁转体施工作业中的关键点与控制要点。单超[7]从施工方案设计、转盘结构设计与施工要点、转体牵引体系以及同步转体等方面，研究了公路跨铁路桥梁转体施工技术，确保了转体施工的安全顺利进行。但转体施工过程中如何保障质量和安全，成为工程建设人员和技术研究人员关注的关键技术。李林翰等[8]研究分析了桥梁转体和关键施工技术施工工艺。朱建峰[9]研究了整体式球铰在上跨铁路桥梁转体施工中的技术应用，探索了一种快捷、高效的转体施工工艺，不仅缩短了施工工期，也保证了转体施工精度和转体的安全施工。张少硕等[10]以实际工程为研究背景，对比分析了转体施工技术、传统的预制拼装、支架法等工艺，认为转体施工中，梁体力学特性较好，能减少对既有线路运行的影响，安全可靠。李文浩等[11]阐述了桥梁转体技术原理，并依托某桥梁工程项目对战转体技术的实践过程以及关键点进行研究，确保了转体施工的安全顺利进行。为了提高上跨既有线桥梁施工的质量，保障施工安全，以陇漳高速渭河特大桥为例，对连续钢构桥悬臂施工和转体施工过程中质量、安全控制技术进行分析，确保了梁体安全顺利施工和安装精度。

2 桥梁概况

陇漳高速渭河特大桥全长2 782.92 m，共计79跨，其中上跨陇海铁路转体悬浇梁位于第9跨至11跨，桥梁孔跨形式为41.4 m+70 m+41.4 m连续刚构，第10跨(70 m)上跨陇海铁路上、下行线，线路夹角为76°。9#承台到陇海线上行线回流线的最小距离是7.4 m，梁体边缘到上行线回流线的最小距离是3.7 m；10#承台到陇海线下行线回流线的最小距离是7.7 m，梁体边缘到下行线的最小距离是4.7 m，箱梁底面到上行线轨面的最小距离是10.05 m，到下行线轨面的最小距离是11.55 m。

3 桥梁施工方案

考虑渭河特大桥上跨陇海铁路线的实际特征和现场施工环境，对比研究分析了转体施工工艺、支架工艺、预制拼装工艺的工程优缺点和经济效益，渭河特大桥上跨陇海铁路施工先平行于陇海铁路方向逐段采用挂篮悬臂浇筑，梁体节段施工完毕后再进行转体施工。边跨现浇段采用支架合龙，中跨合龙利用挂篮悬浇，合龙顺序为先中跨后边跨。

3.1 悬臂施工

先平行于陇海线进行挂篮悬臂浇筑施工，施工工序为：墩顶托架浇筑0#号块梁段(A)、跨中挂篮悬臂浇筑标准梁段(B)、浇筑中跨合龙段(C)、浇筑边跨现浇段(D)四部分，如图1所示。

图1 悬浇连续梁施工区段示意图

0#块为箱梁与墩身连接的隅节点，截面内力最大且受力复杂，钢筋和预应力管道密集，且是挂蓝拼装时的平台，因此，保证0#块施工质量是箱梁悬臂施工的关键，本桥0#块采用整体式三角托架及钢管柱支撑组合的方式的支架施工方式。墩顶0#号梁段与墩身固结，形成刚性体，以抵抗悬臂浇筑不平衡荷载和倾覆弯矩的作用。悬臂浇筑施工顺序由0#(1#)梁段两端的2#梁段开始，逐节段向两端对称延伸、分节浇筑，直到T构两侧全部对称梁段浇筑完成，形成单T构。

3.2 转体施工及安全质量控制

桥梁转体施工过程，主要有转体准备、转体、球铰后封混凝土浇筑、合龙段施工等几个重要工序，其中转体与合龙段施工安全是整个工程安全的关键。

(1)转体施工参数

通过墩身、梁体、防撞护栏、挂篮、上转盘的重力，球跤半径和摩擦系数，确定转体牵引力T静：558.57 kN、T动：335.14 kN，确定牵引千斤顶采用2台 ZLD1000型连续千斤顶分别对称布置，其动力系数558.57/1 000=0.56<0.85，满足要求，助推千斤顶选择6台YCW型穿心式千斤顶，上转盘设置两束钢绞线牵引索。惯性制动距离为0.5 m，转体时间为98 min，定位精度为27.89 mm，球铰竖向承载能力采用85 000 kN级的转体成品球铰，上转盘为平面尺寸10.8 m×10.8 m，厚3 m的实体结构、下转盘为平面尺寸15.7(横)m×15.7(顺)m，厚3.5 m的实体结构。

(2)转体施工

转体时严格按照设计要求，10#墩先转体25°后两墩同步转体，防止出现梁体碰撞。通过试运转获得的数据对转体方案进行修改和完善，并在6月6日进行正式转体施工。

通过上下双重控制措施以保证梁体可以精确就位，在下承台顶精确定位上承台转体后的边线，从而控制转体施工时箱梁结构的转动角度；上控制措施是全站仪精确定位转体梁端中线点。为防止梁体过转，应在下承台助推反力座且撑脚之间利用I20工字钢设置限位装置，当转至最后一个撑脚与助推反力座空位时，通过采用限位工字钢来防止梁体过转。

通过钢索进行牵引转动，每分钟转体角速度不大于0.01 rad，稳定后逐步加速，最大转体角速度不得大于0.02 rad/min。维持转速均匀、牵引力的对称与同步，确保转盘只承担和摩擦力矩相平衡的动力偶，且不产生倾覆力矩。同时做好转体结构的标高、轴线位置和平衡灯情况的监测。

转体施工时，在距离设计位置约2°时，通过系统“暂停”来防止发生结构超转。在惯性运行停止之后，通过“手动”操作动力系统，操作过程中，测量人员循环测报轴线走形的现状数据，在限位型钢上加设橡胶缓冲垫，从而确保转体能精确就位。及时检查转体高程、轴线位置是否满足设计要求，检查无误后，及时通过钢楔块锁定8个撑脚，使转体单位固定不动。采用立模浇筑封固混凝土(C50微膨胀混凝土)的方法，将上转盘和下转盘密实连成一体。

(3)球铰后封混凝土浇筑

转体精准定位后，采用劲性骨架临时连接固定中跨合龙段，然后逐根连接后封部分型钢及预留钢筋，检查验收后进行立模及浇筑C50微膨胀混凝土，球铰封固混凝土采用流动较好的微膨胀混凝土。

(4)合龙段施工

本桥梁中跨合龙位置位于陇海铁路上、下行之间，上、下行之间桥梁净距为18.9 m，合龙块边缘距下行线中心处是7.2 m，边缘处最小距离是4.8 m；合龙块边缘距离上行线中线处距离为8 m，边缘处最小距离为5.2 m，属于邻近既有线施工，施工采用吊架法，吊架安装与拆除均采用卷扬机作业。

合龙段施工需对称进行，施工工艺流程为先中跨合龙、后边跨合龙。边跨合龙段采用支架合龙，中跨合龙采用吊架合龙。在一天中温度10～15 ℃时迅速对称进行中跨合龙段劲性骨架锁定、混凝土浇筑作业，待张拉、压浆后拆除吊架、中跨合龙劲性骨架。采用特殊配比设计的C50早强微膨胀混凝土进行合龙段混凝土浇筑，并及时进行预应力张拉。

(5)施工安全控制措施

经分析，本次转体梁施工主要确保施工过程安全、营业线行车安全以及人员、设备安全，在施工过程重点考虑采用以下方面的安全控制措施。

①千斤顶的安装位置应精确定位，确保千斤顶的中心线与上转盘外圆相切，高度与预埋钢绞线中心线相平，并且两对称千斤顶的中心线要相互平行；两个对称千斤顶的作用力应大小相等、方向相反，以保证上转盘仅承受与磨擦力矩相平衡的动力偶，无倾覆力矩产生；

②严格控制桥梁转体速率，桥梁转体初始阶段每分钟转体角速度不大于0.01 rad，稳定后逐步加速，最大转体角速度不得大于0.02 rad/min；

③严防异物坠落，梁体端头进行临边封闭，确保梁面为独立的封闭空间，保证铁路线行车安全；

④转体施工时中跨采用水箱配重，边跨采用预制块配重配重时采用两段同步对称配重，所有配重采用钢筋与梁面临时固定，防止滑移；

⑤合龙段施工时，在铁路线两侧设置硬隔离防护，桥面两端距铁路线50 m位置设置门禁，专人防护，防止无关人员进入施工现场，转体前上跨铁路9#墩至10#墩两侧对称安装防抛网。

4 施工线形控制

为确保连续钢构梁体在悬臂浇筑和转体施工过程中结构的可靠度和安全性，及桥梁成桥桥面线形及受力状态符合设计要求，对桥梁悬臂施工阶段线形、应力和转体过程进行实时现场监测。悬臂施工阶段在每跨施工时布置线形监测断面，每个监测断面布置6个监测点，梁顶板就、底板分别均匀布置3个监测点，如图2所示。

图2 梁体变形测点布置示意图

4.1 悬臂施工阶段桥梁线形监测结果分析

悬臂施工阶段线形监测重点内容为混凝土浇筑后、预应力张拉后的挠度监测。梁体结构变形在施工过程中因各种因素影响而处于不断变化状态，对线形监测数据进行分析，用实测数据与理论值进行对比，并依此对悬臂施工线形控制进行信息化指导。由于文章篇幅有限，文章仅给出悬臂浇筑完成后梁体挠度变化规律。

悬臂阶段施工结束后进行高程量测，测出的梁体高程与设计高程进行对比，得出了实测挠度值与理论挠度值之差，如表1所示。

表1 悬臂阶段施工观测成果表

由表1分析可知，渭河特大桥悬臂施工阶段最大挠度误差为10 mm，为10#梁大里程悬臂施工阶段，符合精度±15 mm的要求。

4.2 转体过程监测结果分析

转体过程中对梁体高程、梁体轴线、转动速度和加速度进行监测，以便更好地指导转体施工，确保转体施工精度。在转体施工过程中转动速度和加速度一直按设计转动速度进行，大小里程高程监测很好地指导了主梁高程精调，使误差在±1 mm之内，同时利用轴线监测对中线进行校正，中线偏差为0.6 mm，满足≤2 mm的误差要求。

综上所述，通过先平行于陇海铁路方向逐段采用挂篮悬臂浇筑，梁体节段施工完毕后再进行转体施工的施工技术方案和质量安全控制措施，确保了上跨既有铁路公路特大桥施工的安全可靠和施工精度要求，梁体线形良好，满足设计与规范的相关要求。

5 结 语

通过对陇漳高速公路渭河特大桥上跨陇海铁路施工的质量安全技术分析，得到了以下结论。

(1)提出了上跨既有铁路线渭河特大桥连续钢构梁体施工方案和转体施工技术参数。

(2)提出了梁体悬臂施工和转体施工质量控制、安全控制的要点，并制定了悬臂施工阶段和转体施工阶段的实时监测方案，检测数据表明悬臂阶段最大挠度误差为-10 mm，满足精度±15 mm的要求，转体阶段中线偏差为0.6 mm，满足≤2 mm的误差要求，梁体线形控制良好。

(3)提出的梁体施工技术安全措施确保了上跨既有铁路线公路特大桥施工的安全顺利进行和施工精度要求。