連續(xù)梁墩頂轉(zhuǎn)體施工技術(shù)探討范文

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《國防交通工程與技術(shù)雜志》2016年第S1期

摘要：

為確保新建鐵路跨越既有鐵路及公路的施工安全，減少對既有鐵路、公路運營的干擾，轉(zhuǎn)體施工法成為跨線連續(xù)梁施工的主要方法。墩頂轉(zhuǎn)體施工是轉(zhuǎn)體施工中較為新穎的施工方法，具有轉(zhuǎn)體重量小、降低成本等優(yōu)點。通過對新建呼張鐵路線上的多座跨線連續(xù)梁墩頂轉(zhuǎn)體施工過程的分析研究，總結(jié)了連續(xù)梁墩頂轉(zhuǎn)體施工過程中易發(fā)生的問題及其原因，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施以及問題發(fā)生后的處理辦法，可作為今后連續(xù)梁墩頂轉(zhuǎn)體施工的參考。

關(guān)鍵詞：

連續(xù)梁；墩頂轉(zhuǎn)體；超轉(zhuǎn)

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷進行，在交通發(fā)達(dá)區(qū)域進行公、鐵路建設(shè)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)橋梁跨越既有鐵路或公路線的情況，轉(zhuǎn)體施工法因其快速、經(jīng)濟、對既有線運營安全威脅小等優(yōu)點，被越來越廣泛地采用［1］，逐步成為跨越既有線連續(xù)梁橋首選的施工方法。連續(xù)梁橋轉(zhuǎn)體施工按照轉(zhuǎn)體裝置的位置可分為兩大類：墩底轉(zhuǎn)體和墩頂轉(zhuǎn)體。前者為傳統(tǒng)的方法，出現(xiàn)早于后者，且使用較多，技術(shù)成熟度更高；后者是近年來出現(xiàn)的較新穎的轉(zhuǎn)體施工方法，是將轉(zhuǎn)體裝置置于墩頂，具有轉(zhuǎn)體重量小、建造及施工成本低等優(yōu)點［2］，尤其適用于墩高較大或施工環(huán)境復(fù)雜的情況［3］。新建呼和浩特至張家口鐵路（以下簡稱呼張鐵路）中的多座連續(xù)梁橋均采用此法施工。墩頂轉(zhuǎn)體法雖有一系列優(yōu)點，但也不可避免地存在轉(zhuǎn)體施工空間局限、與其他作業(yè)相互干擾、作業(yè)步驟相對復(fù)雜等缺點。由于作業(yè)空間較小，故與墩底轉(zhuǎn)體不同，通常不設(shè)置千斤頂反力座，如圖1所示，因此一旦出現(xiàn)超轉(zhuǎn)，則處理比較復(fù)雜。另外，轉(zhuǎn)體施工完成后還需進行墊石和支座施工，并進行特殊方式的體系轉(zhuǎn)換，也與墩底轉(zhuǎn)體不同，并可能引起相關(guān)問題，需要注意。作為一種較新穎的施工方法，墩頂轉(zhuǎn)體施工完成的橋梁數(shù)量較少，施工經(jīng)驗相對不足。為此，筆者結(jié)合呼張鐵路中多座墩頂連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工的過程，對曾出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的若干問題進行了歸納，分析產(chǎn)生原因，提出了預(yù)防措施及相應(yīng)的處理方法，供同類工程參考。

1轉(zhuǎn)體準(zhǔn)備階段的問題

轉(zhuǎn)體前的準(zhǔn)備階段主要應(yīng)完成拆除砂箱、稱重及配重、相關(guān)工作檢查、試轉(zhuǎn)體等。在此階段，對可能出現(xiàn)的相關(guān)問題及所需注意事項應(yīng)予以高度重視。

1．1連續(xù)梁T構(gòu)兩側(cè)重量相差較多

當(dāng)連續(xù)梁T構(gòu)兩側(cè)重量相差較多時，如采取平衡轉(zhuǎn)體，則配重較大，帶來安全隱患；若采取不平衡轉(zhuǎn)體，可能導(dǎo)致單側(cè)撐腳與滑道摩阻力較大，影響轉(zhuǎn)體安全。呼張鐵路中的多座轉(zhuǎn)體連續(xù)梁的設(shè)計縱坡達(dá)到1％，甚至更大，此時連續(xù)梁兩端的高差較大，以80m連續(xù)梁為例，其兩端高差達(dá)到了1．5m，且中跨底板齒板數(shù)量多于邊跨，造成T構(gòu)兩側(cè)重量偏差較大。梁體施工時，應(yīng)特別注意嚴(yán)格控制模板尺寸，并應(yīng)考慮大縱坡造成剛灌注的混凝土流向下坡一側(cè)的趨勢，防止因混凝土超方引起下坡一側(cè)的梁體重量增加，并出現(xiàn)累積。此外，應(yīng)對梁體縱、橫向進行兩次以上的稱重試驗，確保稱重數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。一旦出現(xiàn)T構(gòu)兩側(cè)重量相差較多的情況，則可采取下列處理方法：轉(zhuǎn)體前對梁體稱重，在偏重一側(cè)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)撐腳的底部焊接不銹鋼鋼板來調(diào)整梁體姿態(tài)，另一端進行適當(dāng)?shù)呐渲亍＞唧w步驟如下：①清理梁體外材料。檢查上轉(zhuǎn)盤撐腳間隙、梁體標(biāo)高以及傾斜度；安放千斤頂（之前應(yīng)進行標(biāo)定或在有效標(biāo)定期內(nèi)）、壓力傳感器、位移傳感器；根據(jù)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的狀態(tài)進行縱向、橫向不平衡力矩等的測試，根據(jù)分級測試結(jié)果計算分析，對轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)進行配重。②撐腳與滑道之間增設(shè)不銹鋼鋼板。依據(jù)測試數(shù)據(jù)和部分配重重量選擇合適厚度的鋼板，通過調(diào)整球鉸單側(cè)撐腳的高度，使球鉸受力達(dá)到平衡狀態(tài)。

1．2牽引鋼絞線的排列及防銹除銹

牽引用的鋼絞線，應(yīng)按順序排列整齊，并按高低左右次序?qū)?yīng)地穿入牽引千斤頂?shù)腻^具內(nèi)。如果鋼絞線排列混亂，則各根鋼絞線受力不均勻程度較大，且可能隨著轉(zhuǎn)體的進行而發(fā)生變化，極易破壞兩臺轉(zhuǎn)體千斤頂牽引的同步性，使轉(zhuǎn)體過程的平穩(wěn)性受到影響。鋼絞線表面（至少是牽引區(qū)段長度范圍內(nèi)）應(yīng)保持清潔，沒有銹跡和油漬等，否則可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)體過程中連續(xù)千斤頂?shù)腻^具夾片退出困難甚至無法退出情況，導(dǎo)致千斤頂無法連續(xù)工作，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)體工作的進度。

1．3千斤頂施加頂力過程中的注意事項

在稱重配重試驗及其他環(huán)節(jié)中，需使用千斤頂對梁體施加頂力。

1．3．1保證千斤頂及墊片的同軸性及垂直度

加載千斤頂及上轉(zhuǎn)盤之間通常留有一定高度，以便操作人員進行作業(yè)。由于此高度大于千斤頂最大行程時的高度，故需在千斤頂與上轉(zhuǎn)盤底之間設(shè)置墊片，有時墊片的數(shù)量還會較多，如圖2所示。由于千斤頂加力時荷載很大，故在安裝千斤頂及墊片時，需特別注意保證其同軸性及垂直度，否則有可能在加載過程中出現(xiàn)墊片被瞬間擠出的情況，不僅可能導(dǎo)致突然卸載，使梁體狀態(tài)發(fā)生突變，而且還有可能危及操作人員的人身安全。

1．3．2防止千斤頂加載過程中的局部損傷

千斤頂加力時，其局部荷載很大，應(yīng)在千斤頂與滑道及墊片與上轉(zhuǎn)盤間均加設(shè)厚鋼板，并注意加力點不宜太靠外，防止滑道產(chǎn)生局部變形以及上轉(zhuǎn)盤混凝土產(chǎn)生局部破損。

2轉(zhuǎn)體階段的問題

2．1超轉(zhuǎn)

由于墩頂轉(zhuǎn)體施工作業(yè)面較狹小，故通常不設(shè)置千斤頂反力座，故一旦出現(xiàn)超轉(zhuǎn)，將非常麻煩，需特別注意防止此問題發(fā)生。

2．1．1原因分析

（1）限位裝置失效，造成超轉(zhuǎn)。

（2）連續(xù)張拉設(shè)備由“自動運行”調(diào)整到“人工點動”狀態(tài)不及時，預(yù)留點動角度過小，出現(xiàn)超轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

（3）限位裝置處預(yù)留緩沖墊塊厚度計算有誤，造成超轉(zhuǎn)。

2．1．2預(yù)防措施

（1）邊跨側(cè)限位裝置的鋼管柱、支撐梁和限位擋設(shè)計合理，其剛度、穩(wěn)定性和安裝精度必須滿足轉(zhuǎn)體要求；設(shè)置限位裝置位置合理，限位型鋼的位置、高度要經(jīng)過精確測量，焊接牢固，防超轉(zhuǎn)擋處設(shè)置橡膠緩沖墊。

（2）轉(zhuǎn)體前精確測量T構(gòu)與設(shè)計中線的夾角，安裝位控觀測裝置，在上轉(zhuǎn)盤下邊緣安裝位控觀測角度刻度盤，在轉(zhuǎn)體過程中時刻觀察轉(zhuǎn)體角度。

（3）正確操作連續(xù)張拉設(shè)備，在轉(zhuǎn)體距設(shè)計位置5°時，及時調(diào)整到“人工點動”狀態(tài)，并控制每次點動線速度不超過2cm。

2．1．3處理措施

一旦出現(xiàn)超轉(zhuǎn)（或轉(zhuǎn)動不到位），可考慮采用30t機械千斤頂，在滑道上設(shè)剛性反力座，采用千斤頂頂推撐腳的方法進行糾正。具體步驟如下：

（1）測量轉(zhuǎn)體后梁軸線與設(shè)計軸線，計算出調(diào)整差值，并設(shè)明顯標(biāo)識。

（2）取出限位裝置處預(yù)先安裝的緩沖墊，依據(jù)測量結(jié)果和計算值重新設(shè)置合理的緩沖墊，注意緩沖墊與限位裝置固定牢靠，防止受力脫落。

（3）在撐腳和滑道上增設(shè)的專用反力座之間安裝千斤頂，千斤頂在球鉸橫軸線左右各安裝一個。

（4）同步、勻速手動操作千斤頂頂推撐腳，使梁體細(xì)微轉(zhuǎn)動，直至T構(gòu)中心線與設(shè)計中線重合。

2．2影響轉(zhuǎn)體連續(xù)進行的因素分析

2．2．1撐腳下的四氟滑板

轉(zhuǎn)體過程中，應(yīng)在每個撐腳處設(shè)專人關(guān)注撐腳的著地情況，如圖3所示。尤其對于非平衡轉(zhuǎn)體的情況，因一側(cè)的撐腳著地，更應(yīng)特別注意，防止撐腳與滑道間的四氟滑板因壓力較大而被擠出、導(dǎo)致?lián)文_與滑道間鋼對鋼直接摩擦，使?fàn)恳υ龃螅绊戅D(zhuǎn)體的連續(xù)進行。一旦發(fā)現(xiàn)著地側(cè)撐腳受力較大撐腳下的四氟滑板被擠出的情況，撐腳處的工作人員必須設(shè)法將新的四氟滑板塞入撐腳下，并注意跟蹤檢查，以防出現(xiàn)撐腳直接著地的情況。

2．2．2滑道

除在轉(zhuǎn)體前對滑道的平整度和光滑度進行檢查和處理外，還應(yīng)關(guān)注轉(zhuǎn)體過程中固定滑道的螺帽是否與撐腳產(chǎn)生沖突。尤其對于縱坡較大的非平衡轉(zhuǎn)體的情況，因球鉸的轉(zhuǎn)動平面與水平面有較大夾角，導(dǎo)致轉(zhuǎn)體過程中各撐腳的平面位置可能發(fā)生變化，因而可能在轉(zhuǎn)體過程中與螺帽發(fā)生沖突。為防止上述情況，可設(shè)專人隨時準(zhǔn)備切割螺帽。如有必要，可在轉(zhuǎn)體前割除突出的螺帽，并將割除位置處理平滑。

3轉(zhuǎn)體完成后的注意事項

轉(zhuǎn)體施工完成后，需進行精調(diào)及合龍段鎖定，并完成合龍工作。但合龍完成后仍有可能出現(xiàn)問題，例如連續(xù)梁合龍后支座底部鋼板出現(xiàn)塑性翹曲變形的問題，這通常是由于支座底部灌漿料不密實和灌漿料強度不滿足設(shè)計要求而導(dǎo)致的。為防止出現(xiàn)此問題，應(yīng)在灌漿前對操作人做好施工工藝培訓(xùn)和交底工作；嚴(yán)格檢測原材料是否合格，灌漿料的拌和應(yīng)按設(shè)計配合比進行稱重和拌和；重力式灌漿過程中要控制好漿液流動速度，直至漿體溢出支座四周且無氣泡排除時，清理多余漿體且漿體宜高出下支座板底面5mm。一旦出現(xiàn)此類問題，可解除支座和墊石的約束，將梁頂起，在支座鋼板恢復(fù)塑性變形后，重新進行灌漿。如鋼板塑性變形不能恢復(fù)到原有狀態(tài)，需要更換鋼板或更換支座。本線有一處支座鋼板出現(xiàn)細(xì)微變形，解除約束后鋼板自動恢復(fù)。具體步驟如下：①解除支座與墊石的約束；②利用千斤頂將梁頂起1～2cm；③鑿除支座灌漿料；④鋼板恢復(fù)塑性變形，如鋼板塑性變形不能恢復(fù)到原有狀態(tài)，需要更換下支座板或更換支座；⑤重新進行支座灌漿；⑥待支座灌漿料強度達(dá)到設(shè)計要求后，千斤頂卸載落梁。

4結(jié)束語

呼張鐵路中的多座墩頂轉(zhuǎn)體的連續(xù)梁，雖然在轉(zhuǎn)體過程中遇到了一些問題，但由于事前組織精細(xì)，準(zhǔn)備充分，問題均得到了順利解決，也保證了轉(zhuǎn)體施工的順利進行。相關(guān)經(jīng)驗可為今后同類工程施工提供有效的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

［1］張聯(lián)燕，譚邦明，陳俊卿，等．橋梁轉(zhuǎn)體施工［M］．北京：人民交通出版社，200

［2］徐升橋，劉永鋒．北京市六環(huán)路斜拉橋設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2009（11）：52－55

［3］秦雪映．北京六環(huán)路跨豐沙鐵路斜拉橋橋墩設(shè)計［J］．國防交通工程與技術(shù)，2012（3）：30－33

作者:楊建周 谷松博 郁圣維 單位:呼張鐵路客運專線有限責(zé)任公司