连续梁跨武广高铁转体牵引方法选择.pdf

・桥涵工程・连续梁跨武广高铁转体牵引方法选择孙浩林（中铁十一局集团第一工程有限公司湖北襄樊４４１０２１）摘要针对连续粱上跨３００ｋｍ／ｈ高速铁路转体施工时高精度、高风险、高效率的控制目标，介绍武成城际铁路连续梁在跨武广高铁转体施工前多种牵引方法的选择过程，以及施工过程中对牵引方法所采取的完善措施，为类似工程施工提供宝贵经验。关键词城际铁路连续梁转体牵引中图分类号Ｕ４４５．４６５文献标识码Ｂ———文章编号１００９４５３９（２０１３）０７０００９０５ＲｏｔａｔｉｏｎＴｒａｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＳｅｌｅｃｔｉｏｎｆｏｒＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＢｅａｍＣｒｏｓｓＷｕｈａｎ－ＧｕａｎｇｚｈｏｕＨｉｇｈ・ｓｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＳｕｎＨａｏｌｉｎ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＩＩ山ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｘｉａｎｇｆａｎ４４１０２１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｈｉ【ｇｈ－ｒｉｓｋ，ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｃｏｎｔｒｏｌｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓｆｏｒｒｏｔａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｃｒｏｓｓ３００ｋｎｖ＇ｈｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙ，ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｐｒｅ－ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｅｌｅｃｔｉｏｎｆｏｒ—Ｗｕｈａｎ－ＸｉａｎｎｉｎｇｉｎｔｅｒｃｉｔｙｒａｉｌｗａｙｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｃｒｏｓｓｅｓＷｕｈａｎ－Ｇｕａｎｇｚｈｏｕｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｔｗｉｓｔ，ａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｔａｋｅｎｔｏｉｍ－ｐｒｏｖｅｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｕｓｐｒｏｖｉｄｅｓｖａｌｕａｂｌｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｉｎｔｅｒｃｉｔｙｒａｉｌｗａｙ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍ；ｒｏｔａｔｉｏｎ；ｔｒａｃｔｉｏｎ１项目概况确保既有线与施工安全的目的。武咸城际铁路跨武广客运专线特大桥位于咸宁市横沟桥镇，桥位沿Ｇ１０７国道走行，起讫里程ＤＫ５８＋８３４．５２１（０＃武汉台尾）～ＤＫ０６０＋３１８．０５５（４４群咸宁台尾）长度ｌ４８３．５３４ｍ。于ＤＫ５９＋５７６处采用（４８＋８０＋４８）ｍ连续梁斜跨武广客运专线（武广客专的里程为ＤＫｌ３００＋３４８），与营业线夹角为１５５０，曲线半径７ｏｏｏｍ。武广上下行线２股道，线间距５ｍ。武广线最高行车速度３５０ｋｍ／ｈ，行车密度２５ｒａｉｎ／趟，每天有５０对列车行驶。为减少上部结构施工对武广高铁行车安全的影响，梁体施工采用先平行既有线挂篮悬臂浇筑梁体，再通过球铰中心承重平衡转体就位，而后合龙梁体完成全桥施工任务，达到保证工期、保证质量、——收稿日期：２０１３０４０ｌ２转体控制目标（１）质量目标：便于转体精度控制。要求：转体完成后合龙接１３允许误差值１５ｍｍｕＪ，不得超转或欠转。（２）安全目标：安全风险最小化。“”要求：保证夜间天窗点内转体正常；保证下方高速铁路行车安全。“”（３）时间目标：天窗点内完成。要求：转体综合时间控制在４ｈ以内，其中完成牵引时间控制在３０ｍｉｎ以内。３提出方案并确定最佳方案３．１提出方案在前期资料收集及准备过程中，初步选定采用Ⅲ连续千斤顶法牵引；随后参观沪杭转体桥施工后铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１３｛７）９万方数据・桥涵工程・提出倒链法。梁体吨位４５００ｔ，牵引启动力可以由多根倒链提供，则分散于单根倒链上的牵引力较小，完全可以实现人工操作；接着在后期的梁体施工过程中又提出了普通千斤顶法及顶推法。３．１．１连续千斤顶法（方案１）利用２台２００ｔ穿心式连续千斤顶和牵引反力支座牵引钢绞线，保证转体顺利进行，如图１所示。图１连续千斤顶法布置３．１．２倒链法（方案２）采用１０ｔ倒链与直径１８ｍｍ钢丝绳做牵引，倒链牵引时先用钢丝绳缠绕所有撑腿一圈，再用倒链牵引，如图２所示，在每个撑腿位置设置１道牵引倒链，共４道，倒链反力点利用原０＃块支架预埋件。为保证倒链牵引的同步，可由指挥人员吹哨来统一操作人员的动作。图２倒链法布置３．１．３普通千斤顶法（方案３）利用连续梁张拉用４００ｔ普通穿心式千斤顶和牵引反力支座牵引钢绞线，保证转体顺利进行。为保证牵引力的同步，先用２ＭＰａ的压力对钢绞线预紧，而后统一听从指挥人员口号，同时启动油泵开关，如图３所示。１０图３普通千斤顶法布置３．１．４顶推法（方案４）利用反力孔插入反力棒（２［１００×１２ｍｍ组合，长８０ｃｍ，伸人反力孔内３０１３ｍ，外露５０ｃｍ）后设置反力梁提供反力，千斤顶撑于反力梁上对钢撑脚形成顶推力，使转动体系缓慢转动。当千斤顶行程无法满足顶推时可在反力梁位置加设垫板，或是前移反力梁后继续顶推，如图４所示。棒横截面回ｊ斜图４顶推法布置３．２方案比选结合施工现场实际环境，对上述４种方案进行“”比选，牵引方案必须满足天窗点时间限制及转体精度控制要求和安全风险最小化三个目标值，遂决定采用连续千斤顶法与顶推法相结合的转体牵引方法。因为计算启动时静摩擦力较大，当采用连续千斤顶无法启动时，可借助顶推千斤顶顶推力抵消转动静摩擦力，从而启动转盘转动，再由连续千斤顶提供连续的牵引力；同时，当牵引出现超转时也可采用顶推法，将其反向顶回。详见表１、图５。铁道建筑技术封６０４０豳．眺。酗。豳．皤ｌ豳．｝蘑Ｉ｝豳２：；：［豳．眺。酗。豳．皤ｌ圈．薹§萋奎茎簦耄主萼喜禽叁万方数据・桥涵工程・表１方案对比编号优点缺点方案结论现场无反力支点，重新方案１施工简单，易于操作浇筑台座受环境限制，不合理费用较大千斤顶无法连续牵引，方案２施工简单，易于操作造成转动不连续，增加不合理转体时间受操作空间限制，不能方案３施工简单连续转动，增加转体不合理时间连续牵引，缩减转体搭设千斤顶作业平台，合理方案４时间，保证天窗点内浇筑牵引反力支座完成转体３．３方案确定在完成试转体后，对试转结果进行分析与探讨，提出改善方案的多点措施，使得转体牵引方法更加完善，如图６所示。∥’、毽一型掣型幽ｌ连续千斤顶Ｉ完善方素转体详细方案为：转体主要利用２台２００ｔ连续千斤顶牵引上转盘预埋钢束来启动转体，当牵引无法启动时可采用２台２００ｔ助推千斤顶顶推，辅助启动，启动后仍采用连续千斤顶牵引。转体千斤顶牵引速度Ｏ．１２ｍ／ｍｉｎ，梁体转动角速度０．０３ｒａｄ／ｍｉｎ，梁端线速度１．１７ｍ／ｍｉｎ，理论转体时间１４．５４ｍｉｎ，如图７所示。４完善方案４．１方案完善措施根据最佳方案需要解决的细部问题，制定并形成相应的完善措施，详见表２。表２最佳方案完善措施对策目标措施牵引索提供牵引力（１）检查牵引索长度是否满足连续千斤顶牵及反力使梁体连续引需求；（２）增加反力支座根部横截面，侧面看为梯形；（３）牵引索除锈，刷油，在牵引索前支座转动端设置防打结垫块减小转动时（１）清除滑道表面锈迹并打磨干净；（２）在滑滑道撑脚底部摩道与撑脚之间设置双层四氟乙烯板，并涂抹擦力黄油助推牵引无法转千斤动时提供助（１）在滑道上设置助推反力梁；（２）助推千斤顶对称设置２台顶推力（１）转动过程中采用全站仪跟踪梁段位移，判线形确保梁体轴断轴线位置；（２）上转盘设置转动标尺；（３）线符合规范下承台顶面与纵横桥向较低位置分别安放２控制台４０００ｋＮ千斤顶，对桥体的纵横向高程进要求行词整；（４）利用电子水准仪对纵横桥向高程进行准确测量确保转体过防护程中不对下（１）棚架顶合龙段范围内铺设密目防护网；棚架方铁路行车（２）下方线路表面铺设土工布，防止细小物件造成影响不宜清理；（３）拆除多余防护棚架限位防止牵引过（１）测量放线确定转动轴线；（２）在滑道上焊装置度，出现超转接限位单板牵引减小牵引钢束与上转盘（１）理顺牵引钢束；（２）安装锚具至钢束与转束减阳盘切点问的摩擦平衡（１）选择有利空间位置，设置竖向千斤顶；千斤防止撑脚卡死，无法转动（２）竖向千斤顶上部设置双层四氟乙烯板，并顶在中间涂抹四氟黄油粉４．２措施实施４．２．１牵引索及反力支座在下承台顶面相应位置设置牵引反力支座及牵引索，如图８．９所示，牵引反力支座水平纵轴线应与上转盘边缘相切。施工下承台是在反力支座位置预埋２根Ｉ２０工字钢，待上部结构施工结束后再浇筑反力支座。◆一图７转体施工设备布置示意图８预埋牵引索图９反力支座铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１３（７｝１１万方数据・桥涵工程・４．２．２滑道滑道清理干净后在上面铺一层５ｍＩＴＩ厚四氟乙烯板，并在表面涂抹黄油一层，而后再铺一层５ｍｍ厚四氟乙烯板，并将其塞人撑脚下方。４．２．３助推千斤顶在反力孔内插人钢棒，安装２套助推反力梁，准备好ｌ０００ｋＮ千斤顶。千斤顶接好油泵并通过顶升重物来检查工作状态下是否正常工作，如图１０所示。图１０助推千斤顶４．２．４线形控制转体前在梁面两端经过测量放样安放小棱镜，并在直线段设置全站仪测站，通过观测棱镜变化来掌握梁体轴线位置。小棱镜与预埋钢筋绑扎牢固，并保证水平。在上转盘边缘布置转动标尺，通过下转盘上设置的指针来判定转体时的转动角度。标尺安装要水平且与上转盘边缘线投影重合，如图１１所示。图１１转动标尺４．２。５防护棚架为防止物品、器具掉落而影响营业线行车，又可有效地降低列车气动力对棚架的影响，在拆除棚架的同时在剩余棚架顶部铺设两层钢丝网，即一层粗钢丝网和一层密目钢丝网来进行安全防护。粗钢丝网网眼４ｃｍ，密目钢丝网网眼１Ｃｍ，覆盖范围为剩余的防护棚架，总覆盖长度为３２Ｉｎ，横桥向在梁面宽度１２．２Ｉｌｌ的基础上每侧拓宽至棚架边缘，总覆盖宽度为１９ｍ。双层粗钢丝网布置在底层，双层密目钢丝网布置在顶层，每层钢丝网与棚架顶部Ｉ１６工字钢采用１０＃铁丝绑扎牢固，并在定期棚架安全检查中检查是否有脱离迹象，如图１２所示。图１２棚架顶安全防护４。２．６限位装置依据转动角度定出转体时撑脚的转动弧长，在弧长末端设置限位装置，直接焊于滑道上，如图１３所示。图１３限位装置４．２．７牵引束减阻在牵引钢束与上转盘相切位置安装张拉锚具，减小钢束与转盘之间的摩擦，同时调整钢束与连续千斤顶之间的角度，如图１４所示。图１４牵引束减阻４．２。８平衡千斤顶为防止转动单元失衡，在滑道外侧，Ｔ构纵横轴线方向设置４台６０００ｋＮ的备用千斤顶，以便及时调整转体的运行状态。１２铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１３ｆ７Ｊ万方数据・桥涵工程・５结束语设备运转正常，无任何安全事故，达到了目标预期值。转体牵引可采用多种方法，在空间、时间等环境不受限制时，应选用经济、安全的牵引方法。跨武广高铁连续梁转体牵引完成时间１９ｍｉｎ，综合时间３ｈ２９ｍｉｎ；临时锁定后桥梁轴线偏差５“ｃｍ；在夜间天”窗点时间限制内快速高效地完成连续梁转体，确保“”天窗点后武广高铁运营正常，整个转体牵引过程参考文献［１］中铁三局集团有限公司，中铁六局集团有限公司．ＴＢ—１０７５２２０１０高速铁路桥涵工程施工质量验收标准．—［Ｓ］．北京：中国铁道出版社，２０１１：１０７１１１．［２］张联燕，程懋芳，谭邦明，等．桥梁转体施工［Ｍ］．北—京：人民交通出版社，２００１：１２５２２９．———————————————————————一＋一＋－＋一＋－＋＋－＋－＋一＋＋一＋一＋＋一＋一＋－＋－＋卜＋＋＋卜卜－＋－＋一卜＋－＋一卜－＋一＋一卜卜一卜一。・卜＊＋＋－・（上接第４页）（４）在下承台对应转盘处安装测量转动角度的刻度尺，在转盘上安装指针。在下承台上安装一个与撑脚水平接触的百分表用于测量转体是否启动，在大里程和左侧各安装一个与转盘接触的百分表用于测量梁倾斜变化情况。（５）测量各撑脚距环形滑道距离、梁端高程及坐标，并做好记录。３．８．３转体“”天窗点到来后，拆除撑脚与环形滑道间铁楔，启动泵站，千斤顶同时施力转体。若不能转动，则用辅助千斤顶同时出力转体，若还不能启动，则停止转动，另行研究处理。转体千斤顶牵引速度控制在０．１２ｍ／ｒａｉｎ以内，梁体转动角速度０．０２ｒａｄ／ｍｉｎ，梁端线速度２．３ｍ／ｍｉｎ，理论转体时间２３ｍｉｎ。转体时，记录转动速度、撑脚与滑道间隙随时间的变化量，根据实测结果与计算结果比对调整转速。转动到梁端离设计线位ｌＩｎ时停止转动，等梁静止后再采用点动方式缓慢转动梁体就位，至梁中线距设计中线２ｃｍ以内时即完成转体，用铁楔撰紧全部撑脚，保证梁体稳定。３．９顶梁与精调利用２０＃、２２＃墩上方放置的千斤顶顶升梁端，梁顶升到位后进行中线、高程精测，如中线超差则通过牵引千斤顶或助推千斤顶缓慢转动梁，如高程超差则通过千斤顶顶升或落梁，两项指标均不能达到则按先调中线后调高程的顺序调整到位。３．１０封铰精调达到设计要求后再用铁楔楔紧撑脚并焊牢。然后清除上下转盘问脏物并预埋压浆管，焊接上下承台间的预埋钢筋、绑扎钢筋，立模浇筑Ｃ５５铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴ／ＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ微膨胀混凝土封铰，使承台形成整体。封铰混凝土强度达到１０ＭＰａ后，对封铰混凝土与上承台底面之间进行压浆填实。４结束语本Ｔ构采用无合龙段设计与转体法施工，由原位现浇需数百次要点施工减少到一次要点施工，消除了跨营业线施工安全风险，并缩短了工期，取得了良好的社会效益和经济效益。（１）上跨京广上下行线路，安全风险及影响特别大，上跨转体应做好组织，并有周到的安全防护措施。（２）转体前宜将梁面附属施工完，以减少营业线上作业量。（３）脱架前应根据Ｔ构两端设备及桥面附属安装情况计算不平衡矩，并初步配重平衡。脱架完成后应做称重实验，计算出偏心距与摩擦系数，如偏心较大，宜先加载平衡。（４）撑脚是转体时的重要安全保证措施，其与滑道间间隙的留设应综合考虑转动方便及防倾要求，以—３５ｃｍ为宜。本Ｔ构按３ｃｍ设计，实际转体中Ｔ构倾斜速度为每转动２。撑脚下降１Ｂｉｌｌ，累计下降最大值１３ｍｌｎ，充分满足了转动需要和防倾要求。（５）本Ｔ构转到位后需向上顶梁，精调与顶梁应安排好操作顺序。参考文献［１］袁定安．武咸城际铁路连续梁跨武广高速铁路转体施工技术［Ｊ］．桥梁，２０１２（４）：６３－６９．［２］中华人民共和国交通部．ＪＴＪ—０４１２０００公路桥涵施工技术规范［Ｓ］．北京：人民交通出版社，２０００：９２．［３］浙江大学建筑工程学院．简明建筑结构设计手册［Ｍ］．—２版．北京：中国建筑工业出版社，１９９４：１６５－１６６，１９ｒ７１９８．２０１３ｒ７Ｊ１３万方数据