何寧
(中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司,浙江 寧波315200)
本工程主橋采用2伊85m 預(yù)應(yīng)力混凝土“T”構(gòu)箱梁轉(zhuǎn)體跨越既有襄渝鐵路。兩側(cè)引橋采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土T 構(gòu)箱梁,滿堂支架施工。孔跨布置為:左幅橋:2伊85m(主橋)+2伊36m(引橋);右幅橋2伊36m(引橋)+2伊85m(主橋)。
該橋雙幅設(shè)置,單幅橋?qū)?7.5m,左右幅間凈距5.0m。
上部結(jié)構(gòu):主梁斷面形式采用單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,箱梁頂板寬度為17.5m、厚0.3m,底板寬10.5m、厚度由1.1m 漸變至跨中0.3m,翼緣板懸臂長(zhǎng)3.5m,箱梁腹板寬0.6~0.9m,梁高在順橋向采用圓曲線漸變。
下部結(jié)構(gòu):Z1、Y3 主墩采用雙肢實(shí)心墩,兩肢間凈距3.4m,順橋向單肢寬1.8m,橫橋向?qū)?0.5m。承臺(tái)總計(jì)厚度8.7m,由上下兩部分組成,下部尺寸為八邊形、上部為正方形?;A(chǔ)采用32 根鉆孔灌注樁基礎(chǔ),樁徑1.5m、樁長(zhǎng)40m。
轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu):本橋轉(zhuǎn)體總重量約為160 000kN,雙幅同步轉(zhuǎn)體。
總體施工工序:樁基施工寅下承臺(tái)施工寅轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)安裝寅上承臺(tái)施工寅墩柱施工寅現(xiàn)澆梁施工寅橋梁轉(zhuǎn)體寅合龍。
轉(zhuǎn)體環(huán)節(jié)施工順序?yàn)椋?/p>
1)RPC 球鉸安裝:下座板安裝寅球鉸下盤(pán)安裝寅球鉸上盤(pán)安裝寅上座板安裝寅插入中心轉(zhuǎn)軸寅將球鉸下盤(pán)和下座板、上座板和球鉸上盤(pán)由連接板焊接固定寅上承臺(tái)施工。
2)轉(zhuǎn)體施工:安裝牽引系統(tǒng)寅拆除沙箱寅不平衡稱重及配重寅試轉(zhuǎn)寅正式轉(zhuǎn)體寅軸線微調(diào)寅封固球鉸寅合龍段施工。
梁體2伊80m 順鐵路方向支架現(xiàn)澆施工后,雙幅同步順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至設(shè)計(jì)橋位后,兩側(cè)澆筑合龍段施工,轉(zhuǎn)體角度分別是54毅和51毅,轉(zhuǎn)體長(zhǎng)度2伊80m,轉(zhuǎn)體質(zhì)量16 000t,牽引力1120N。
澆筑上轉(zhuǎn)盤(pán)前將球鉸、滑道、撐腳、砂箱安裝到位,并在轉(zhuǎn)體前拆除砂箱。撐腳需與下承臺(tái)臨時(shí)固接,確保梁體施工的穩(wěn)定性。下部結(jié)構(gòu)澆筑完成并臨時(shí)固接后,進(jìn)行箱梁的上部結(jié)構(gòu)施工。模板支架拆除后,準(zhǔn)備進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工。轉(zhuǎn)體前拆除砂箱和撐腳下的楔形鋼板,進(jìn)行承重配重、確定轉(zhuǎn)體實(shí)際參數(shù)、轉(zhuǎn)體方案、試轉(zhuǎn)、預(yù)轉(zhuǎn)等。轉(zhuǎn)體就位后再次零時(shí)固結(jié)撐腳,避免產(chǎn)生剛體位移。轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)剩余工序施工完成后對(duì)其進(jìn)行永久封固。本工程用C50 微膨脹混凝土對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行封固澆筑,封固時(shí)必須振搗密實(shí),以保證整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)固結(jié)為一體。
2.2.1 轉(zhuǎn)體下盤(pán)
橋梁轉(zhuǎn)體前由下盤(pán)傳遞全部重量,下轉(zhuǎn)盤(pán)采C50 混凝土,澆筑前需提前預(yù)埋滑道、千斤頂反力座及轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的預(yù)埋件并同步施工完成。
2.2.2 轉(zhuǎn)體球鉸裝置
球鉸是轉(zhuǎn)體施工的核心、轉(zhuǎn)體前期承擔(dān)全部上部荷載。因此,它是轉(zhuǎn)體施工的控制要點(diǎn),施工時(shí)其制作及安裝精度要求必須符合要求。
轉(zhuǎn)體角速度控制:(1)轉(zhuǎn)體角速度不超過(guò)0.02r/min;(2)梁端水平線速度不超過(guò)1m/min。
2.2.3 轉(zhuǎn)體上盤(pán)撐腳與滑道
轉(zhuǎn)體時(shí)通過(guò)鋼制砂箱作為臨時(shí)支撐,保證轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的平穩(wěn)。本工程設(shè)計(jì)有6 個(gè)砂箱、6 個(gè)撐腳,在撐腳的下方設(shè)有滑道,砂箱、撐腳平均分布于轉(zhuǎn)盤(pán)滑道圓周上?;烙?4mm 厚鋼板和2mm 厚不銹鋼板焊接而成,其上敷設(shè)4mm 厚聚四氟乙烯板,確保撐腳可在滑道內(nèi)順利滑動(dòng)?;啦荚O(shè)應(yīng)嚴(yán)格控制水平,其水平面上的相對(duì)高差不超過(guò)2mm。
轉(zhuǎn)體撐腳外形為啞鈴形,由2 個(gè)24mm 厚、內(nèi)徑800mm的鋼管及1 塊24mm 厚墊襯鋼板(走板)組成,撐腳在預(yù)制廠內(nèi)加工完成,運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后,需提前在圓形鋼管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土。上轉(zhuǎn)盤(pán)澆筑前需提前安裝撐腳,并在撐腳走板下支墊6mm 厚墊塊,作為轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)與滑道的間隙。
2.2.4 轉(zhuǎn)體上盤(pán)
本工程上轉(zhuǎn)盤(pán)采用三向預(yù)應(yīng)力體系以確保其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。球鉸、撐腳和上盤(pán)通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)固結(jié)為一個(gè)整體,轉(zhuǎn)體時(shí)牽引力直接施加于轉(zhuǎn)臺(tái)上。設(shè)有2 道牽引索,其錨固位置以圓心對(duì)稱布設(shè)。牽引索通過(guò)P 型錨具固結(jié)于轉(zhuǎn)臺(tái)上,施工時(shí)應(yīng)確保每根牽引索的預(yù)埋高度一致,同時(shí)保證埋入轉(zhuǎn)盤(pán)長(zhǎng)度不小于3m。牽引索纏繞在上轉(zhuǎn)盤(pán)上的外露部分應(yīng)圓順、避免尖銳折角,并做好表面防護(hù),防止施工過(guò)程中因雨水等污染物侵蝕而損壞、生銹。
上轉(zhuǎn)盤(pán)澆筑完成后其強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后方可拆模,再進(jìn)行整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的體系轉(zhuǎn)換,后需施加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,檢查球鉸安裝正確并確保運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)正常,同時(shí)需測(cè)定其摩擦系數(shù),為后續(xù)施工提供依據(jù)。
2.2.5 轉(zhuǎn)動(dòng)牽引系統(tǒng)
啟動(dòng)時(shí)所需最大牽引力為1697.0kN,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所需牽引力1018.2kN。本橋轉(zhuǎn)體主動(dòng)力系統(tǒng)選用2 套2 臺(tái)同步、自動(dòng)連續(xù)牽引的液壓千斤頂(ZLD400 型),牽引系統(tǒng)通過(guò)25-準(zhǔn)s15.2mm 鋼絞線拽拉錨固且纏繞于上轉(zhuǎn)盤(pán)四周,形成水平扭矩使得轉(zhuǎn)動(dòng)體系轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.2.6 轉(zhuǎn)體精度定位控制
為確保梁體準(zhǔn)確就位,應(yīng)設(shè)置自動(dòng)控制和手動(dòng)控制2 種轉(zhuǎn)動(dòng)控制方式,梁端部距設(shè)計(jì)軸線約1.0m 時(shí),應(yīng)采用點(diǎn)動(dòng)操作以控制梁體就位,過(guò)程中相關(guān)人員應(yīng)監(jiān)控并記錄相關(guān)的轉(zhuǎn)體數(shù)據(jù)。梁體最終定位前應(yīng)先對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行水平校正。在轉(zhuǎn)體終點(diǎn)處設(shè)置限位裝置避免超轉(zhuǎn)。
2.2.7 防傾保險(xiǎn)措施
上下轉(zhuǎn)盤(pán)之間設(shè)有6 組鋼管混凝土撐腳,其均勻布置于上轉(zhuǎn)盤(pán)上,下轉(zhuǎn)盤(pán)滑道上布有2mm 厚不銹鋼鋼板,鋼板上鋪設(shè)4mm 厚的聚四氟乙烯板。轉(zhuǎn)體前應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行平衡稱重,根據(jù)稱重的結(jié)果并結(jié)合平衡配載方案在梁端施加臨時(shí)荷載,確保橋梁轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定。
2.2.8 試轉(zhuǎn)過(guò)程中的應(yīng)急措施
1)轉(zhuǎn)體前T 構(gòu)兩端重量不平衡。轉(zhuǎn)體前可提前委托第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)橋梁進(jìn)行監(jiān)測(cè),獲取數(shù)據(jù)后通過(guò)理論推算確定T 構(gòu)是否平衡。在轉(zhuǎn)動(dòng)前需由設(shè)計(jì)院、監(jiān)控單位共同確定配載方案,應(yīng)嚴(yán)格按配載方案進(jìn)行配載,確保橋梁軸線符合轉(zhuǎn)體要求。
2)首次不能正常起動(dòng)。若兩側(cè)對(duì)稱的張拉千斤頂加載后橋梁不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)??赏ㄟ^(guò)給已經(jīng)安裝到位的四臺(tái)輔助千斤頂均勻加力,共同促使其轉(zhuǎn)動(dòng)。如果兩側(cè)的穿心千斤頂和四臺(tái)輔助千斤頂均加載后橋梁仍不能正常轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)可考慮是否有雜物等卡住滑道或滑道內(nèi)存在上坡。存在雜物時(shí)需及時(shí)清除后在加載轉(zhuǎn)體,若存在上坡可利用ZLD 千斤頂前、后同時(shí)加載以完成轉(zhuǎn)體。
3)轉(zhuǎn)體前應(yīng)提前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備和應(yīng)急措施,確保跨既有鐵路轉(zhuǎn)體施工安全。
隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)完善,越來(lái)越多的橋梁在跨越既有線路時(shí)使用轉(zhuǎn)體施工,橋梁轉(zhuǎn)體的噸位、跨度也逐漸增大。我國(guó)目前的轉(zhuǎn)體施工技術(shù)只局限于施工與前期認(rèn)識(shí)階段,其理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,沒(méi)有可供參考的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。因此,總結(jié)研究大噸位、大跨度轉(zhuǎn)體梁的施工有著重要的意義。