高速铁路跨线桥转体技术的应用

高速铁路跨线桥转体技术的应用

[摘要]跨线桥施工对高速铁路运输影响大，安全风险高。文章以湘桂扩能改造工程下行联络线跨东外环特大桥的跨武广高速铁路连续梁为实例，重点介绍了高速铁路跨线桥连续梁墩顶转体、跨中合龙等转体技术的应用，尤其是对高速铁路运输的影响。

[关键词]高速铁路 跨线桥 转体技术 1、前言

随着我国高速铁路的快速发展，跨越既有高速铁路的桥梁将越来越多。跨越高速铁路的桥梁设计和施工成为桥梁界普遍关注的问题，如何设计和施工此类桥梁对于桥梁技术和国民经济发展具有重要的意义。

目前连续梁桥施工方法主要有四种，即现浇支架法、悬臂浇注法、顶推法和转体法，四种方法各有优、缺点。对于跨越既有铁路的连续梁来说，现浇支架法、悬臂浇注法和顶推法由于跨铁路作业时间长，对铁路运输干扰大，且存在较大的安全风险，因而较少被采用；而转体法跨铁路作业时间短、对铁路运输影响较小，且安全风险较小，因此转体法是比较理想的施工方法，近年来采用转体法施工的实例越来越多。

桥梁转体法主要有两种，即墩底转体法和墩顶转体法。从文献检索情况来看，国内跨越既有普通铁路或公路的桥梁多采用墩底转体法施工，墩顶转体法较少采用；跨越既有高速铁路的桥梁实例较少，采用墩顶转体法跨越高速铁路的连续梁桥没有建成的先例。

2、工程概况

2.1下行联络线跨东外环特大桥为铁路单线桥，全长638.985 m，共16墩2台，于LXDK6+260.293处跨越武广高速铁路（胡家坪4号桥，对应里程为K1771+432.403），夹角为26°。该处曲线半径2200m，线路纵坡为17.956‰，采用（40+64+40）m预应力连续梁跨越高速铁路（64m跨），连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁，梁体全长为145.2m，梁高按圆曲线变化，中跨跨中梁底与高速铁路轨面的高差为10.587m。基础为钻孔灌注桩基础，承台为矩形混凝土承台，桥墩采用变截面圆端型桥墩，墩台为0#台（实心），1#墩（高10.85m），2#墩（高20.85m），3#墩（高31.85m），其中1#墩、2#墩位于高速铁路两侧（桥墩边缘与下行线中心和上行线中心距离分别为8.0 m、7.5 m），紧邻回流线和正馈线，其中1#墩、2#墩墩帽边距回流线的距离为4.54m和 4.47m,与正馈线水平距离分别为4.14 m和3.79 m。

2.2连续梁梁部原设计采用悬臂浇注法施工，即先在高速铁路上方搭设防护棚（此时高速铁路已铺轨但接触网未送电），然后采用挂篮悬臂浇注施工，在高速铁路接触网送电之前完成连续梁施工。后来因为高速铁路接触网提前送电并开

通运营，导致原设计无法实施（此时1#墩的桩基已经施工完成，2#墩桩基及承台已经施工完成，墩身施工了8m）。

2.3为减少对高速铁路运输的干扰，保证高速铁路运营安全，减少工程浪费，经研究决定将连续梁变更设计为墩顶转体法施工，即先在高速铁路两侧采用挂篮悬臂浇筑（平行高速铁路），然后通过设置在墩顶的转动体系平面顺时针方向转体26°至高速铁路上空，再在高速铁路上空跨中合龙。

3、工程特点

3.1连续梁转体施工设在墩顶，高空作业且操作空间小，且跨越既有高速铁路桥梁，施工难度大，为国内跨越高速铁路桥梁首例。

3.2桥梁上跨运输繁忙的武广高速铁路，行车密度大、速度高，桩基础、承台、墩身、连续梁悬灌段施工临近高速铁路，连续梁转体及合龙施工上跨高速铁路，安全风险较高（高空坠物、人员触电）。

3.3“高铁安全无小事”，临近和上跨高速铁路施工安全要求高，应慎重对待，应加强安全教育、安全检查和应急预案。其中，防护墙安装及拆除、挂篮悬灌段、顶落梁、中跨合龙段等施工为重中之重。

3.4高速铁路正馈线和回流线的迁改及绝缘、防护墙安装及拆除、挂篮前移及拆除、挂篮悬灌段混凝土灌注及穿预应力筋、连续梁转体、顶落梁、中跨合龙段、桥面系等危及行车安全的施工均安排在天窗时间内进行，高速铁路要点施工多（封锁或限速），运输协调难度大。而新建铁路开通在即，工期压力大。

4、施工工艺

3.1因为紧邻高速铁路，为确保施工期间高速铁路的运营安全，在桥墩墩身施工之前，先将高速铁路回流线和正馈线迁改及绝缘，并设置防护墙，将施工区域和高速铁路隔离，以降低安全风险。。

3.2施工步骤

（1）在天窗时间内（封锁线路并停电），将高速铁路上下行回流线及正馈线迁改及绝缘，安装防护墙（型钢支架、防抛网及防电板），对高速铁路实施隔离。

（2）在天窗时间内（封锁线路并停电），在防护墙的防护下进行墩身、转体操作平台、下转盘、球铰承台、牵引反力支座、安装钢球铰、支撑腿及滑道、连续梁0#块及A1、B1块等工序的施工。

（3）在天窗时间内（封锁线路并停电），利用0#、A1、B1块为拼装平台安装挂篮，将靠高速铁路侧挂篮进行封闭，利用挂篮对称浇注并张拉连续梁A2-A8、B2-B8梁段，并随挂篮的前移及时在已灌注梁体翼板（靠近高速铁路侧）上设置

临时栏杆和防抛网。同时施工连续梁边跨现浇段。

（4）拆除防护墙（封锁线路并停电）。

（5）连续梁转体（封锁线路并停电2次，限速160km/h）。

（6）连续梁合龙（封锁线路并停电8次，限速160km/h）。

（7）桥面系施工（封锁线路并停电2次，限速160km/h）。

5、连续梁转体

5.1 主要技术参数

（1）转动角度：26° 。

（2）梁端转动弧长：14.06m。

（3）转体重量：1900t。

（4）转体几何尺寸：悬臂长度为31m，桥面宽8.5m，0#块高5.2m。

（5）转盘直径：5.76m,球铰直径：1.48m。

（6）悬臂端线速度＜1m/分，角速度＜0.032弧度（rad）/分。

（7）最大牵引力：启动时2*9.7t，转动时2*8t。

（8）千斤顶行程：1.4m。

（9）中线、高程允许误差：20mm。

5.2试转体

（1）拆除悬灌段挂篮及桥面临时荷载，解除墩梁固结措施。

（2）调整配重，保证悬臂平衡。

（3）调试牵引系统、转体限位装置、防倾覆保险措施。

（4）解锁上下盘。

（5）清理、润滑环道。

（6）拆除0#块梁底以上部位的防护墙及其它有碍转体的障碍物。

（7）在天气良好、风速较小的天窗时间内（1次）进行预牵引试验，测出球铰实际摩擦系数，并对牵引力进行相应调整。

5.3转体就位

（1）在天气良好、风速较小的天窗时间内（1次）进行转体施工，转体过程中进行实时监控，做到转体平稳、安全。

（2）转体基本到位时，对梁端位置及标高进行微调，梁体位置及线型达到设计要求时固定上盘。

6、连续梁合龙

6.1中跨合龙段施工（高速铁路上空）

（1）在天窗时间内（1次），在1#墩0#块附近安装活动吊篮（为中跨合龙段特制）和滑动轨道，然后滑动活动吊篮至跨中位置，调整到位后固定。

（2）在天窗时间内（4次），安装中跨合龙段钢筋、预应力筋等，然后浇注混凝土，待混凝土强度和弹模达到要求后，施加预应力和压浆。

（3）在天窗时间内（1次），将活动吊篮由跨中滑动至1#墩0#块附近位置，然后拆除活动吊篮。

6.2顶落梁施工（高速铁路上空）

在天窗时间内（2次），解除球铰和支撑腿的临时锁定，依次在1#、2#墩顶顶起连续梁，拆除球铰，落梁，固定永久支座。

6.3边跨合龙段施工。

7、总结

7.1根据桥梁、地形等施工条件，正确选择合适的转体位置。

7.2对风险源认真识别，全面、严格地分析评估安全风险，并采取切实可行的风险对策，加强应急演练和配合施工单位有关人员的联系沟通。

7.3加强施工人员的安全业务知识培训，严格上岗制度，高素质的施工人员是质量和安全保障的关健。“

7.4连续梁处在平曲线和竖曲线重叠位置，悬灌段和合龙段节段施工精度要

求高，严格和精准牵引反力支座，中线、高程误差才能控制在20mm以内。

7.5高速铁路要点施工多。封锁线路并停电180次（每次4小时），其中，连续梁转体2次，连续梁合龙8次，桥面系施工2次；自连续梁转体开始限速160km/h，至桥面系施工完成取消限速，共24天。

7.6由于参建单位高度重视和组织得力，整个施工过程质量优良、安全、低成本，仅七个月就完成了全部施工，做到了运输、施工两不误，得到上级部门的一致好评。桥梁转体技术在其中发挥了重要的作用，显示出强大的生命力，具有较高的推广价值。

参考文献

（1）《下行联络线跨东外环特大桥施工图》（2009年）

（2）《I类变更设计下行联络线跨东外环特大桥（40+64+40）m连续梁转体施工图》（2011年）