公路工程跨線天橋轉(zhuǎn)體施工及質(zhì)量控制

徐磊

摘要 文章針對狹小空間跨線天橋轉(zhuǎn)體的方案選型、施工工藝等進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以頂升變形和轉(zhuǎn)體線性監(jiān)控作為控制指標(biāo)，通過實(shí)踐數(shù)據(jù)分析確定跨線天橋轉(zhuǎn)體施工的合理性和安全性。依托工程為安徽省肥西縣某項(xiàng)目的上跨天橋順利轉(zhuǎn)體，驗(yàn)證了該轉(zhuǎn)體施工設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，對后續(xù)類似工程的建設(shè)具有參考和借鑒作用。

關(guān)鍵詞 公路擴(kuò)建;跨線天橋;位置改變;轉(zhuǎn)體施工

中圖分類號 U445.46 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）07-0136-03

0 引言

通過查閱大量文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)，跨線天橋轉(zhuǎn)體由于施工作業(yè)條件及工程造價(jià)要求不同，采用的施工方法也有所不同，施工方法主要有轉(zhuǎn)盤墩轉(zhuǎn)體施工和模塊車頂升轉(zhuǎn)體[1]兩種，轉(zhuǎn)盤墩轉(zhuǎn)體施工適用于施工作業(yè)環(huán)境廣闊的情況，而模塊車頂升轉(zhuǎn)體同時(shí)具有適用作業(yè)環(huán)境復(fù)雜的優(yōu)勢。該文主要介紹模塊車頂升轉(zhuǎn)體的施工方法及質(zhì)量控制要點(diǎn)。

1 項(xiàng)目概述

安徽省肥西縣某項(xiàng)目，樁號K673+263.34上跨橋?yàn)槁坊鶈畏鶚?，橋梁跨徑布置為?0+2×25+20）m，全長96 m，橋面總寬8.5 m，凈寬7.7 m。上部結(jié)構(gòu)形式為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁;下部結(jié)構(gòu)形式為柱式墩、肋板臺、樁基;瀝青混凝土橋面鋪裝。橋梁技術(shù)狀況評定為一類，該橋?qū)儆谕诜絽^(qū)域的天橋，與高速公路成28°斜交，擬通過原位繞中墩轉(zhuǎn)體后進(jìn)行再利用，橋梁結(jié)構(gòu)形式見圖1、圖2。

2 施工準(zhǔn)備

（1）對待轉(zhuǎn)體橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查，評估橋梁使用狀況。

（2）測量橋面線形、梁底線形及地面標(biāo)高，復(fù)核測量梁底凈空高度。

（3）對橋梁周邊高壓電線、天然氣管道等構(gòu)筑物進(jìn)行調(diào)研，轉(zhuǎn)體施工期間不能對周邊現(xiàn)有結(jié)構(gòu)物造成破壞。

（4）對臨近周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)研，就近選擇支架拼裝場地。

（5）在中央隔離帶搭設(shè)通行爬梯，做好施工人員進(jìn)出工作，避免橫穿高速公路。

3 模塊車頂升轉(zhuǎn)體施工

3.1 施工工藝流程圖（見圖3）

3.2 轉(zhuǎn)體移運(yùn)路徑及拼裝場地平整硬化

（1）為滿足轉(zhuǎn)體時(shí)模塊車的行走需要，對整個(gè)轉(zhuǎn)體路徑上的場地進(jìn)行處置，通過開挖、回填、整平、碾壓，地基承載力達(dá)到120 kPa以上，地基處理完成后在其上采用20 cm厚C30混凝土硬化，硬化后的場地也可作為模塊車轉(zhuǎn)運(yùn)、支架體系的拼裝場地。

（2）場地布置為臺階型，靠近橋臺位置的場地進(jìn)行墊高，模塊車盡量靠近梁端以減少頂升過程中梁端懸臂長度，邊墩內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)體平臺高程與高速公路應(yīng)急車道路面高程保持一致，硬化時(shí)可拆除高速公路波形護(hù)欄進(jìn)行銜接。

（3）中墩位置轉(zhuǎn)體平臺施工需要對中分帶內(nèi)的兩側(cè)波型護(hù)欄和綠色植被進(jìn)行移除，施工過程中做好對中分帶處管線保護(hù)措施，轉(zhuǎn)體施工完成后恢復(fù)中分帶護(hù)欄。

3.3 車載支撐組拼

按設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行支架、模塊車組拼裝調(diào)試。單組模塊車組以1.4 m的高度行駛至轉(zhuǎn)體支架底部，精確定位，然后抬高模塊車，模塊車支撐組拼示意圖見圖4。

3.4 拆除現(xiàn)役天橋伸縮縫、切割拆除原橋臺背墻、擋塊

挖除臺背填土，將橋臺背墻露出。采用繩鋸先切割拆除擋塊，再切割拆除背墻。切割完成后的混凝土塊采用50 t汽車吊吊裝移除。

3.5 模塊車組就位

模塊車組拼調(diào)試完成后，以1.4 m高度的姿態(tài)馱載轉(zhuǎn)體支撐架行駛至梁底，按預(yù)先放出的模塊車位置精確就位，復(fù)測模塊車組間距，保證模塊車組平行且中間墩兩側(cè)模塊車組對稱布置。模塊車組精確定位后，升高模塊車組高度，使車載支架的全部支撐點(diǎn)與梁體充分接觸。模塊車編號由1#～10#逐一編號，具體就位示意圖見圖5。

3.6 轉(zhuǎn)體施工

利用模塊車組高精度同步頂升系統(tǒng)將梁體整體向上頂升50～55 mm，控制頂升速度在5～10 mm/min之間。正式頂升時(shí)，須按下列程序進(jìn)行。

（1）操作：按預(yù)設(shè)荷載進(jìn)行加載和頂升;

（2）觀察：各個(gè)觀察點(diǎn)應(yīng)及時(shí)反映測量情況;

（3）測量：各個(gè)測量點(diǎn)應(yīng)認(rèn)真做好測量工作，及時(shí)反映測量數(shù)據(jù);

（4）校核：數(shù)據(jù)報(bào)送至現(xiàn)場領(lǐng)導(dǎo)組，比較實(shí)測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異。

在頂升的同時(shí)做好數(shù)據(jù)記錄。具體數(shù)據(jù)記錄見表1。

整個(gè)同步頂升過程中對模塊車組、車載支撐及箱梁進(jìn)行施工監(jiān)控，確保整個(gè)頂升過程中結(jié)構(gòu)安全。待支座上蓋板脫離支座滑板，可順利轉(zhuǎn)出時(shí)，解除模塊車組鎖死裝置，啟動(dòng)模塊車組，以中間橋墩為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，車組沿設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)體路徑中心旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)體過程加強(qiáng)施工監(jiān)控。梁體準(zhǔn)確就位后，采用模塊車組液壓系統(tǒng)同步下放梁體，同步性控制在5 mm以內(nèi)。待梁體與支座全部接觸后，分級卸載模塊車組油壓，至車載支撐與梁體脫離，然后移除模塊車組。

3.7 監(jiān)控測量

轉(zhuǎn)體過程中，在橋梁上設(shè)置監(jiān)測儀器，實(shí)時(shí)監(jiān)控橋梁關(guān)鍵截面應(yīng)力、橋端位移、轉(zhuǎn)體速度、空間位置、風(fēng)速風(fēng)力、牽引力等相關(guān)參數(shù)，測量人員對規(guī)劃的轉(zhuǎn)體路線、模塊車組運(yùn)行控制、轉(zhuǎn)體控制、梁體精確定位等施工工序進(jìn)行嚴(yán)格把控，掌握轉(zhuǎn)體過程中的橋梁工作狀態(tài)，播報(bào)監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，及時(shí)進(jìn)行糾偏，確保施工的安全性。

3.8 支座更換

新橋的支座形式與老橋相同，中墩的支座為固定支座。為保證落梁時(shí)支座準(zhǔn)確就位，下連接鋼板的地腳螺栓孔先不進(jìn)行灌漿固結(jié)，落梁時(shí)支座的位置可以進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，確保安裝精度。

3.9 落梁就位

天橋轉(zhuǎn)體就位后，進(jìn)行精確定位，安裝全橋支座，落梁，完成轉(zhuǎn)體工作。

3.10 剩余結(jié)構(gòu)施工

新建橋臺背墻、擋塊、耳墻及搭板施工，伸縮縫安裝，接線銜接。場地清理、材料設(shè)備退場。

4 模塊車頂升轉(zhuǎn)體質(zhì)量控制要求

4.1 模塊車組運(yùn)行控制

模塊車組運(yùn)行步驟如下：

（1）指令長給出指令，啟動(dòng)模塊車組，按既定線路、設(shè)計(jì)行駛速度行駛;

（2）觀察員在模塊車組旁觀察各組模塊車組油壓變化，各組油壓差（與理論油壓相比）超過3 MPa即向指令長報(bào)告，指令長給出指令，暫停移動(dòng)模塊車組;

（3）指令長向現(xiàn)場工程副指揮匯報(bào)情況，組織各專業(yè)工程師指定調(diào)節(jié)方案，指令長下達(dá)指令，調(diào)節(jié)模塊車組油壓，使每組車油壓差在3 MPa以內(nèi)，再次啟動(dòng)模塊車組;

（4）再次觀察轉(zhuǎn)體過程中各組的油壓差，直至模塊車組轉(zhuǎn)體至落梁設(shè)計(jì)位置。

4.2 轉(zhuǎn)體控制

轉(zhuǎn)體控制主要包括路徑控制、速度控制、道路自適應(yīng)控制、箱梁姿態(tài)及應(yīng)力控制、全過程安全控制[2]等。分別采取對應(yīng)措施確保轉(zhuǎn)體的順利進(jìn)行。

路徑控制：提前在模塊車組控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)限制，如轉(zhuǎn)角等;利用建立的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位導(dǎo)航;在行走路面上提前進(jìn)行路徑劃線控制，以方便現(xiàn)場施工人員進(jìn)行直觀觀察及控制。

速度控制：提前在模塊車組控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置速度限制，最大轉(zhuǎn)動(dòng)線速度控制在50 m/h以內(nèi)。

道路自適應(yīng)控制：轉(zhuǎn)體前再次清理行走路徑并做好保護(hù)措施，確保行走路徑的順暢無障礙;當(dāng)有坡度或路面凹凸時(shí)，模塊車組自身可自動(dòng)適應(yīng)平移道路的不平整路況，自動(dòng)調(diào)整箱梁的水平狀態(tài)，車輪上下自動(dòng)可調(diào)幅度為±30 cm，安全可靠，確保良好的路面適用性。

箱梁姿態(tài)及應(yīng)力控制：通過建立的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控箱梁的姿態(tài)和關(guān)鍵位置的應(yīng)力狀態(tài)，確保箱梁姿態(tài)在可控范圍內(nèi)，箱梁應(yīng)力不超過允許值。

全過程安全控制：通過人員、組織、管理、現(xiàn)場協(xié)調(diào)與管控、方案交底、班前教育等多種形式配合現(xiàn)場的監(jiān)測、監(jiān)控加強(qiáng)轉(zhuǎn)體過程的安全控制。

4.3 梁體精確定位

梁體旋轉(zhuǎn)至新橋位時(shí)，降低模塊車組高度，使梁體與支座間隙小于2 cm，具體定位步驟如下：第一步定位模塊車組前輪達(dá)到預(yù)設(shè)邊緣線;第二步定位梁底調(diào)平塊與支座對齊;第三步定位橋面中心線與橋臺中心線對齊;第四步定位車載裝備群的幾何中心與中央墩中心重合。

4.4 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

既有跨線天橋轉(zhuǎn)體工程，施工前應(yīng)組織相關(guān)人員對臨時(shí)結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備、橋梁自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查驗(yàn)收。驗(yàn)收合格并經(jīng)監(jiān)理工程師同意履行全部簽字手續(xù)后，方可對橋梁主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)體作業(yè)。

為確保施工質(zhì)量，過程中需要對模塊車組檢查驗(yàn)收、托架檢查驗(yàn)收和地基基礎(chǔ)檢查驗(yàn)收，具體驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)參見相關(guān)的驗(yàn)收規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)束語

該項(xiàng)目實(shí)踐表明，模塊車組頂升轉(zhuǎn)體施工具有“邊通車、邊施工、高質(zhì)量、高效率”的特點(diǎn)，有效地避免老橋拆除對環(huán)境產(chǎn)生的影響和新建跨線天橋施工對高速公路通行安全的影響，推動(dòng)了現(xiàn)役跨線天橋轉(zhuǎn)體改造再利用發(fā)展的進(jìn)程，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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