京张城际铁路有限公司 北京 300402
摘要：随着铁路事业的不断发展，桥梁施工新工艺层出不穷。转体施工越来越多是用到跨铁路桥梁工程施工中。当新建道路工程遇到需上跨既有线路时，将不得不面临影响运营、施工难度大等问题，为最大程度的减少对已有线路运营的影响，保证已有线路各方面安全，越来越多的开始采用桥梁转体施工技术，但转体施工往往面临着施工风险高、技术要求严格，工艺流程紧凑等问题，施工环节质量控制要求高，风险预测和评估难度大，因此探讨桥梁转体施工技术是一项十分必要的课题。本文结合工程实例，对跨既有铁路线连续箱梁桥转体施工技术进行了研究，为今后的同类型工程施工管理提供参考。
关键词：桥梁 转体施工 方案
Abstract：With the continuous development of railway enterprise，bridge construction technology emerge in endlessly.The swivel construction is more and more used in the construction of railway Bridges.When the new road projects meet needs across both on line，will have to face the impact operations，construction difficult problems，such as，to the greatest degree of reduce the impact on the operation of the existing line，to ensure the safety of existing lines in all aspects，more and more began to adopt technology of bridge construction，often face high risk in the construction of the construction，strict technical requirements，process problem such as compact，high construction link quality control requirements，risk prediction and assessment is difficult，so the study of bridge construction technique is a necessary task.In this paper，combining with engineering example，the across both lines of continuous box girder bridge construction technology are studied，provide a reference for future similar engineering construction management.
Key words：Bridge、Swivel Construction、Construction Scheme
引 言
近年来，随着我国高速铁路的快速发展，每年均有大量的高速铁路、公路得以兴建。当新建路线需要上跨既有线路时，不得不面临影响运营、施工难度大等问题[1-3]。为避免或最大程度的减少对已有线路运营的影响，保证已有线路各方面安全，越来越多的开始采用桥梁转体施工技术，但转体施工往往面临着工期短、施工风险高、技术要求严格，工艺流程紧凑等问题，施工环节质量控制要求高，风险预测和评估难度大，针对这一问题，相关建设人员应在明确道路桥梁施工质量管理目标的前提下，找出加强路桥工程项目施工质量的管理策略[4-6]。合理的施工方案可以在确保施工质量的基础上缩短施工周期、提高施工效率、降低施工成本[7-9]。因此，上跨高速铁路桥梁的施工方案及安全措施尤为重要[10]。本文结合工程实例，对跨既有铁路线连续箱梁桥转体施工技术进行了研究，以期为今后的同类型工程施工提供参考。
1 工程概况
1.1 设计概况
特大桥跨铁路转体桥是新建北京至张家口铁路站前及“三电”迁改工程的重点工程，全桥长3503.48m，上跨大秦线设计为双线（60+100+60）m转体连续梁，墩号从23#至26#，位于直线上，线路纵坡2.5%，竖曲线半径25000m，线间距5m，设计时速350km/h。
连续梁与大秦铁路相交角度为38o，相交处土木特大桥里程为DK104+272，大秦铁路中心里程K223+002，位于沙城东至北辛堡间。梁底与桥下接触网立柱顶面最小间距3.63m。24#墩承台边距大秦线路基坡脚最近为2.6m，距轨道中心线最小水平距离17.92m；25#墩承台边距大秦线路基坡脚最近为3.93m，距轨道中心线最小水平距离为20.91m。24#墩地面标高527.914m；25#墩地面标高529.071m，大秦线此处道床顶标高约537.54m，比墩位处地面分别高出9.63m、8.47m。
图1-3 连续梁与大秦线现场照片
1.2 自然特征
根据野外地质调查及钻孔揭示，桥址区范围地层除人工填土外，主要有第四系全新统湖积层。分别为第四系人工填土（Q4ml）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）。勘察期间未见地表水。勘察期间地下水埋深为7.20m-22.8m，地下水对混凝土不具侵蚀性。现场钻井揭示地下水位于地下约65m以下深度。桥址处地震动峰值加速度为0.20g，相当于地震基本烈度8度，地震动反应谱特征周期0.35s，属2类场地。最大冻结深度0.99m。
2 施工方案
桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接）成形后，利用摩擦系数很小的滑道及合理的转盘结构，通过转体就位的一种施工方法，结合施工现场的实际情况，将整个工程分为四阶段施工。
2.1 转体前的准备工作
2.1.1 转体前施工的遮板栏杆
本工程转体结构设置于24#、25#主墩顶部，转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统等组成。为减小后期桥面系施工对大秦线的影响，确保设备和行车安全，转体前施工部分遮板和栏杆，交叉处左右幅均完成18m长度范围，如图2-1所示。为确保平衡，应在各墩位另一端关于转动中心对称地施工同样长度的遮板和栏杆，若工期紧张未完成施工，则应采取配置措施，配重物可采用钢筋、钢绞线、混凝土块等，但应计量准确。
图2-1转体前施工的遮板栏杆示图
2.1.2 挂篮拆除、转体平台搭设
24#、25#主墩13#节段施工完成后拆除挂篮，清理桥面不需要的荷载，拆除既有上桥爬梯，搭设转体操作平台和爬梯。转体操作平台地基要求平整，承载力不小于100KP，浇筑20cm厚C20混凝土垫层。支架采用盘扣钢管搭设，宽1.5m和1.8m，平台高17.65m，顶面与墩身连接增加稳定性，并满铺脚手板，四周设置1.2m高防护栏杆、警示标志、灭火器。平台支架立杆在连续梁支座处加密为60×60cm，铺满I20a工字钢和MGE滑板，作为支座顶推滑道。
2.1.3 称重、配重
称重前需解除临时固结，解除临时固结的顺序为：抽掉撑脚底抄垫的三块MGE板、割除临时固结钢结构、卸落拆除砂箱。施工中应注意：在抽掉撑脚底抄垫后，应在主跨方向的两对撑脚底部铺设20mm厚MGE板，确保撑脚底间隙不超过8mm；割除临时固结钢结构时，应同步进行，进度一致；卸料、拆除砂箱应同步、对称进行，进度一致；解除临时固结过程中，应注意观察、记录各撑脚底部间隙等。
转体前称重的目的是测试转体梁不平衡力矩、摩阻系数，对转体姿态进行分析，并确定转体梁平衡配重。
2.1.4 限位措施
为防止试转、正式转体超转，在滑道上对应位置安装限位装置。限位装置应适用、轻便，以便人工操作。拟采用δ20mm厚钢板与滑道边缘焊接作为挡板，在挡板前面安装I20a工字钢横梁形成限位。
2.1.5监控监测系统
连续梁施工过程中，委托有资质的监控单位对梁体进行监控。在梁体1/4、1/2跨度截面均设置了传感器，对梁体应力、应变进行监测。转体前，对梁体应力、应变进行采集并与计算结果复核，无误后方可转体。24#、25#转动前在上转盘外圆设置“转动刻度盘”。转动刻度盘分上、下两行，上行刻度表示梁端中心转过的弧度长，下行刻度表示转过的角度。转角的最小单位为0.5°，上转盘对应弧长为3.9cm，梁端中心对应的弧长为42.8cm。刻度盘显示角度范围为0～35°（转体角度31°，梁端转过弧长26.51m），刻度盘总长度2.718m。下转盘设置指针，初始时将指针停放在0刻度上，当指针到达5°时梁体试转结束，当指针到达31°时梁体转体转动到设计位置。
图2-2刻度盘示图
梁端距终点1m左右时，结束千斤顶连续工作状态，采取“点动”方式就位，并采用全站仪对梁体轴线位置进行测量，采用水准仪对梁体标高进行测量，确保就位后轴线、标高符合设计要求。
2.3 转体
在正式转体之前应该进行试转体，试转体的目的主要是检验转体方案的实用性、可靠性；检验整个指挥系统的协调性；检验操作人员是否明确自己的岗位职责和协同反应能力，并通过演练取得经验并找到差距，以便进一步改进预定的转体方案；同时测试连续千斤顶加载后的工作性能，并确定合理转速的油泵控制参数、“点动”、停止牵引后转动体在惯性作用下可能产生的转动距离。
正式转体应在试转体成功后、充分总结试转体试验数据、经验的基础上方可进行，选择通视良好、风速小于6级的天气，并应在铁路局批准的“要点”时间段内进行，采取接触网停电转体。转体前监控单位对梁体线型、应力、应变进行测定，提供摩擦系数、不平衡力矩、配重重量等资料，并与理论值进行对比，确保在允许范围之内，监控领导组共同签字确认。
为防止转体后中跨合拢口坠人、坠物侵入铁路限界，造成行车事故或损坏铁路设备，大秦线上空梁端、梁两侧设置1.2m高栏杆，并采用密目安全网防护，安装警示标志，不得逗留或抛物。同时距梁边、梁端1m范围内不得堆放物品。
2.4 梁体精调及锁定
当转体梁梁端中心位置偏差在20mm以内时，应停止转体，对梁体进行精调，使其中心位置、高程符合设计和规范要求。
3安全保证体系及措施
3.1建立健全安全生产保障制度
实行安全生产逐级管理，即一级管理由项目部经理负责，二级管理由各分部经理负责。贯彻国家有关安全生产的法律、法规，突出安全管理重点，划分安全责任区，制定安全包保责任制，逐级签订安全承包合同，明确各级岗位职责，同时建立与经济挂钩的激励约束机制。开工前分批次组织全员安全教育，使每个人都掌握施工的安全知识，考核合格后方可上岗。对从事特种作业的电工、电焊工、机械驾驶员、机械工、吊装司机等人员严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规则》进行安全培训，考核合格，取得《安全操作合格证》后持证上岗。对持证者进行登记存档，规范管理。对上岗证要按期复审，并要设专人管理。
其他安全管理制度主要有：安全培训教育制度、班前安全讲话制度、安全生产会议制度、安全施工报告制度等。
3.2 安全措施
3.2.1 营业线（邻近）施工安全措施
严格按《营业线施工和邻近营业线施工安全管理措施》的要求报审施工方案、签订安全协议和审批施工计划；严格按施工方案、施工计划施工，严禁无计划或超计划施工；做好安全技术交底和安全教育培训工作，特种作业人员持证上岗；按要求设置现场防护员和驻站联络员。防护员、驻站员由正式职工担任，并经太原铁路局培训考试合格，持证上岗，严格履行各自职责；做好轻质物品的收集、存放工作，防止飘至铁路限界；大型机械实行“一机一人”防护；服从相关管理单位监护人员的指令等。
3.2.2 高空作业安全措施
高空作业从业人员要定期体检，凡患有高血压、心脏病或贫血等其他不适合高空作业的疾病的人员，不得从事高空作业；施工中对高处作业的安全技术措施，发现有缺陷和隐患时必须及时解决，危及人身安全的，必须立即停止作业；高处作业所用的物料工具，均应堆放平稳。有可能坠落的物件，应一律先行撤除或加以固定。严禁抛掷传递物件；雨天或雪天进行高空作业时，采取可靠防滑、防寒或防冻的措施，水、冰、霜等及时清除，6级以上大风、浓雾等恶劣气候，不得进行露天攀登和悬空高处作业；作业人员从规定的通道上下，穿防滑鞋，佩带安全帽、安全带等。
3.2.3 人身安全卡控措施
行车、特种作业人员、机械设备、工具操作人员和新上岗、转岗必须进行三级安全教育及其他规定的安全教育，经培训考试合格后，方可上岗作业；作业中必须按规定着装、佩戴防护用品和正确使用防护用具，严格执行安全技术操作规程；严禁疲劳作业或带病作业；严格遵守劳动纪律，认真执行保休制度，班前充分休息，严禁班前、班中饮酒；严禁脱岗、串岗、私自替班或换班，不得做与工作无关的事情；高空作业人员必须身体健康，无高血压、心脏病或恐高症等疾病；雷雨或大风天气不得进行高空作业等。
其他安全措施主要有：行车安全卡控措施、视频监控安全措施、施工期间的防风措施、安全施工报告制度等。
3.3 应急预案
应急救援组织体系要贯彻“常备不懈、统一指挥、行动迅速、高效协调、持续改进”原则。当事故发生时，各单位救援队队长立即启动预案，同时要以最快的速度报告项目经理部。必要时寻求消防、医疗、交通管制、抢险救灾等社会救援部门的帮助；影响行车安全的，应立即向铁路局相关单位汇报，配合抢修。
事故发生后，现场应急救援队立即组织各责任小组展开救援，根据现场情况采取相应的应急处置措施，控制事态扩展。各责任小组立即实施抢救排险，并随时贯彻执行救援指挥针对险情做出的决策。如有人员受伤，当事人或发现人应立即拨打120救护车到事故现场救护伤员，并积极采取有效措施防止事态扩大。伤员医疗救护医院为怀来县人民医院。
主要的应急保障措施有：通信与信息保障、应急队伍保障、应急经费保障、应急装备保障等。
4 结语
随着我国铁路事业的不断发展，大量跨越铁路的桥梁建设也逐渐增多。为不影响既有线运营，采用转体施工是跨线桥的最佳选择。跨铁路桥梁转体施工是一种新工艺，很值得推广。在具体的施工中，依据工程或是项目的实际情况，如在跨越深谷、公铁立交等具体情况下都可以进行尝试。对于特殊桥位处来说，如果能采用此工艺，效果更加理想。
本文结合新建北京至张家口铁路特大桥工程实例阐述了桥梁转体平转法具体施工方案与主要施工过程，分析了在施工过程中存在的技术问题，在桥梁转体流程控制，转体前准备、转体时间计算及控制、桥梁转体等环节，做出详细的方案设计；同时对现场施工安全可能存在的风险进行全面的分析，对施工中存在的施工安全风险、劳动安全风险进行研判，并提出控制措施；同时相应的进行了安全保证体系及应急预案措施设计，为同类型工程的施工组织设计提供了可参考方案。
提高桥梁施工质量管理水平首先应从施工管理目标入手，通过建立桥梁施工保障体系，优化施工管理以及制定安全保证体系及措施，来满足交通运输业发展对路桥施工质量管理控制提出的要求。这是促进现代化经济建设快速稳定发展的关键，相关建设人员应将其作为重点研究对象。
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论文作者:彭元山
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/23
标签：桥梁论文; 作业论文; 铁路论文; 措施论文; 人员论文; 高空作业论文; 刻度盘论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;