王文明

（中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司，山西 晉中 030600）

1 工程概況

新建貴陽(yáng)至南寧高速鐵路貴州段GNZQ-3 標(biāo)陳家莊清水河雙線特大橋16～19#墩設(shè)計(jì)采用一聯(lián)（66+112+66）m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，其中16～17#墩跨越既有黔桂線路（單線），線路與既有鐵路交角為88.6°，17～18#墩跨越未投入使用的都獨(dú)公路，公路與線路夾角約為82°（圖1）。因跨越既有鐵路，采用傳統(tǒng)的墩底轉(zhuǎn)體施工，因重量過(guò)大、重心過(guò)高，極易發(fā)生轉(zhuǎn)體傾覆；采用墩頂轉(zhuǎn)體施工，因墩頂尺寸小，無(wú)法滿足轉(zhuǎn)體平臺(tái)、梁體臨時(shí)錨固等結(jié)構(gòu)設(shè)置空間要求，17#墩單T 構(gòu)采用墩中轉(zhuǎn)體施工結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的球鉸位于墩頂以下4～8.7m 區(qū)間，球鉸重量8 000t，是繼成昆鐵路后，國(guó)內(nèi)第二座采用墩中轉(zhuǎn)體施工的橋梁，同時(shí)也是墩中轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)首次在高速鐵路中應(yīng)用，其墩中轉(zhuǎn)體高度（53m）、轉(zhuǎn)體跨度（66m）、單T 構(gòu)轉(zhuǎn)體重量（7 320t），均創(chuàng)造新的國(guó)內(nèi)施工記錄。

圖1 17#墩與既有鐵路、公路位置關(guān)系圖

2 墩中轉(zhuǎn)體橋梁支架體系施工技術(shù)特點(diǎn)

1）針對(duì)墩中轉(zhuǎn)體橋梁結(jié)構(gòu)中上墩身與下墩身正交布置，上墩身兩側(cè)懸出下墩身范圍2.5m的情況，通過(guò)在上墩身懸出部分正投影下方的下墩身頂部設(shè)置三角托架結(jié)構(gòu)、上墩身底部與三角托架之間的空間采用承插式腳手架的支架結(jié)構(gòu)體系，解決了墩中轉(zhuǎn)體橋梁這一新型結(jié)構(gòu)中上墩身施工支架搭設(shè)困難、施工周期長(zhǎng)、材料投入多的問(wèn)題；同時(shí)利用墩身永久結(jié)構(gòu)作為傳力體，安全可靠。該三角托架后續(xù)可作為轉(zhuǎn)體施工作業(yè)平臺(tái)使用。

2）優(yōu)化了墩中轉(zhuǎn)體橋梁0#塊支架搭設(shè)型式，充分利用下墩身頂部轉(zhuǎn)體平臺(tái)的狹小空間，設(shè)計(jì)一種直接在下墩身頂部?jī)蓚?cè)搭設(shè)兩排鋼立柱的方法，進(jìn)行0#塊梁柱式支架施工，過(guò)程中輔以牽引反力座工序后置+外邊一排鋼立柱底部固結(jié)四拼工字鋼的措施，解決了鋼管柱與牽引反力座位置沖突、部分鋼管柱位置超出下墩身范圍的問(wèn)題。

3）上墩身施工所使用三角托架、墩身預(yù)埋件等構(gòu)件均為模塊化裝配式設(shè)計(jì)思路，采用統(tǒng)一定型尺寸，可在項(xiàng)目所有連續(xù)梁上周轉(zhuǎn)使用，循環(huán)利用率高，周轉(zhuǎn)材料投入少，施工成本低；焊接工作集中在廠內(nèi)完成，高空作業(yè)主要采用銷接方式，加工效率高，安拆方便，施工安全性高。

4）針對(duì)轉(zhuǎn)體橋梁主墩上下墩身截面均為直坡墩，尺寸統(tǒng)一，球鉸轉(zhuǎn)盤(pán)直徑與墩身圓弧端直徑相同的情況，通過(guò)定制施工模板，采用2m+2m+1m+0.5m+0.5m 的幅高組合，施工過(guò)程中即兼顧上下墩身翻模施工需要，又滿足球鉸圓形轉(zhuǎn)盤(pán)使用；同時(shí)在下墩身頂部節(jié)段托架預(yù)埋件安裝時(shí)，割除孔洞僅需切割幅高0.5m的模板，即節(jié)約成本，又實(shí)現(xiàn)整個(gè)墩身不同部分的組合需求，降低模板損耗，節(jié)約了能源。

3 墩中轉(zhuǎn)體橋梁支架體系施工工藝原理

3.1 墩中轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)體系及步驟

1）墩中轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)體系包括主墩下墩身、轉(zhuǎn)體體系、主墩上墩身、0#塊施工等。主墩采用空心墩，墩身為圓端形直坡墩，截面尺寸上下統(tǒng)一，為12m×7m，下墩身采用翻模施工，高37.3m；上墩身與下墩身正交，高4m。距離墩頂下4～8.7m 區(qū)間設(shè)置墩中轉(zhuǎn)體系統(tǒng)，轉(zhuǎn)體系統(tǒng)由上、下球鉸、撐腳、滑道、定位骨架、牽引系統(tǒng)等組成，轉(zhuǎn)體系統(tǒng)以球鉸支承為主，撐腳起抗傾覆作用。下轉(zhuǎn)盤(pán)和下球鉸一道埋設(shè)于下墩身最頂面節(jié)段；鋼球鉸直徑為3.0m，上轉(zhuǎn)盤(pán)直徑為7.0m，球鉸結(jié)構(gòu)豎向承載力設(shè)計(jì)值為8 000t，轉(zhuǎn)體重量約為7 320t。

2）轉(zhuǎn)體系統(tǒng)安裝完成后，依次完成上墩身施工、0#塊施工。上墩身采用下墩身頂部節(jié)段預(yù)埋托架上立A 型承插盤(pán)扣腳手架現(xiàn)澆施工；0#塊利用下墩身頂部轉(zhuǎn)體作業(yè)平臺(tái)，采用梁柱法立模現(xiàn)澆施工。

3.2 上墩身托架結(jié)構(gòu)體系

1）上墩身高度4m，與下墩身采用90°正交布置，兩側(cè)懸出下墩身2.5m。上下墩身間高度1.7m 為上球鉸及轉(zhuǎn)盤(pán)區(qū)，以下1.25m 為球鉸支架區(qū)。上墩身施工時(shí)采用在下墩身兩側(cè)各預(yù)埋10 榀三角托架，托架上搭設(shè)承插盤(pán)扣腳手架立?，F(xiàn)澆上墩身混凝土（圖2）。托架間采用18 工字鋼橫向聯(lián)接成整體，按照托架上方腳手架間距模數(shù)，托架間距按60cm、90cm 對(duì)應(yīng)布置。

任何投資都存在風(fēng)險(xiǎn)，購(gòu)買個(gè)人理財(cái)產(chǎn)品本身也是一種投資，其本身也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，而我國(guó)居民大都對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知程度不夠，僅僅看重收益率。2018年6月份以來(lái)頻頻爆出的P2P“暴雷”事件就是一個(gè)很好的佐證。實(shí)質(zhì)上，理財(cái)產(chǎn)品其本身是存在一定風(fēng)險(xiǎn)，即使是保本型理財(cái)產(chǎn)品也要面臨著通貨膨脹風(fēng)險(xiǎn)，忽視風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)導(dǎo)致個(gè)人投資者產(chǎn)生一定的財(cái)產(chǎn)損失。

圖2 上墩身支架搭設(shè)完成

2）托架為本支架體系主要構(gòu)件，由預(yù)埋件（圖3、圖4）、三角牛腿、銷軸組成。

圖3 預(yù)埋件構(gòu)件BIM模型

圖4 預(yù)埋件實(shí)物圖

3）下墩身兩側(cè)圓弧段工作平臺(tái)在下墩身施工時(shí)預(yù)埋套筒，后續(xù)可安裝牛腿托架及配套型鋼支架，可用來(lái)充當(dāng)0#塊模板和轉(zhuǎn)體施工作業(yè)平臺(tái)。

3.3 0#塊支架結(jié)構(gòu)體系

1）利用下墩身頂轉(zhuǎn)體作業(yè)平臺(tái)，通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，將落地式鋼立柱直接搭設(shè)在下墩身頂（圖5），一方面充分利用墩身永久結(jié)構(gòu)避免了支架基礎(chǔ)下沉帶來(lái)的隱患；另一方面將鋼立柱有效長(zhǎng)度大幅減小，確保支架結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)，大幅節(jié)約了支架搭設(shè)成本。

圖5 下墩身頂0#塊鋼管柱安裝完畢

2）每側(cè)鋼立柱設(shè)計(jì)2 排，每排3 根，施工中針對(duì)外側(cè)一排鋼立柱中間根位置與轉(zhuǎn)體橋牽引反力座沖突、兩邊2 根位置位于下墩身外的情況，通過(guò)將牽引反力座施工順序后置（施工轉(zhuǎn)體系統(tǒng)時(shí)先不施工牽引反力座，0#塊完成后再施工），并增設(shè)四拼懸挑I56b 工字鋼的方法，將鋼管柱立于工字鋼上（圖6），有效解決了該區(qū)域無(wú)法設(shè)置鋼立柱的問(wèn)題。

圖6 外側(cè)鋼立柱立于型鋼上

3.4 施工工藝流程

高速鐵路墩中轉(zhuǎn)體橋梁上墩身及0#塊支架施工工藝流程如圖7 所示。

圖7 墩中轉(zhuǎn)體橋梁支架體系施工工藝流程圖

4 施工關(guān)鍵工序及操作要點(diǎn)

4.1 上墩身支架搭設(shè)

1）墩中轉(zhuǎn)體橋主墩上墩身以球鉸為界與下墩身正交，墩頂實(shí)體段外露出墩外，施工時(shí)采用托架法結(jié)合滿堂腳手架進(jìn)行支架搭設(shè)。

2）上墩身施工所用托架及預(yù)埋件結(jié)構(gòu)采用集中加工的形式，三角托架主要桿件采用I32b 工字鋼，托架、預(yù)埋件結(jié)構(gòu)的所有零部件在廠內(nèi)直接焊接成為整體成品。為保證焊接質(zhì)量，采用二氧化碳保護(hù)焊。

3）在進(jìn)行下墩身最頂部節(jié)段施工時(shí)，同步進(jìn)行預(yù)埋構(gòu)件的安裝。提前計(jì)算好預(yù)埋件設(shè)計(jì)坐標(biāo)，精確放樣控制好預(yù)埋件位置，在墩身模板對(duì)應(yīng)位置開(kāi)孔進(jìn)行預(yù)埋件安裝，將預(yù)埋件與墩身鋼筋焊接確保位置牢固。預(yù)埋件安裝時(shí)，要避免與下轉(zhuǎn)盤(pán)的工序干擾。

5）三角托架安裝完成后，在上方安裝I20b分配梁，每側(cè)分配梁共6 根，間距與上方腳手架橫向間距一致，具體為4×60cm+90cm。分配梁搭設(shè)完畢后，在其上方搭設(shè)承插式盤(pán)扣腳手架及方木，完成上墩身支架體系搭設(shè)。

6）按設(shè)計(jì)要求完成支架體系預(yù)壓，進(jìn)行上墩身混凝土澆筑施工。

4.2 0#塊支架搭設(shè)

1）主墩0#塊采用梁柱式支架型式，利用已澆筑完成的下墩身為支架基礎(chǔ)。

2）下墩身頂面清理干凈后，進(jìn)行支架搭設(shè)。每側(cè)鋼立柱共兩排，在外面一排鋼立柱位置先安裝四拼的I56b 工字鋼，工字鋼間焊接牢固，并用精軋鋼錨固于下墩身上防止傾覆。

3）鋼立柱采用630×12mm 螺旋焊管，兩側(cè)各兩排，每排各3 根，共12 根，每根長(zhǎng)5m。鋼立柱間設(shè)置橫向剪刀撐，外邊一排鋼支撐支立在四拼工字鋼上方，鋼支撐與四拼工字鋼焊接固定，內(nèi)排鋼立柱與墩身混凝土通過(guò)植筋固定。

4）鋼支撐上方放置雙拼I56B 主梁，上鋪分配梁及底模桁架，支架搭設(shè)完成驗(yàn)收合格后，利用砼預(yù)壓塊對(duì)支架進(jìn)行荷載試驗(yàn)。

5）預(yù)壓完成后，進(jìn)行0#塊混凝土施工。

5 施工控制要點(diǎn)

1）支架施工前，應(yīng)按設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)交底，明確施工方法、選用材料、焊接要求、工藝流程和安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。支架原材料及構(gòu)配件使用前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查驗(yàn)收。

2）支架吊裝過(guò)程中應(yīng)防止吊運(yùn)物件碰撞支架及其他既有設(shè)施。

3）支架預(yù)埋件位置及標(biāo)高應(yīng)準(zhǔn)確設(shè)置，安裝過(guò)程中應(yīng)及時(shí)校正。

4）鋼管與基礎(chǔ)間應(yīng)連接牢固，接頭空隙應(yīng)采用適當(dāng)厚度的鋼板填塞緊密。下層剪刀撐安裝完成后方可進(jìn)行上層鋼管安裝。

5）支架搭設(shè)完成后應(yīng)對(duì)支架支墩（立桿）、縱橫梁、模板等結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢驗(yàn)。

6 效益分析

1）經(jīng)濟(jì)效益 該技術(shù)充分利用已澆筑完的墩身作為支撐結(jié)構(gòu)一部分，在有限的空間內(nèi)，將上墩身、0#塊原設(shè)計(jì)的落地支架優(yōu)化為托架及墩上支架，結(jié)構(gòu)安全、搭設(shè)簡(jiǎn)單，節(jié)約鋼材205t，混凝土152m3，最大化地減少了支架傾覆對(duì)即有黔桂鐵路的影響，有效降低了行車安全風(fēng)險(xiǎn)，提高了工程整體施工進(jìn)度。

2）環(huán)保節(jié)能效益 該技術(shù)通過(guò)對(duì)于墩中轉(zhuǎn)體連續(xù)橋梁新結(jié)構(gòu)上墩身和0#塊施工支架體系的優(yōu)化，大幅度減少了周轉(zhuǎn)材料投入；同時(shí)本橋支架所用材料均利用現(xiàn)場(chǎng)余料進(jìn)行加工，托架制作成定型尺寸結(jié)構(gòu)，可在其他連續(xù)梁循環(huán)使用。

7 結(jié)語(yǔ)

在新建貴陽(yáng)至南寧高速鐵路貴州段GNZQ-3標(biāo)陳家莊清水河雙線特大橋（66+112+66）m 預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁17#主墩施工中，首次在高速鐵路施工中采用墩中轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了適宜高墩墩中轉(zhuǎn)體施工的橋梁上墩身及0#塊新型支架結(jié)構(gòu)體系，形成了成套的高墩墩中轉(zhuǎn)體橋梁上墩身及0#塊支架施工技術(shù)，有效保證了作業(yè)安全和施工質(zhì)量，減少了周轉(zhuǎn)材料投入，提高了施工工效，保質(zhì)保量完成了陳家莊清水河特大橋墩中轉(zhuǎn)體橋主墩上墩身和0#塊施工，具有廣闊的推廣應(yīng)用。