高铁跨高铁万吨级曲线T构桥转体施工技术研究

2018年第18期（6月 下）

高铁跨高铁万吨级曲线T构桥转体施工

技术研究

史健，王哲峰

（中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武汉 430014）

摘要：结合新建郑万高铁跨越既有京广高铁转体T型刚构桥的施工，阐述了转体系统由上下球铰、销轴、撑脚、砂箱、滑道、牵引系统、助推及限位系统等组成，对转体施工过程中梁体的预配重、临时锁定拆除、称重试验及配重、正式转体等重、难点工序进行了分析，可为后期类似转体桥梁的施工提供参考。关键词：万吨T构桥；转体施工；可视化监控 中图分类号：U445.4

文献标识码：B

1 工程概况

郑万高铁上行联络线特大桥与京广高铁交叉位置采用（73+73）m转体T构桥上跨通过，T构桥位于R=2500m的线路曲线上，纵坡8.9‰，由于曲线引起的横向偏心为22.6cm，转体角度为45°。转体系统位于上下承台之间，球铰设计竖向承载力为100000kN。主墩采用直坡空心墩，主梁为单箱单室结构，梁宽7.6m，梁高按圆曲线变化，由中支点处7.5m渐变至4m。

T构桥通过平行于京广高铁制梁，制梁位距离京广高铁最近距离为23.3m。通过转体系统逆时针转动50°实现上跨京广高铁，转体完成后梁底距离京广高铁接触网最近距离为1.62m。施工现场如图1和图2所示。

工，所以球铰在安装过程中应充分考虑梁体由于曲线引起重心与型心不重合的向曲线外侧的横向偏心。球铰安装在球铰支架上，通过承台预埋的预埋件与球铰支架进行可靠连接，并通过球铰支架上的调节螺栓对球铰的安装水平度进行精调，保证球铰水平度＜0.5mm。

图1 现场图（转体前） 图2 现场图（转体后）

图3 转体系统构造示意图

下球铰上应根据球铰筋板的安装位置，预留混凝土振捣孔及排气孔，防止球铰下部混凝土出现不密实，影响整个球铰的受力[1]。2.2 滑道

滑道是整个转体过程中撑脚的走行系统，同时也是转动过程中防倾覆的安全保障。滑道包括：支架、滑道钢板及不锈钢板。

滑道支架的定位根据球铰的安装中心为基准点，并通过承台预埋件与支架进行可靠连接，防止在混凝土浇筑过程中出现偏移，影响滑道的安装精度。滑道支架上设置上下可调节螺栓，用于调整滑道钢板在安装过程中的水平度，滑道的水平度直接影响后期转体过程中撑脚在滑道上的行走是否顺利，所以要求滑道的安装水平度＜1mm。所有滑道钢板上进行焊接的部位必须全部经过仔细打磨，保证滑道的平整。

2 转体系统

转体系统由上下球铰、销轴、撑脚、砂箱、滑道、牵引系统、助推及限位系统等组成。由于转体系统是整个转体桥梁的核心，是关系到转体能否顺利进行的关键工序，所以转体系统的加工及安装精度是整个转体施工的重中之重。如图3所示为转体系统构造示意图。2.1 球铰

球铰分为上下两部分，通过销轴进行连接，上下球铰为耐磨板。耐磨板普遍采用四氟滑片，但本桥首次在万吨级球铰上采用了改性超高分子量聚乙烯板。其优点在于摩擦系数小，根据试验结果，此种材料动摩擦系数仅为0.03，转动过程中可有效地降低牵引力。

由于本桥位于平曲线上，桥梁采用曲梁曲做的方法施

收稿日期：2018-01-17

作者简介：史健（1984—），男，工程师，从事施工管理工作。

12.3 临时锁定

临时锁定系统主要包括承受压力的砂筒及抵抗拉力的精轧螺纹钢。本桥根据制梁过程中模拟受力情况，在制梁位的横纵轴线两侧对称设置12组砂筒，砂筒根据受力计算情况对其进行预压并保证预压后砂筒的高度保持一致[2]

。

抗拉构件采用型钢的较多，采用型钢可减少预埋的数量。但本桥采用44根Φ40mm不均匀对称布置的精轧螺纹钢作为抗拉构件，采用精轧螺纹钢作为临时锁定抗拉构件在施工过程中较为繁琐，但在临时锁定解除时，由于连接节点增加，可有效观察临时锁定解除过程中梁体的倾斜情况，并采取相应的措施，保证梁体在临时锁定解除过程中的安全性。2.4 防倾覆系统

撑脚作为防倾覆系统的主要构件，在球铰设计过程中应根据梁体的最大不平衡力矩对撑脚进行安全性验算，保证撑脚具有足够的刚度抵抗梁体的不平衡力。

本桥对称布置的6组撑脚，撑脚与滑道之间间隙为20mm。撑脚内填充微膨胀混凝土，并与上承台连接成一个整体。整个制梁过程中撑脚不参与受力，撑脚与滑道之间的间隙在施工过程中应进行封闭保护，防止在施工过程中杂物进入间隙，对后期清理造成不必要的麻烦。

转体过程中撑脚与滑道之间支垫厚15mm四氟滑板，使原来20mm间隙缩小到5mm，可保证梁体出现倾斜时，撑脚直接支撑在滑道上，保证梁体的安全稳定[3]。2.5 牵引系统

牵引系统主要由埋入上承台内的钢绞线作为牵引索，与下承台浇筑为一体的牵引座作为反力座。

上承台牵引索预埋时需特别注意牵引索引出承台混凝土的位置必须平顺，不能出现牵引索与混凝土交角过大，后期转体过程中牵引索可能会受上承台混凝土的弯折，造成安全隐患。

牵引反力座在浇筑前应在千斤顶受力位置预埋钢板，在牵引过程中千斤顶应与预埋钢板进行密贴受力[4]

。

3 转体施工

3.1 梁体的预配重

梁体预配重主要是防止梁体不平衡力矩过大在临时锁定拆除过程中梁体突然倾斜。在控制梁体的不平衡重方面主要采取两方面的措施：梁体混凝土施工过程中的控制及梁体施工完成后通过预配重进行调节。

梁体的不平衡配重主要在施工过程中控制，本桥在梁体施工时对所有模板的结构尺寸进行核实检查，对所有钢筋安装过程中设计图纸外的辅助钢筋全部进行记录，防止梁体在模板及钢筋安装过程中出现偏差，造成梁体的不平衡重过大。梁体混凝土浇筑过程中进行对称浇筑，所有混凝土均经过磅称重，并在施工现场实测混凝土的容重，为后期梁体的预配重提供依据。

整个梁体施工完成后，利用三维激光扫描仪对梁体的所有结构断面进行扫描建模，根据所建立的梁体模型结构

交通世界TRANSPOWORLD计算梁体各节段体积，用以复核混凝土称重过程的误差，并计算出梁体的预估不平衡配重，用于梁体的预配重。3.2 临时锁定拆除

临时锁定的拆除顺序为先精轧螺纹钢后砂箱。临时锁定拆除前应在6个撑脚上分别安装2个测量撑脚与滑道横纵向间隙变化的千分表，以便于在拆除临时锁定过程中及时了解梁体是否发生倾斜，如千分表读数变化明显应采取相应的临时支撑，保证梁体稳定后再继续进行拆除。

精轧螺纹钢应先横桥向后纵桥向以球铰中心对称进行割除，割除完成的精轧螺纹钢长度应满足在转动过程中不发生冲突为准。砂箱的拆除原则与精轧螺纹钢的拆除原则相同。本桥在临时锁定拆除过程中梁体未发生明显的倾斜，可判断为梁体的静摩擦力矩能够克服梁体的不平衡力矩[5]。

由于临时锁定拆除后至梁体的正式转体还需要一段时间，所以应在上下承台之间做必要的临时支垫，保证梁体在大风等恶劣天气情况下的稳定性。3.3 称重试验及配重

梁体的称重试验原理为：利用千斤顶的顶升力矩、自平衡体系的自重平衡力矩、球铰的摩阻力矩三者力矩平衡的原理。

具体试验方法为：在梁体的横纵向4个位置分别放置提供顶升力的千斤顶，分别利用4个位置的千斤顶对梁体施加上顶力，直至在撑脚上设置的用于测量撑脚与滑道之间间隙的千分表发生突变，则判断为梁体球铰发生滑动。此时的顶升力矩已知，可分别计算出球铰的摩阻力矩及不平衡力矩。

本桥根据现场称重试验数据，横桥向不平衡力矩为3440kN/m，纵桥向不平衡力矩为14070kN/m。由于本桥梁宽仅为7.6m，配重横桥向不平衡力矩位置有限，效果不明显，且满足转体施工的控制要求，所以本桥未对横向不平衡力矩进行配重，仅对纵桥向不平衡力矩进行配重。固在转体施工过程中，转体系统的受力必将是球铰与两个撑脚共同参与的三点受力。3.4 正式转体

正式转体过程主要分为两个阶段：①连续转动阶段；②点动转体阶段。根据规范要求转体过程中梁端线速度v≤1.2m/min，转体角速度w≤0.02rad/min。

正式转体前由两个牵引千斤顶分别按照100kN/级进行分级加载，直至梁体开始转动。根据梁端线速度v≤1.2m/min，可推算出油缸最大线速度，并根据油缸的最大线速度控制整个梁体转动速度。待梁体转动至距离设计位置1m左右时，停止连续转动操作，根据测量数据进行相应时长的点动操作，直至梁体中心线与设计中心相吻合。

4 结语

综上所述，转体施工的桥梁一般在各施工标段均为控制性的关键线路，所以在施工过程中应对其充分重视，尤其是转体施工的关键构件的加工、安装及保护。随着铁

（下转第171页）

165交通世界TRANSPOWORLD一些不法黑客就会利用这些端口漏洞对高速公路计算机收费网络系统进行不法入侵，从而窃取机密资料。通常情况下，高速公路计算机收费网络系统开发方在进行软件开发的过程中会留下后门，这就导致系统不完善，一旦这些后门被不法人员利用起来将会造成非常严重的后果。因此，想要提升高速公路计算机收费网络系统的安全水平，就必须对高速公路计算机收费网络系统进行安全配置，只有这样才能保证高速公路计算机收费网络系统不被损害。2.4 收费网络应用系统存在的安全隐患

在使用高速公路计算机收费网络的过程中同样具有某些安全隐患，相关部门必须组织程序编写人员对其进行补救，给高速公路计算机收费网络的正常运行提供一个稳定的环境，同时在高速公路计算机收费网络使用的过程中进行定期维护，只有这样才能减少高速公路计算机收费网络系统被不法人员入侵的机会。

客户在不知情的情况下，存款被转账、盗领，在向银行查询后，才知道是遭黑客入侵。瑞穗银行已发生两件类似案件，遭到500万日元的损失。日本警视厅高科技犯罪对策中心接到报案后已展开调查，并从被害人的计算机中查到间谍软件，这种软件可自动记录输入计算机的资料，并透过网络传送给第三者。这就是不法人员利用系统漏洞窃取客户重要信息的例子，虽然计算机技术能够为人们的日常工作带来巨大的便利，但是在方便的同时还有着巨大的安全隐患，这些隐患一旦被忽视将会造成巨大的经济损失，高速公路计算机收费网络系统必须引此为戒，加大对高速公路计算机收费网络系统的监督力度。3.3 人员培训

据相关统计，部分工作人员已经对当前所使用的计算机网络技术教学模式有所意见，因此，必须加大计算机网络技术课程的改革力度。在进行基于计算机网络技术课程的创新研究的过程中要建立如下要点：第一，进行基于计算机网络技术课程要注意工作人员的接受程度；第二，进行基于计算机网络技术课程仿要注意该工作人员的兴趣高低；第三，进行基于计算机网络技术课程要培养工作人员的学习能力。

3 提升高速公路计算机收费系统安全的措施

3.1 提升链路安全

物理传输链路具有防盗、避免线路被电磁干扰等效用，这就能为高速公路计算机收费网络设备提供一个安全、稳定的运行环境。同时。工作人员还要严格按照相应的标准进行设计工作，尤其是布线工作要符合系统性能，在施工的过程中要符合安装标准。3.2 清除网络结构安全隐患

在构建高速公路计算机收费网络系统的过程中，应该选择我国自主品牌设备，设备品牌要多样，对于不需要的端口必须进行封闭，只有这样才能避免不必要的风险。工作人员还要在高速公路计算机收费网络系统出口和入口设置防火墙，这样就能对系统中存储的数据起到防护作用。同时网络结构可以通过WLAN对局域网采取保护，这样才能保证各类局域网络运行过程的安全性，避免出现网络风暴并要隔离敏感数据用户，主要是由于不同的WLAN之间的交替是借助路由器传输信号，所以要采取相应的措施才能够防止某段网络被入侵者攻击，而出现大面积的网络安全隐患情况。

当前，各行各业都已经运用了计算机网络系统，比如去年日本3家银行eBank、网络银行和瑞穗银行中，有

4 结语

综上所述，高速公路作为国家经济发展的重要硬件支撑，在不断发展的同时，也要注意信息数据的安全性。当前，我国大部分的高速公路已经完成了计算机收费网络的建设，高速公路计算机收费网络投入使用固然为人民出行带来了方便，但是还是存在着许多问题。

参考文献：

[1] 刘萧，冯彬彬，吴丽娟. 共筑航运网络安全的铁壁铜墙

[J]. 中国船检，2017（7）：38-40.

[2] 吴丽娟. 叶黎明，解正梅. 高速公路计算机收费网络安全

对策探索[J]. 产业与科技论坛，2016（14）.

[3] 叶黎明，解正梅，吴丽娟. 高速公路联网收费系统网络

安全的分析与对策[J]. 中国交通信息产业，2007（7）.

（编辑：蔡海霄）

（上接第165页）

路跨铁路、公路跨铁路的桥梁越来越多，转体吨位也将越来越大，而转体施工目前已是一套比较成熟的桥梁施工方法，其在桥梁施工过程中起到的作用越来越明显。

庄：石家庄铁道大学，2016.

[3] 董琴亮. 跨既有铁路线大跨连续梁桥转体施工与控制技

术[J]. 中外公路，2014（4）：143-147.

[4] 程飞，张琪峰，王景全. 我国桥梁转体施工技术的发展

现状与前景[J]. 铁道标准设计，2011（6）：67-71.[5] 陈宝春，孙潮，陈友杰. 桥梁转体施工方法在我国的应

用与发展[J]. 公路交通科技，2001（2）：24-28.

（编辑：刘学文）

参考文献：

[1] 王昌杰. 转体施工T型刚构桥整体受力分析与桥墩优化设

计[D]. 成都：西南交通大学，2017.

[2] 张龙. T型刚构桥悬臂及转体施工控制技术研究[D]. 石家

171