墩顶转体桥转体定位及中跨合龙施工技术研究
陶美祥，钟祺，光明
（中交一公局第一工程有限公司，北京102205）
[摘要]为保证转体合龙精度和实现接触网不停电进行中跨合龙施工，在张呼客运专线蒙古营印河特大桥跨集包线、京包线墩顶转体连续梁施工过程中，通过对激光投线仪精确对中研究，无需测量人员上桥操作即可实现转体梁 的精确对中及姿态调整.通过对中跨合龙段绝缘板吊架新技术应用，即便合龙位置邻近铁路线接触网也可在其不停电的环境下，施工人员可安全地进行施工操作.
[关键词]桥染工程；墩顶转体；激光投线仪；绝缘板；吊架
[中图分类号]U445.55*9
[文献标识码]A[文章编号]1002-8498（2016）18-0115-04
Study on ConstructionTechnology ofPierSpan ClosureandSwivelforBridges
( No. 1 Engineering Co. Id. af FHEC af CCCC Beijing 102205 China)
Tao Meixiang Zhong Qi Guang Ming
Abstraet ;In order to ensure the swivel and closure precision and implementation of catenary power ofpassenger dedicated line Mongolian line and Beijing-Baotou line by the research on laser cast mid-span closure construction in the continuous beam construction process of Zhangjiakou-Hohhotinstrument precision the precise swivel and atitude adjustment of the beams can be realized. Aninsulating plate hanger is applied in mid-span closure segment of beam the safety of construetion workersare insured even their position adjacent to the railway contact line can also be constructed and operatedunder the power of the environment.
Key words bridges ;swivel pier ;laser cast instrument insulation board ;hanger
而通常铁路施工安全规范中要求距离铁路接触网桥梁转体施工工艺从20世纪40年代开始出的距离≥2m，但本桥中跨合龙时吊架底部距接触网
0
现，采用转体施工建设的大桥不胜枚举.目前，桥净空只有1.30m，不能满足接触网的最小安全施工 梁转体施工工艺多数用于跨既有铁路线，既有铁路距离.线施工安全管理比较严格，审批程序较复杂，必须在给定的天窗点内完成工序，传统的转体施工精度控制为采用全站仪和水准仪进行测量计算，通过测量计算再对现场进行点控调整，而此中的测量 计算就需要花费大量时间，同时需要测量员拿着测量仪器上桥进入既有铁路线，存在一定的安全隐患.另外部分转体桥由于邻近既有铁路线，不可避免地在施工过程中存在施工作业面邻近既有铁路 线的高压接触网的情况，例如本文中蒙古营印河特大桥墩顶转体后连续梁中跨梁底至接触网最小净
通过对连续梁墩顶转体对中控制施工和近距离接触网不停电下的中跨合龙施工积极开展技术研究，应用激光投线仪进行转体过程中的梁体对中测量控制，采用加设防触电隔离措施的行走吊架施 工确保即使工作面邻近不断电的接触网仍然安全顺利完成中跨合龙施工.通过这2项技术的研究应用，确保了该桥转体施工在有限的“天窗”时间下得以顺利完成施工.
1蒙古营印河特大桥设计要点
蒙古营印河特大桥全长1410.15m，本桥于本空为1.94m，接触网电压为25kV单相工频交流电，线里程DK183960处跨越既有京包线，于本线里程DK184953.5处跨越既有集包二线，2处均采用（405640）m连续梁跨越既有铁路线，图1所示
为墩顶转体连续梁全桥布置.连续梁采用满堂支架现浇墩顶转体施工工艺，国内连续梁转体施工 多为承台转体，墩顶转体施工在国内可借鉴的成功经验少，施工工艺复杂.
该桥在连续梁主墩墩顶设置桥梁转动结构（见图2），转体结构由球较、转体销轴、撑脚、滑道、牵引反力座、牵引系统等组成.上转盘位于连续梁中支 点下部，上转盘预埋钢绞线牵引索，并采用2套ZLD200连续液压系统提供转体牵引动力.连续梁转体施工段长54m，边跨现浇段长13.6m，合龙段长2m
图1墩顶转体连续梁全桥布置（单位：m）
Fig. 1 Arrangement of continuous beam of bridges( unit ;m)
图2转体结构解剖Fig. 2 Swivel instrument
桥梁下部结构施工完成后（包括主墩及下转盘、边墩、临时支墩等结构），吊装上球较，安放撑脚、砂箱等转体结构：上转盘完成后进行连续梁转 体施工段的现浇施工：转体施工段完成后进行转体施工，转体精确定位后锁定梁体进行边跨现浇段施工.随后进行桥梁体系转换，最后浇筑中跨合龙段.
2激光投线仪精确对中控制技术
采用激光投线仪进行转体施工的精确对中是指利用激光投线仪可发出垂直可见激光线的特点来进行梁体转动轴线的精确对中.转体前在连续梁转体施工段边跨端横断面上安装纵轴线指针，并 在底板上弹出与纵轴线指针垂直的标识线，然后在边跨现浇段平台上精确安装投线仪，在转体即将就位时随时观测激光投线仪发射的十字轴线与梁端设置的十字指针的位置关系，并及时和总指挥联 系，实现点动精确就位.当投线仪发出的垂直可见激光与梁端横断面上标记的垂线重合时，则说明转体到位.万方数据
2.1激光投线仪原理
2.2梁端十字标识线设置
在目标面上标注水平线和重直线的仪器（见图3）. 激光投线仪是可发出垂直或水平可见激光，用于
图3激光投线仪投射可见激光示意Fig. 3 Laser instrument working theory
仪技术参数为水平精度为±1mm/5m：垂直精度为 蒙古营印河特大桥转体对中采用的激光投线±1mm/5m；正交精度为90°±60;发射角度为110°；线激光波长为635nm；点激光波长为650mm；工作距离为工作半径约10m：电源为4.5V：连续工作时间为约6h；工作温度为-10-45℃.
梁端指针设置在连续梁转体施工段边跨端的底板上，作用是标示在梁端横断面上梁体轴线的垂针，水平线标识在底板中线（见图4）.十字线设置 线，并外露梁底50cm，采用直径5mm的钢钎作为指方法如下.
图4梁端指针设置位置
1）根据设计图纸在连续梁转体施工段梁顶测量放样边跨梁端顶板顶转体前轴线点A.
2）根据设计图纸在连续梁转体施工段梁箱室内测量放样边跨梁端底板顶转体前轴线点B.
3）在边跨梁端断面上点A和点B用白线拉出梁体纵轴线的垂线，根据垂线安装梁端指针，由于指针本身直径5mm，存在5mm偏差，因此在指针安 装时注意将指针转体方向的外侧与垂线平齐，以消除偏差.
4）梁端指针的安装采用与箱梁底板外露钢筋进行焊接，要求焊接牢固，保证与垂线偏差=1mm.
5）用全站仪在底板上测量出底板中线，该线为与纵轴线指针垂直的水平标识线，并用墨线弹出（见图5）.
图5梁端指针
Fig. 5 Guide finger at the end of beam
2.3确定激光投线仪的位置
1）放置高度
激光投线仪的最优放置高度是让投线仪与连续梁梁端底板中线处于同一高程，使投线仪投射出的垂线和水平线均能投射在梁端底板断面上.这样的高度最适合技术人员进行观察，而且垂线和水平线同时投射在底板断面上可以清晰观察，垂线和 水平线的交叉点是加强点，便于对中观察.图6为投线仪放置高度控制.
图6投线仪放置高度控制Fig. 6 Height control of laser instrument
2）水平位置放置
激光投线仪对中放置在边跨现浇段的支架上，距离转体后的梁端3m位置的连续梁设计纵轴线上.调整投线仪三脚螺旋，使投线仪水平.
3）投射垂线校核
为保证投线仪投射的十字线达到控制要求，在蒙古营印河特大桥的转体对中中采用挂设纵轴线对中法来校核激光投线仪投射的十字线.
校核方法：①1借助临时支墩和边跨现浇段支架作为挂设白线的平台，在临时支墩墩顶工字钢和边 跨现浇段支架上测量放样出连续梁设计纵轴线，并在临时支墩顶和边跨现浇段支架上标记轴线点：②在标记的2个轴线点上分别焊接12钢筋，钢筋顶部高出临时支墩墩顶50cm，并保证钢筋竖直：③在2根焊接好的钢筋上挂设白线：4挂设好白线后测 量人员对挂设好的白线进行校核，如果发生轴线偏差则进行调整，直到轴线偏差=1mm：5扭动微调旋钮，微调接线射垂线，使投线仪投射出的垂线
与挂设的纵轴线白线重合.
2.4对中过程控制
转体时，每个边跨现浇段支架上搭设平台，并配备2名技术员对转体进行实时观察，当连续梁转体施工段上挂设的垂线与激光投线仪投射出的垂线重合时，转体就位停止转体.技术员用盒尺测量投射仪水平线与梁端底板中心线间的距离，可以直 接得到转体后梁端高程与设计值间的差值，通过干斤顶将梁端十字线与投射仪十字线调整至重合.从而达到转体施工中测量人员不上桥，就能准确控制转体桥姿态调整.图7为对中控制平面示意.
图7对中控制平面示意Fig. 7 Centre position control plan
3近距离接触网不停电中跨合龙施工工艺
因该桥中跨合龙段临近不停电的接触网必须采用特殊的中跨合龙施工工艺及其吊架结构来进行施工，在可移动吊架上安装绝缘板，确保整个吊 架在近距离临近通电的接触网情况下完成中跨合龙段钢筋、模板的安装，保证人员安全，降低既有铁路线施工安全风险，确保在有限的天窗点内迅速安排施工.
3.1吊架设计
吊架由桁架系统、悬吊系统、防护系统、行走系统组成.如图8所示，桁架系统由上桁架和下桁架，通过吊杆和倒链连接，钢轮焊接在上桁架下部，上桁架放置在钢轨上，下桁架下通过绝缘绳连接绝缘 板，在吊架两侧采用角钢和竹胶板形成侧防护.利用钢丝绳将卷扬机与上桁架连接.
1）桁架系统
桁架系统由上横梁、上扁担梁、下扁担梁、下横梁和纵梁组成.纵梁用于承受底模板、外模、内模 的自重、梁段混凝土质量及其他施工荷载，纵梁直接支撑于下横梁上.腹板下纵梁采用12根112.6，
吊架相反方向，连续梁中心位置通过钢丝绳与桁架连接.在上横梁下与轨道接触的4个位置下焊接 钢轮.
3.2吊架安装
中跨合龙段采用吊架法现浇.吊架在既有铁路线一侧安装，滑移至跨中，精确测量后锁定装置.由墩中向跨中铺筑轨道，在距墩中心5m处将上横 梁用起重机整体吊起安装到轨道上，通过上横梁四角上的倒链将底模系统及防护系统整体吊起，临时固定在上横梁下，用卷扬机将吊篮整体牵引至距墩中心10.5m处，将吊篮整体提升60cm，然后移至跨 中，用地错将上横梁锚定，通过倒链将下桁架整体提升至梁底并临时锁定，拧紧吊杆螺钉.工人进入吊架，将侧模就位，并对拉牢固.安装底板对拉杆.图9为吊架吊装就位示意.
图8吊架设计结构示意Fig. 8Hanger design structure
间距10cm布置；底板下纵梁采用17根112.6，间距20cm布置：翼缘板下纵梁采用4根112.6，间距160cm布置，腹板外底角处2根并排布置：下横梁2 道，长15m，间距2m，采用2125双拼，置于下扁担梁上，下扁担梁通过吊杆与上扁担梁连接，下扁担梁采用2125，上扁担梁采用2132，上扁担梁置于上横梁之上，上横梁共计2道，间距3m，长16m，每道横 梁采用2132双拼，上横梁支撑于梁顶轨道上.
2）悬吊系统
悬吊系统由吊杆和倒链组成，在桁架两侧前后各安装1道倒链，共计4个，用于下横梁提升.吊杆采用32精扎螺纹钢，桁架行走时两侧翼缘板外前 后各安装2道长7m吊杆.跨中就位后，采用PVC管在中跨合龙段两侧翼缘板内前后再增加2道长7m螺纹钢，同时在箱室内增加2道4根长2m螺纹钢，用PVC管套好.
a吊架吊装及滑移
3）防护系统
为确保施工时所用物件不能掉进既有铁路线内，同时保证施工人员的安全，在吊架上设置防护系统，防护系统下部与底桁架焊接，防护桁架正面与侧面采用10钢筋每100cm一道，采用竹胶板围 挡，竹胶板与钢筋连接牢固，底桁架上同时满铺竹胶板，形成封闭.
图9吊架吊装就位
Fig.9 Hanger hoisting and locating
3.3钢筋绑扎及混凝土浇筑
绑扎钢筋在模板内施工，不需要“天窗”点，接触网不停电：中跨合龙段混凝土浇筑时需要申请“天窗”点.
为保证接触网不停电，采用在吊篮下方安装绝缘板的施工工艺.具体措施为在梁底平面投影范国及两侧5m范围内的接触网回流线套绝缘套的基 础上，在吊篮模板底部全范围安装绝缘板，绝缘板采用1cm厚环氧树脂绝缘板，每块绝缘板长3m，宽1.5m.中跨合龙段吊篮底宽3m，长16.3m.绝缘板纵桥向3排，横桥向6排，共采用绝缘板18块. 每块绝缘板上纵向钻眼2个，横向钻眼3个，用绝缘绳绑扎在一起，然后整体绑扎在吊篮底横梁上.
3.4吊架撤除
既有铁路线封锁前安装好卷扬机，井松开内模对拉杆井拆除内模，既有铁路线封锁完后，工人进入既有铁路线将吊杆上螺钉松开50cm，将吊架整体底板吊杆.松开侧模对拉杆，将侧模临时固定在下 下放1.5m，工人进入吊架，将底板螺丝松开，并拆除横梁架上，拆除底模.工人离开吊架上桥，整体滑移吊篮至距墩中心10.5m处，下放吊篮60cm，再整体下放，最后用起重机拆除上桁架（见图10）. 体移至既有铁路线外，用上横梁上的倒链将底模整
4）行走系统
行走系统由轨道、牵引2部分组成.行走轨道中，轨道间距5.68m，长35m，钢轨下采用10cm× 由2条平行的QU120钢轨组成，由39号墩铺至跨10cm方木支撑，轨道离梁顶50cm.牵引系统采用JM5慢速圈扬其牵引力50kN，卷扬机安装在与
4结语
张呼铁路客运专线是内蒙古自治区首条客运专线，蒙古营印河特大桥转体跨集包线墩顶转体施
（下转第123页）
图9为千斤顶布置示意.
2结语
（上接第118页）
图9千斤顶布置（单位：m）Fig. 9 Jacks arrangement ( unit;m)
根据蒙古营印河特大桥跨集包线和跨京包线2次转体施工的成功案例，我们研究掌握了连续梁墩 顶转体施工的精准对中方法.
首先要在防超转限位装置的限位保证下，进行以下对中控制措施.采用在转体转盘上安装转体刻度盘记录和控制转体角度，该刻度盘能实时记录 桥梁转体的角度和转体悬臂端走行弧长，为桥梁转体精确就位提供参照.可以对试转角度提供控制，并能在距转体停止5°时提示开始转体点动控制.采用梁端指针结合挂纵轴线的方法进行精确对中定位，该方法较为传统，精确可靠，但是单一采用该
a吊架与果体脱开吊篮滑移
图10吊架拆除Fig. 10 Hanger demolition
工在内蒙古地区为首次运用，其技术标准要求高，施工难度大.该桥在转体过程中利用激光断面仪，快速完成了转体连续梁对中控制：通过制作绝缘板 万方数据
参考文献：
参考文献：
对中方法只能确保轴线精确对中，如果进行标高调整还需要测量人员到梁顶进行测量调整.
激光投线仪转体对中法是本案例创建的全新对中方法，操作简使、观察方使，并在梁端指针结合挂线的传统对中方法的同步双控情况下，验证了采用本方法进行对中后的转体连续梁的轴线偏差满足设计要求，该方法精准可靠，可以进行大面积推 广.同时，采用该方法可以实现不需测量人员上桥便可完成标高调整.
根据张呼客运专线蒙古营印河特大桥的跨集顶转体施工的转体限位和对中方法进行全面总结 包线和跨京包线2次转体的成功案例，对连续梁墩和论证，形成一套比较成熟的转体精确对中保证措施.
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吊篮，实现了近距离临近通电中的接触网环境下顺利完成中跨合龙施工.这2项新技术的应用既保证了转体施工对中控制精度，又加快了施工进度.
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