案例分析跨线桥施工技术探究

案例分析 跨线桥施工技术探究

李才波

广东省基础工程集团有限公司 广东 广州 510620

摘要：在桥梁跨线桥工程中，需对箱梁进行转体施工，但常遇交通疏解问题。基于此，本文以相关案例作为研究对象，探讨跨线桥转体施工技术应用关键环节，确保有效控制桥梁变形，并尽可能减少周边交通环境的影响，缩短工期。

关键词：桥梁工程；跨线桥；结构设计；转体施工技术

Case Analysis research on construction technology of cross-line bridge

Li Caibo

(Guangdong Basic Engineering Group Co., Ltd.Guangzhou, Guangdong,510620,China)

Abstract:In the bridge cross-line bridge project,The box girder needs to be transformed,However, traffic relief is often encountered.Based on this, this paper takes relevant cases as the research object,Discuss the key links of application of transbody construction technology of cross-line bridge,Ensure effective control of bridge deformation,And reduce the impact of the surrounding traffic environment as much as possible,Reduction of erection time.

Keywords: Bridge Engineering; Cross-line bridge; Structural design; Swivel Construction Technology

前言

随着现代交通工程的稳定建设，在跨线桥工程不断增多的情况下，需较多使用转体施工来完成。而跨线桥箱梁转体施工和其他的施工工法不同，关键技术在于下部桥梁结构、转体箱梁浇筑和转体旋转合拢时牵引力、转体速度、角度等。为了保证桥梁施工更加快速和稳定，并有效解决因交通或施工场地限制问题，必须对跨线桥转体施工技术做出改进探索，以促进社会效益和经济效益的良好发展。

1 案例分析

在广州某地区的一级公路快捷化改造建设中，工程项目建设从白云区到花都区，总长度18300m，宽度60m，设计速度控制在60km/h。为促进主线交通的有效运行，将原道段城市主干路等级（路面车速为40km/h）升级为一级主干道路。改造后，高架桥的设计车速也要达到60km/h，安全等级为一级；高速高架桥需有架空高压电缆等设施。但工程地处交通繁忙路段，周边还有村镇、客运站，须保持路面交通运营的状态下进行道路改造施工。故此，为解决工程建设期间交通疏解、限高问题，需要结合实际条件运用跨线桥转体施工技术，以保证桥梁施工质量。

2 建设条件

（1）周边建筑物。工程周边的房屋和桥梁的位置存在一定距离，地势较为平坦，对桥梁的设计不会因为地形和周边建筑物带来影响。该工程为某客运站跨线桥，需跨越三个红绿灯路口，交通疏解是该工程能否顺利实施的关键。

（2）地下管线和地上杆线。沿线均建设完整的市政管线。查询管线物资料可知，地下存在煤气管道、给水管道、雨污水管道等；尤其在跨线桥北侧，大量220KV架空高压电缆，离地面约17～22m高，影响三跨混凝土箱梁施工。故此，在具体施工期间需要作出相关应对措施。

（3）场地地质、水文条件。该地区的岩土层结构为第四系人工填土层、第四系全新统冲积层、残积层等。地下水为上层滞水、承压水及基岩空隙裂隙承压水等。据调查分析，对地下水腐蚀性做出评价，具体见表1。

表1 地下水腐蚀性试验结果

数据显示，场地土对混凝土结构为微腐蚀性，在强透水层中也存在微腐蚀性。如果是在弱水层中，混凝土结构则存在弱腐蚀性。

（4）岩土工程地质分析。在对地基土进行评价期间，发现杂填土和素填土中大部分为路基填筑土。管线施工，存在新旧土交错，成分比较复杂，土质不够均匀，承载力差异性大，土层工程性质也较差。而粉质土，整体为一种可塑状，且存在较高的承载力，工程性能更好。据调查分析，地下水和地表水对工程也产生一定影响。该段区域地表水为丰富的孔隙水，会给桥梁施工带来很大影响，所以桥桩成孔施工期间要做好护壁措施^[1]。

根据地质资料显示，下伏基岩为石灰岩，岩溶洞隙很发育，对匝道桥基础灌注桩施工安全性影响较大。地质灾害以地面塌陷为主，局部为地面崩塌。本场区灰岩面上覆盖多为粘性土及砂层，且溶洞顶板较薄，填充性差；局部地段存在土洞，多为无填充或半填充。如果在外力作用下，有可能造成溶洞顶板塌落及土洞崩塌，发生塌陷事故，需采取护筒或者泥浆护壁措施。

基于对区域内地质资料的分析，也发现该地区的地质结构相对简单，场区距区域性断裂远，未发现存在断裂的情况，场地的地质结构较稳定，适合工程建设。

3 桥梁结构设计

3.1总体设计

首先要布置好桥梁横断面，因为高架桥为直线，故要对标准段的桥宽以及桥跨布置方式与结构型式需进行细仔分析^[2]。该高架桥的上部分结构为现浇预应力箱梁，下部结构为双柱式桥墩横梁。

3.2 上部分结构设计

该工程上部结构为整体现浇预应力砼连续箱梁，3～4跨一联，为等高箱梁，高为2m；属直线型桥梁，断面为单箱五室型。从景观的角度分析，箱梁断面使用斜腹式，确保整体更加流畅^[3]。

3.3 下部分结构设计

（1）桥墩。该工程桥墩采用双柱式墩，矩形断面，墩顶部位置为扩大头，四角为圆弧倒角。

（2）支座。采用盆式橡胶支座，连续梁桥每联设定一个固定的中墩，每个中墩设计两个支座。

（3）桥台。该工程桥台建设为现浇钢筋砼支壁式桥台，承台则为多桩承台，高1.6m。每个搭板的长度控制为6m，厚度控制为0.35m，搭板的宽度和桥面行车道的宽度一致。

（4）承台。在跨线桥承台使用工字型，承台截面高度为2.2m。

（5）桩基础。整个桩基使用灌注桩桩径为Φ1200和Φ1600。成孔施工工艺主要是钻挖成孔等，桩长度须按地质信息资料进行有效分析，宜在30m～60m之间。

3.4 附属结构设计

（1）桥梁护栏。该桥梁护栏主要为侧护栏和中央分隔带护栏。项目均采用F型混凝土护栏，且路侧的护栏防撞等级为SA级，中央分隔带护栏的防撞等级为SAm级。对于护栏的高度，将其设计为1m，路侧的根部位置厚度则为0.5m，中央分隔带护栏的根部尺寸则为0.5m。在桥面的伸缩缝位置，需要将桥梁护栏段开，保证间隙控制在桥面伸缩缝设计的位移量以下^[4]。

（2）桥面防水和铺装。将桥面防水层需要设置在桥面铺装和结构顶面之间，利用聚氨酯防水涂料，保证该涂料的性能符合一定的工程技术要求。如果是现浇箱梁，要将其防治在防水层以下。桥面则使用沥青砼铺装，将其铺设在防水层上，且厚度设置为10cm。

（3）桥面排水。桥面上不仅要增加纵横坡排水，在各个轴桥面的低侧桥梁护栏位置，还需要设置一个进水口，且下方增加排水管，且按照桥墩表面位置进行地面排水系统的设计。

（4）伸缩缝。该工程实际建设中，伸缩缝主要为单缝式异钢伸缩缝，按照所在区域的气温和桥梁的分布情况，要在各个桥梁和桥台之间增加伸缩缝，该伸缩缝也要保证和桥面连接更稳固。

3.5 桥梁耐久性设计

（1）分析混凝土结构的耐久性要求。对于混凝土的强度和水胶比，都需要能够满足环境条件的具体要求^[4]。比如：纵梁和横梁，环境的作用等级为C，混凝土的强度等级为C50，则最大的水胶比则为0.45。（具体见表2）

表2 不同环境作用等级的混凝土最大水胶比

各个构件钢筋的混凝土保护层厚度要按施工图设计要求，期间要分析最小的保护层厚度，且在对钢筋进行布置的时，须有效分析负允差，保证钢筋的最小保护层厚度均能符合设计要求。此外，为了有效控制混凝土的质量，还要详细分析混凝土的保护层厚度、钢筋的准确定位，以确保混凝土的振捣密实度和均匀性更一致。总之，只有对混凝土积极保护，才能对混凝土的早期收缩裂缝情况积极控制

^[5]。

（2）钢结构的防腐要求。在对护栏压顶钢管、钢材紧固件进行处理期间，都需要使用热浸锌处理。

4 跨线桥转体新技术

该工程跨线桥在经客运站路口和高压线下采用了一种新型转体技术，相对于常规转体技术进行了较大的改进。即（2×27.5+35+30）m+（3×30）m连续箱梁横跨客运站道路路口和下穿220KV高压电缆，桥宽为 26.5m，桥面较宽，可采用分幅布置。该联桥跨采用墩顶法转体，待箱梁水平转体就位后，施工合龙段，完成箱梁的合龙，最后拆除球铰，上部结构整体落架至永久支座上。由于跨线桥施工现场环境不具备左右幅桥梁在两侧分别转体的条件，故此设计采用了一种分幅桥梁单球铰整体转体新工艺。即将上部梁体平面设计为“Ｈ”形，在转体墩的墩顶用横梁连接左右两幅桥，完成箱梁与转体系统的固定，并在横梁的转体球铰上方设置临时塔横向张拉墩顶横梁，以改善转体时横梁的悬臂受力状态。

受外部环境限制，转体长度为（90+30）和（30＋60）ｍ。由于两端转体长度相差悬殊，无法通过单纯配重达到转体平衡，因而采用一种辅助支撑系统的方法来解决转体平衡。该系统由滚轮小车支撑、滚轮小车轨道、弧形轨道梁支撑平台、齿轮驱动系统和电气控制系统共同组成（如图1 所示）。取消常规转体的牵引索牵拉转体，通过齿轮驱动使滚轮小车支撑沿弧形轨迹运动，进而带动梁体进行水平转体。

图1 转体辅助支撑系统连接

该桥转体方式具有转体稳定性好、自动化程度高、可正转也可反转、能自动精准对位等特点，可减少不对称结构转体所需的平衡配重量及转体时的牵引力，实现施工区域狭窄、场地受限条件下的桥梁转体施工平转桥梁的转体球铰技术。而对于该工艺发展经历相当长的时间以来，由最初的混凝土球铰到如今承载能力超过30000ｔ的钢球铰，设计制造技术日臻成熟，但对于超大质量转体球铰，以往的设计及制造仍存在直径较大、无法分解拆装组合、运输及安装较为困难等缺点。

5 总结

基于以上的分析和研究，在该工程桥梁转体施工中成功应用，实现了转体牵引系统的有效利用。同时，该施工工法可以将桥梁变形情况控制在合理范围内，保证了桥梁转体工作的顺利开展，且工期也得到了有效缩短，使整个工程项目顺利完成。

参考文献

[1]肖建新.郑州中心区铁路跨线桥超大吨位转体施工技术[J].交通科技,2013(1):23-27.

[2]李秀东.荣乌高速公路孤庄营跨线桥转体不平衡称重试验研究[J].铁道建筑技术,2012(4):25-29,76.

[3]陈曾彪.跨线桥水平转体法设计与施工关键技术研究[J].交通世界（上旬刊）,2020(12):114-115.

[4]王莹.浅谈跨线桥的悬浇与转体组合施工关键技术[J].工程建设与设计,2018(22):150-153.

[5]陈顺超,黄平明,龙厚胜.考虑施工误差的弯坡跨线桥转体施工线形调整[J].工程勘察,2012,40(4):61-65,84.