大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁施工技术领域，尤其是涉及一种大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法。
【背景技术】
[0002]当前中国铁路建设正处于黄金时期，一大批客运专线、城际铁路相继开工并投入使用。客运专线的特殊技术要求，造成其不可能像普通铁路采用平交口。随之而来的是增加了客运专线跨既有运营铁路正线、铁路车站、公路的施工，跨越施工周期长，对营业线运营影响大，安全隐患突出。
[0003]桥梁转体施工是利用摩擦系数很小的球铰及滑道与转盘结构，以简单的设备，将已浇筑完成的两侧庞大桥梁结构，整体旋转安装到位。沾益特大桥和张家田特大桥是沪昆铁路客运专线云南段重难点工程。沾益特大桥全长1768.386m，该桥27#?30#墩以(72+128+72)米连续梁以25.3°交角跨铁路营业线沾益车站，跨越6股道；若采用原位悬灌，主跨投影105米位于既有线上方，影响周期较长。而张家田特大桥全桥长898.563m，本桥15#墩?18#墩上所架设的(60+100+60)米连续梁以40°交角跨铁路营业线贵昆铁路马龙车站，跨越5股道；主跨投影66米位于既有线上方，影响周期较长。其中，上述两个桥梁的主梁均为斜跨既有铁路车站的钢筋混凝土箱梁且其梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，主梁中0#块(即支撑于桥墩正上方的梁段)的高度为10m且其顶底宽度分别为12m和
7.lm，其他节段梁体的顶底宽度分别为12m和6.7m，合龙段箱梁高为5.5m，桥梁悬浇段单T构重量为8600吨。
[0004]实际施工过程中，因沪昆铁路客运专线上跨既有线电气化铁路、车站连续梁数量多，风险源众多，安全隐患过大，采用转体施工，可减少对铁路的行车干扰，缩短对铁路及车站的影响时间。但车站转体跨度大、梁体重量重，风险高，工期紧，施工难度大。因此，对大跨度连续梁跨既有铁路车站转体施工技术的研究对以后类似工程的施工有着重要的指导意义。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法，其方法步骤简单、设计合理且施工简便、施工难度低、使用效果好，能简便、快速完成大跨度连续梁跨既有车站的转体及合龙施工过程，施工过程安全。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法，其特征在于:所施工大跨度连续梁为跨越既有车站的钢筋混凝土箱梁；所施工大跨度连续梁的前后两端分别支撑于第一支墩和第四支墩上且其中跨的前后两端分别支撑于第二支墩和第三支墩上，所述第一支墩、第二支墩、第三支墩和所述第四支墩沿所施工大跨度连续梁的纵桥向由前至后进行布设且其均为钢筋混凝土支墩，所述第二支墩和第三支墩分别位于所述既有车站的左右两侧；所施工大跨度连续梁的中跨由前至后分为中跨前侧梁段、中跨合龙段和中跨后侧梁段，所施工大跨度连续梁的两个边跨均由前至后分为边跨前侧梁段、边跨合龙段和边跨后侧梁段；所施工大跨度连续梁的两个所述边跨分别为位于所述中跨前后两侧的前侧边跨和后侧边跨，所述中跨前侧梁段与所述前侧边跨的边跨后侧梁段组成前侧梁体，所述前侧梁体支撑于第二支墩上且其与第二支墩组成前侧T构悬臂梁；所述中跨后侧梁段与所述后侧边跨的边跨前侧梁段组成后侧梁体，所述后侧梁体支撑于第三支墩上且其与第三支墩组成后侧T构悬臂梁；对所施工大跨度连续梁进行转体及合龙施工时，过程如下:
[0007]步骤一、转体系统施工:在第二支墩和第三支墩的底部分别施工一个转体系统；
[0008]所述转体系统包括下支撑盘、位于所述下支撑盘正上方的上转盘、安装于所述下支撑盘与上转盘之间的桥梁转体球铰和带动上转盘在水平面进行旋转的转体牵引系统，所述下支撑盘和上转盘均为钢筋混凝土结构且二者均呈水平布设，所述转体牵引系统与上转盘进行连接；所述桥梁转体球铰包括下球铰、安装于下球铰正上方的上球铰、连接于下球铰与上球铰中部之间的轴销和支撑于下球铰正下方的支撑骨架，所述下球铰和上球铰均呈水平布设，且轴销呈竖直向布设；所述下支撑盘为下承台，所述支撑骨架埋设于下承台内，且下球铰固定安装在所述支撑骨架上；所述下球铰安装于下承台的中部上方，上球铰上部与上转盘底部紧固连接；
[0009]所述上转盘为圆形，所述上转盘的底部设置有多个撑脚，多个所述撑脚沿圆周方向均匀布设，多个所述撑脚均为钢管混凝土结构且其上部与上转盘紧固连接；多个所述撑脚均呈竖直向布设；
[0010]所述下承台上设置有供多个所述撑脚滑移的环形滑道，所述环形滑道呈水平布设且其位于上转盘的正下方；多个所述撑脚均位于环形滑道上方；所述环形滑道位于下球铰外侧；所述下承台内预埋有对环形滑道进行支撑的环形钢骨架，所述环形滑道固定于所述环形钢骨架上；
[0011]步骤二、第二支墩与第三支墩施工:在步骤一中施工完成的两个所述转体系统上分别对第二支墩和第三支墩进行施工，所述第二支墩和第三支墩均支撑于所述转体系统的上转盘上，所述第二支墩和第三支墩均与其所支撑上转盘浇筑为一体；所述第二支墩和第三支墩均呈竖直向布设且二者分别位于两个所述转体系统的正上方；
[0012]步骤三、前侧梁体与后侧梁体施工:在步骤二中施工完成的第二支墩上施工所述前侧梁体，获得施工完成的所述前侧T构悬臂梁；同时，在步骤二中施工完成的第三支墩上施工所述后侧梁体，获得施工完成的所述后侧T构悬臂梁；
[0013]本步骤中，施工完成后，所述前侧梁体与所述后侧梁体呈平行布设且二者分别位于所述既有车站的左右两侧；
[0014]步骤四、平面转体施工:利用步骤一中施工完成的两个所述转体系统，并通过两个所述转体系统的转体牵引系统，分别对所述前侧T构悬臂梁和所述后侧T构悬臂梁进行平面转体施工，直至将所述前侧梁体与所述后侧梁体均水平转动到设计位置；
[0015]其中，对所述前侧T构悬臂梁进行平面转体施工时，所述转体牵引系统带动所述前侧T构悬臂梁绕第二支墩的中心轴线进行水平转动；对所述后侧T构悬臂梁进行平面转体施工时，所述转体牵引系统带动所述后侧T构悬臂梁绕第三支墩的中心轴线进行水平转动；
[0016]步骤五、边跨合龙施工:对所施工大跨度连续梁的两个所述边跨分别进行合龙施工；
[0017]本步骤中，对两个所述边跨进行合龙施工之前，先对所述第一支墩、所述第四支墩、所述前侧边跨的边跨前侧梁段和所述后侧边跨的边跨后侧梁段进行施工，所述前侧边跨的边跨前侧梁段支撑于所述第一支墩上，所述后侧边跨的边跨后侧梁段支撑于所述第四支墩上；
[0018]对所施工大跨度连续梁的前侧边跨进行合龙施工时，在步骤四中水平转动到设计位置的所述前侧梁体与所述前侧边跨的边跨前侧梁段之间对所述前侧边跨的边跨合龙段进行施工，完成所述前侧边跨的合龙施工过程；
[0019]对所施工大跨度连续梁的后侧边跨进行合龙施工时，在步骤四中水平转动到设计位置的所述后侧梁体与所述后侧边跨的边跨后侧梁段之间对所述后侧边跨的边跨合龙段进行施工，完成所述后侧边跨的合龙施工过程；
[0020]步骤六、中跨合龙施工:在步骤四中水平转动到设计位置的所述前侧梁体与所述后侧梁体之间对中跨合龙段进行施工，完成所施工大跨度连续梁中跨的合龙施工过程。
[0021]上述大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法，其特征是:步骤三中施工完成后，所述前侧梁体与所述后侧梁体均与所述既有车站呈平行布设；
[0022]步骤五中对所述前侧边跨的边跨合龙段和所述后侧边跨的边跨合龙段进行施工时，均采用支架法进行现浇施工；步骤六中对中跨合龙段进行施工时，采用挂篮进行施工。
[0023]上述大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法，其特征是:步骤五中进行边跨合龙施工之前，需对步骤四中水平转动到设计位置的所述前侧梁体与所述后侧梁体进行合拢段锁定施工，并获得合拢段锁定结构；
[0024]所述合拢段锁定结构包括两个上劲性骨架和两个分别位于两个所述上劲性骨架正下方的下劲性骨架，两个所述上劲性骨架布设在同一水平面上且二者均沿所施工大跨度连续梁的纵桥向进行布设，两个所述上劲性骨架分别位于所施工大跨度连续梁的左右两侧且二者呈对称布设，两个所述下劲性骨架布设在同一水平面上且二者均沿所施工大跨度连续梁的纵桥向进行布设；
[0025]所述上劲性骨架的前后两端分别支撑于所述前侧梁体与所述后侧梁体的顶板上，所述下劲性骨架的前后两端分别支撑于所述前侧梁体与所述后侧梁体的底板上；所述前侧梁体的顶板后端左右两侧均设置有一组供上劲性骨架固定的第一预埋钢板，所述前侧梁体的底板后端左右两侧均设置有一组供下劲性骨架固定的第二预埋钢板；所述后侧梁体的顶板前端左右两侧均设置有一组供上劲性骨架固定的第三预埋钢板，所述后侧梁体的底板前端左右两侧均设置有一组供下劲性骨架固定的第四预埋钢板；所述第一预埋钢板、第二预埋钢板、第三预埋钢板和第四预埋钢板均呈水平布设；
[0026]所述合拢段锁定结构还包括多道布设在同一水平面上的临时张拉钢束，多道所述临时张拉钢束均沿所施工大跨度连续梁的纵桥向进行布设，且多道所述临时张拉钢束沿所施工大跨度连续梁的横桥向由左至右进行布设；
[0027]多道所述临时张拉钢束均位于所述前侧梁体与所述后侧梁体之间；
[0028]所述前侧梁体的后端与所述后侧梁体的前端均设置有多个分别对多道所述临时张拉钢束进行张拉的张拉锚具。
[0029]上述大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法，其特征是:所述前侧梁体和所述后侧梁体均由前至后分为前侧悬臂梁段、墩顶梁段和后侧悬臂梁段；所述前侧梁体的墩顶梁段位于第二支墩的正上方且其支撑于第二支墩上，所述后侧梁体的墩顶梁段位于第三支墩的正上方且其支撑于第三支墩上；
[0030]步骤三中在第二支墩上施工所述前侧梁体时，先采用支架法对所述前侧梁体的墩顶梁段进行施工，再采用挂篮对所述前侧梁体的前侧悬臂梁段和后侧悬臂梁段分别进行施工；在第三支墩上施工所述后侧梁体时，先采用支架法对所述后侧梁体的墩顶梁段进行施工，再采用挂篮对所述后侧梁体的前侧悬臂梁段和后侧悬臂梁段分别进行施工。
[0031]上述大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法，其特征是:采用挂篮对所述前侧梁体的前侧悬臂梁段和后侧悬臂梁段进行施工时以及采用挂篮对所述后侧梁体的前侧悬臂梁段和后侧悬臂梁段进行施工之前，需先在所采用的挂篮上安装防护结构；
[0032]所述挂篮包括安装于所施工大跨度连续梁的梁体顶部的主桁架、位于所施工大跨度连续梁的梁体底部的底模板、两个分别位于所施工大跨度连续梁的梁体左右两侧的侧模和对所述底模板进行支撑的底部支撑架，所述底模板位于所述主桁架下方；所述底部支撑架呈水平布设且其位于所述底模板下方；两个所述侧模的结构相同且二者呈对称布设，每个所述侧模均包括侧模板和对所述侧模板进行支撑的侧模支撑架，两个所述侧模的所述侧模支撑架分别支撑于所述底部支撑架的左右两侧上方；
[0033]所述防护结构包括底部包裹平台和两个分别支撑于所述底部包裹平台左右两侧上方的侧部防护架，两个所述侧部防护架的结构相同且二者呈对称布设，两个所述侧部防护架均呈竖直向布设；所述底部包裹平台为矩形平台，所述底部包裹平台呈水平布设且其包括底板和布设在底板底部的水平支撑骨架，所述水平支撑骨架为矩形且其四周上方均布设有多道侧部防护杆；所述水平支撑骨架上所布设侧部防护杆的高度均相同，所述侧部防护杆呈竖直向布设且其高度小于底板与所施工大跨度连续梁的梁体底部之间的间距；所述侧部防护架为钢管防护架且其呈竖直向布设，两个所述侧部防护架分别布设在所述水平支撑骨架的左右两侧上方。
[0034]上述大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法，其特征是:两个所述侧部防护架的顶部均位于所施工大跨度连续梁的梁体顶面上方；
[0035]所述水平支撑骨架左侧上方布设的侧部防护杆均为左侧防护杆，多道所述左侧防护杆均布设在同一竖直面上；所述水平支撑骨架右侧上方布设的侧部防护杆均为右侧防护杆，多道所述右侧防护杆均布设在同一竖直面上；多道所述左侧防护杆和多道所述右侧防护杆
[0036]每个所述侧部防护架均包括多个由前至后布设在同一竖直面上的竖向钢管、多个由上至下布设在同一竖直面上的水平钢管和一个位于多个所述竖向钢管外侧的剪刀撑，每个所述水平钢管均与多个所述竖向钢管进行紧固连接；
[0037]两个所述侧部防护架分别为支撑于所述底部包裹平台左右两侧上方的左侧防护架和右侧防护架，所述左侧防护架中竖向钢管的数量与所述左侧防护杆的数量相同，所述左侧防护架中的多个所述竖向钢管分别固定在多道所述左侧防护杆内；所述右侧防护架中竖向钢管的数量与所述右侧防护杆的数量相同，所述右侧防护架中的多个所述竖向钢管分别固定在多道所述右侧防护杆内；
[0038]两个所述侧模的所述侧模支撑架分别为支撑于所述底部支撑架左右两侧上方的左侧模支撑架和右侧模支撑架，所述左侧防护架与所述左侧模支撑架之间以及所述右侧防护架与所述右侧模支撑架之间均通过多个连接件进行紧固连接；
[0039]所述底部支撑架的底部设置有前后两道呈平行布设的横向支撑梁，所述横向支撑梁沿所施工大跨度连续梁的横桥向进行布设；所述底部包裹平台还包括前后两道分别位于两道所述横向支撑梁正下方的底部横梁，两道所述底部横梁均沿所施工大跨度连续梁的横桥向进行布设且二者均布设在同一水平面上；每道所述底部横梁均通过多个由左至右布设的悬挂件悬吊于位于其上方的所述横向支撑梁上；
[0040]两道所述底部横梁的结构和尺寸均相同；每道所述底部横梁均包括水平工字钢、左右两个分别焊接固定在水平工字钢的腹板左右两侧的侧部包裹槽钢、一个焊接固定在水平工字钢的上翼缘上部的上部包裹钢板条和一个焊接固定在水平工字钢的下翼缘底部的下部包裹钢板条，两个所述侧部包裹槽钢均呈竖直向布设且二者呈对称布设，所述上部包裹钢板条和下部包裹钢板条均呈水平布设；
[0041]所述底部包裹平台还包括侧部围挡，所述侧部围挡为矩形且其由四块分别布设在底板四周上方的侧向挡板围成；所述水平支撑骨架上布设的所有侧部防护杆之间通过一道矩形连接钢筋进行紧固连接，所述矩形连接钢筋呈水平布设，所述矩形连接钢筋与所述水平支撑骨架上布设的所有侧部防护杆连接组成侧部防护框架，所述侧部防护框架为矩形，所述侧部围挡位于所述侧部防护框架内侧且其固定在侧部防护框架上。
[0042]上述大跨度连续梁跨既有车站转体及合龙施工方法，其特征是:步骤一中所述下承