文/中鐵大橋局集團第一工程有限公司 周功健 唐 明 劉 師
中鐵大橋局集團第一工程有限公司（以下簡稱“中鐵大橋局一公司”）是一家以交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為主的企業(yè)，在城市發(fā)展建設(shè)中承擔著重大責任和義務(wù)。公司結(jié)合城市發(fā)展新特點，積極推動技術(shù)創(chuàng)新，采用先進、科學(xué)的施工方法（如頂推、轉(zhuǎn)體等），實現(xiàn)了城市“天塹”一個又一個的成功跨越。2016年建成通車的中州大道跨隴海鐵路大橋便是其中一個重點項目。
目前，我國正處于城鎮(zhèn)化向前推進的關(guān)鍵時期，在新一輪城市發(fā)展過程中，助推城市發(fā)展的引擎是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重中之重當屬城市道路交通設(shè)施建設(shè)。困擾城市道路交通設(shè)施建設(shè)的問題很多，如前期城市發(fā)展規(guī)劃不匹配、城市構(gòu)筑物眾多，交通干擾、污染、噪聲等問題較突出。尤其是在跨越一些城市主干道、多股道鐵路等高風(fēng)險敏感區(qū)域的城市道路建設(shè)中，需要采取更先進、更科學(xué)的施工方法來實現(xiàn)城市“天塹”的交通跨越。
鄭州是中國公路、鐵路、航空、通信兼具的綜合性交通樞紐，被稱作“火車拉來的城市”，是中國普通鐵路和高速鐵路網(wǎng)中的“雙十字”中心，擁有亞洲最大的列車編組站和中國最大的零擔貨物轉(zhuǎn)運站。隴海鐵路、京廣鐵路在該市交匯，讓鄭州一直處于全國鐵路交通樞紐地位。
中州大道是主城區(qū)三環(huán)快速系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分。現(xiàn)狀隴海路止于未來路，規(guī)劃將隴海路向東南方向延伸，與貨棧街銜接。目前貨棧街下穿中州大道，采用2m×18m地道橋，路面設(shè)置雙向六車道?，F(xiàn)有立交僅能右進右出，無法實施左轉(zhuǎn),右轉(zhuǎn)輔道通行效率低，無法實現(xiàn)交通快速有效轉(zhuǎn)換。
隴海路與中州大道屬于快速路與快速路直接連接，為將隴海路高架橋高低分幅，規(guī)劃為4個左轉(zhuǎn)匝道、西向南和東向北2個右轉(zhuǎn)與原立交一起構(gòu)成4層全互通立交。交叉口地面交通為分離組織形式，結(jié)合實際情況進行適當交通管制，保證中州大道快速暢通。為徹底避免車流交織和“左進左出”的匝道連接方式，所有匝道均采用“右進右出”的連接方式。除了由北往東流向采用環(huán)形匝道，其余左轉(zhuǎn)流向均采用迂回匝道。
中州大道互通立交上跨隴海鐵路橋梁工程，路基為填土路基，高約3.5m，路基上共設(shè)6股道，線間距5m。本上跨橋梁工程與隴海鐵路交角87.3°。工程分左右兩幅橋設(shè)計，橋跨布置均為70m+70m，橋?qū)?m×26.75m，全長140m（見圖1）。
本工程施工重點和難點如下。
1）主墩承臺開挖深度達6m，屬深基坑施工，基坑邊距隴海鐵路路基坡腳為3～3.8m、距中州大道主干道側(cè)墻3～3.2m。施工中要確?；娱_挖后隴海鐵路路基及中州大道主干道側(cè)墻的穩(wěn)定，安全風(fēng)險大。
2）橋梁上部施工橫跨中州大道并覆蓋了中州大道的主干道及輔道，為保證中州大道車輛正常通行及行車安全，安全防護要求高。
3）橋梁上部跨越隴海鐵路，確保隴海鐵路運營安全是本項目施工的重中之重。
4）對城市環(huán)境保護、噪聲污染控制要求高。
5）施工過程中涉及各種城市管線及構(gòu)筑物遷移，與建設(shè)有關(guān)各方的協(xié)調(diào)復(fù)雜，難度大，為保證施工順利進行，需確保各方無障礙溝通。
圖1 中州大道互通立交
6）左右雙幅橋體需同步逆時針轉(zhuǎn)體87.3o。由于左右雙幅橋體在同一個平面上，且直線間距小于邊跨長度，導(dǎo)致橋體轉(zhuǎn)體前的現(xiàn)澆段相互侵占了轉(zhuǎn)體后的成橋位置，所以轉(zhuǎn)體施工必須左右兩幅同步進行，增加了工序的復(fù)雜性和精度控制的難度，此外，重達2.46萬t的雙幅橋體同時旋轉(zhuǎn)，在全國范圍內(nèi)較為罕見。
考慮到工程施工對既有鐵路運營的影響，主橋采用雙幅70m+70m的T形剛構(gòu)橋，雙幅同步轉(zhuǎn)體施工，其中左幅在鐵路北側(cè)預(yù)制，右幅在鐵路南側(cè)預(yù)制，轉(zhuǎn)體長度均為65.5m+65.5m。兩幅橋同步逆時針轉(zhuǎn)體87.3°就位，單幅橋轉(zhuǎn)體重量約12300t。梁體達到設(shè)計強度100%時進行轉(zhuǎn)體施工（見圖2）。
施工主要工序為：施工準備→鉆孔樁施工→既有隴海鐵路防護→承臺、鉸座、上轉(zhuǎn)盤、墩身施工→梁體施工→附屬工程施工→T構(gòu)轉(zhuǎn)體施工→后澆段施工→橋面施工。
承臺施工。本工程主墩承臺距離鐵路線較近，主墩承臺基坑開挖屬于深基坑施工，對鐵路安全影響較大。結(jié)合橋址處地形、地質(zhì)及既有鐵路等情況，采用排樁支護開挖基坑方案。基坑支護樁采用鉆孔灌注樁，樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁，樁間土采用錨噴混凝土防護。
轉(zhuǎn)體段梁體施工。上部結(jié)構(gòu)主梁轉(zhuǎn)體段跨越中州大道，考慮中州大道道路保通，支架下部采用鋼管貝雷梁方式，設(shè)置雙向4車道及專用人行道的下穿通道，同時采取防墜物安全措施，保證施工期間城市主干道的正常通行（見圖3）。整個轉(zhuǎn)體段混凝土箱梁長131m，分3段澆筑。
整個轉(zhuǎn)體現(xiàn)澆段混凝土在張拉壓漿完成后將支架拆除，使轉(zhuǎn)體段處于自由懸臂狀態(tài)，這樣將轉(zhuǎn)體段由支架承重轉(zhuǎn)換為球鉸及撐腳共同承重體系，然后拆除上轉(zhuǎn)盤下面的砂筒及撐腳下面的抄墊，使整個轉(zhuǎn)體段轉(zhuǎn)換為單球鉸支撐狀態(tài)，然后再進行稱重試驗，通過稱重試驗確定靜、動摩擦力系數(shù)及轉(zhuǎn)體段T構(gòu)的偏心距，最后確定是否需要設(shè)配重（見圖4）。完成轉(zhuǎn)體前的工作后，根據(jù)要點計劃確定具體的轉(zhuǎn)體時間并實施轉(zhuǎn)體施工。
轉(zhuǎn)體施工。轉(zhuǎn)動體系包括131m長現(xiàn)澆主梁、主墩墩身、上盤牽轉(zhuǎn)臺、牽引系統(tǒng)。轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)盤設(shè)牽引反力座和千斤頂反力座，牽引反力座用于轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的啟動及轉(zhuǎn)動，千斤頂反力座用于轉(zhuǎn)體的啟動、止動、姿態(tài)微調(diào)等。每個轉(zhuǎn)體選用一套LSD主從隨動控制液壓牽引系統(tǒng)（由LSD200型連續(xù)牽引千斤頂、YTB液壓系統(tǒng)和QWIT16控制系統(tǒng)及牽引鋼絞線、多臺輔助千斤頂?shù)冉M成），形成水平旋轉(zhuǎn)力偶，通過拽拉錨固且纏繞于直徑10m的轉(zhuǎn)臺上的15根φ15.2mm鋼絞線，使得轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動。
轉(zhuǎn)體過程中設(shè)置限位控制體系，包括轉(zhuǎn)體限位和微調(diào)裝置，主要作用為雙幅同步轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動過程中及轉(zhuǎn)動到位出現(xiàn)偏差時，及時對各個轉(zhuǎn)體進行調(diào)整和限位。
正式轉(zhuǎn)體之前需將拆除稱重支架與梁底支撐的轉(zhuǎn)動體靜置24h，進行應(yīng)力與線形監(jiān)控，確認是否處于平衡狀態(tài)。首先進行試轉(zhuǎn)體，記錄試轉(zhuǎn)時間和停止轉(zhuǎn)動后余轉(zhuǎn)值，同時確認各交通道口實施封閉的情況，結(jié)合試轉(zhuǎn)體情況開始正式轉(zhuǎn)體，距設(shè)計位置約0.5m時，改為手動點動操作直至轉(zhuǎn)體到位（見圖5）。雙幅橋同步轉(zhuǎn)體施工于2016年1月22日上午進行，在大雪紛飛中歷時100min順利轉(zhuǎn)體到位（見圖6）。
圖2 轉(zhuǎn)體施工平面布置示意
圖3 現(xiàn)澆支架及保通設(shè)施
圖4 轉(zhuǎn)動球鉸及撐腳安裝施工
轉(zhuǎn)體就位后，對轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)進行全面測量，計算梁體軸線及高程偏差值。轉(zhuǎn)動體精確定位后，將撐腳與下滑道間焊牢，補澆承臺頂面剩余的混凝土，使墩臺固結(jié)。
圖5 轉(zhuǎn)體過程
圖6 轉(zhuǎn)體到位
加強節(jié)能減排，實現(xiàn)低碳發(fā)展，是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，是促進經(jīng)濟提質(zhì)增效升級的必由之路。
項目從建設(shè)初期至結(jié)束，始終將綠色施工、文明施工理念貫穿施工全過程。施工現(xiàn)場使用節(jié)水型產(chǎn)品，供水管網(wǎng)根據(jù)用水量設(shè)計布置，采取有效措施減少管網(wǎng)和用水器具的漏損。設(shè)置廢水回收水池，沉淀后進行重復(fù)利用，實現(xiàn)水資源循環(huán)利用。采取多種措施防塵降噪，利用噴淋設(shè)施降低過往車輛揚塵，施工垃圾、泥漿及時清運，清運時適量灑水并覆蓋減少揚塵。施工現(xiàn)場的主要道路采取硬化處理，土方集中堆放，裸露的場地和集中堆放的土方采取覆蓋、固化或綠化等措施。嚴格控制強噪聲作業(yè)時間，晚間作業(yè)不超過22點，早晨作業(yè)不早于6點。加強施工現(xiàn)場環(huán)境噪聲的長期監(jiān)測，采取專人管理的原則，根據(jù)測量結(jié)果填寫建筑施工場地噪聲測量記錄表，達到施工噪聲不擾民的目的。對工地的廢水、廢氣、廢渣三廢排放進行識別、評價和控制，安排專人、專項經(jīng)費，制定專項措施，減少工地現(xiàn)場的三廢排放。通過積極探索及技術(shù)創(chuàng)新，采用特殊保通措施和雙幅橋同步轉(zhuǎn)體的施工技術(shù)，實現(xiàn)了低碳環(huán)保、文明施工的目標。
雙幅橋同步轉(zhuǎn)體施工方案的可行性研究與設(shè)計、轉(zhuǎn)體稱重試驗、球鉸制造與安裝、滑道與撐腳設(shè)置、雙幅橋同步轉(zhuǎn)體張拉工藝及橋梁線形監(jiān)控方面的研究，為本項目順利轉(zhuǎn)體奠定了基礎(chǔ)，也為雙幅橋同步轉(zhuǎn)體提供了有力的技術(shù)保障。
上跨鐵路工程施工的主要問題是對鐵路運營的影響和確保鐵路安全問題，轉(zhuǎn)體施工主要施工場地在鐵路線之外的兩側(cè)，與同類跨鐵路施工方法相比較具有施工速度快、干擾因素少等顯著優(yōu)點。轉(zhuǎn)體前施工對鐵路運營幾乎沒有影響，僅在轉(zhuǎn)體過程中需要2h的要點施工。雙幅橋同時在鐵路兩側(cè)現(xiàn)澆，然后采用雙幅橋同步轉(zhuǎn)體的施工技術(shù)最大程度地減少了施工對鐵路運營的影響。同時通過現(xiàn)澆支架預(yù)留寬幅通道，保證城市主干道在施工期間暢通無阻。
通過鐵路、公路跨線橋的建設(shè)，發(fā)現(xiàn)城市現(xiàn)代化橋梁施工正在向安全高效、綠色文明的方向發(fā)展。作為施工企業(yè)，在建好橋梁的同時，更要思考如何深入貫徹節(jié)能環(huán)保、綠色文明理念，使橋梁全壽命周期融入于順暢交通、美麗城市中。
承建該大橋的中鐵大橋局一公司隸屬有著“建橋國家隊”之稱的中鐵大橋局集團有限公司，立足中原，已建成數(shù)百項橋梁、市政和綜合工程。2010年建成通車的鄭州市中心區(qū)鐵路跨線橋采用“轉(zhuǎn)體法”施工，2016年開工建設(shè)的鄭北大橋跨越亞洲最大、最繁忙的編組站——鄭州火車北站，采用頂推法施工。在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，中鐵大橋局一公司始終向著“安全零事故、質(zhì)量零缺陷、環(huán)保零投訴”的目標邁進。
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