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2016年5月11日，成都至贵阳高速铁路的控制性工程——西溪河大桥转体合龙，这是我国高铁首座钢管混凝土转体拱桥。 成贵高铁全长约632公里，为客运双线高速铁路，行车速度250公里每小时。 西溪河大桥全长493.6米，最高桥墩60米，桥面至谷底的深度为260米，主跨采用240米上承式钢管混凝土提篮拱结构，属我国高铁同类型桥梁的最大跨度。 西溪河大桥的效果图： 这么大的拱圈是怎么实现转体的呢？“一桥土木世界”公众号将为您详细解答！ 转体施工方案： 受地形限制，西溪河大桥在国内首次采用了极不对称的水平转体方案：在成都侧半拱圈逆时针平转120度，贵阳侧顺时针平转133度。 转体施工流程： 主拱肋的两个半拱圈先在河谷两岸依地形搭建支架组拼形成半拱及转体系统，再用单铰平转至桥梁轴线上进行拱圈合龙。 转体系统设计： 整个转体系统由上盘、下盘、球铰、交界墩、扣索和背索、牵转系统、竖向临时转动铰、半跨主拱圈及平衡重组成。设计转体球铰承载力约为1.4万吨。 上盘结构 上盘支承交界墩和拱肋，并锚固背索，转体时上盘单点支撑在转动球铰上。 上盘横向宽度30m、纵向长度21.6m、厚度6.5m，采用横向、纵向、竖向三向预应力混凝土结构，三向预应力钢束的张拉和背索、扣索的张拉交替进行。其中，竖向、横向预应力钢束在张拉完成后及时压浆；纵向预应力钢束在张拉完成后不压浆处理，待转体完成后拆除纵向预应力钢束并压浆封闭预应力孔道。 下盘结构 下盘为转体结构的基础，支撑整个转体系统，转体完成后，下盘与上盘连接成整体共同形成主拱基础。 下盘在球铰正下方，为一个横桥向30m、顺桥向9m、厚度3m的条形基础，其上部1m在顺桥向前端加大形成半径9m的圆盘。 下盘上设置有保险腿滑道、牵引反力座。保险腿滑道上铺设8mm厚钢板，涂润滑黄油及聚四氟乙烯复合材料滑板，以降低保险腿与滑道之间的滑动摩擦系数，从而降低转体时对牵引系统的要求。 交界墩 交界墩作为扣索塔架通过扣索支承拱圈，同时也起平衡压重的作用。 交界墩采用矩形空心墩。空心墩设置于上盘顶面，墩高52.95m。 由于转体扣索、背索均锚固于其顶帽上，针对顶帽进行了加强设计，布置横向预应力钢束，张拉完成后孔道不压浆，转体施工完成后扣索、背索拆除后将横向预应力拆除，再对预应力孔道进行灌浆封闭处理。 球铰结构 球铰为转体结构的转动中心，连接上盘和下盘，传递转体结构的全部重量。 转体球铰由上、下两个球面及中心定位轴组成。 球面采用40mm厚钢板，上球面位于上盘底部、为凸面，下球面位于转体下盘上、为凹面，球铰半径1.99m。为保证球铰与上、下盘之间混凝土连接牢固，在球面背部设置多根径向及环向加劲肋。 球铰中心设置直径270mm钢定位轴，上下球面设置定位轴套筒，套筒直径289mm。 球面之间及套筒间隙中均注入黄油，黄油中掺入一定比例聚四氟乙烯粉。 扣索 扣索两端分别锚固在交界墩顶帽及拱肋悬臂前端，用来平衡拱肋的悬臂重量，转体前的拱肋脱架和转体到位后的拱肋标高调整也是通过张拉扣索来完成的。 扣索在交界墩顶帽端单端张拉，主拱上的扣点为固定端，锚固在拱肋下弦节点预设的锚梁上。 背索 背索上端锚固于交界墩顶帽，下端锚固与转体系统上盘上，也采用单端张拉，张拉端设置在交界墩墩顶。 牵引系统 牵引系统由牵引索、反力座及连续张拉千斤顶三部分组成。 设计静摩擦系数按0.1控制，动摩擦系数按0.06控制。牵引索为两对（四束）钢铰线，张拉系统采用ZLD200型连续牵引千斤顶及相应的ZTB25油泵。 牵引反力座设于下盘之上，共4个。 下盘距转动中心7.5m半径的周围均匀设置了14个千斤顶底座。转体时根据监测数据用千斤顶调节上盘水平，以保证转体平衡进行。 竖向临时转动铰 为了调整支架拼装时拱脚钢管内力及拱肋线型，在拱脚设竖向临时转动装置，拱肋合龙后封闭临时转动装置。 主拱圈结构 主拱轴线为悬链线，拱轴系数m=2.2，矢跨比约1/4.4。 主拱圈由两条拱肋与横向连接系构成。拱肋为等截面，高5.7m，宽3.0m，每肋由4肢1100×20mm钢管构成，其上下弦各由两肢钢管联结呈哑铃形；从拱趾起拱肋两端各约53m范围内实腹段，其余为腹杆空腹区。 平衡重 半拱转体为非对称平衡转体，转体时为保证安全需要有一定的后倾力。 正常情况下，转体时的平衡反力由后保险腿提供，但是考虑施工偏差等因素，在交界墩后侧的上盘顶预留有配重区域，可设置压重水箱或者砂箱，转体前进行后保险腿称重，若超出理论计算值t则增加一定配重，保证转体安全。 成贵铁路西溪河大桥240m跨度主拱圈采用半拱平转法施工，单铰转体重量达1.4万吨，方案技术含量高、实施难度大，它的成功合龙极具借鉴意义。 下面请欣赏西溪河大桥主拱圈转体合龙施工记录视频： |
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