中国也是世界上成功完成单球铰转体的最长的桥在石家庄市

2017年3月2日凌晨,位于河北省石家庄市的全长242.6米的和平路高架西延跨石太铁路主线桥成功转体,刷新单球铰转体桥最长世界纪录

此前的世界纪录也在中国:2016年11月8日,位于山东省菏泽市城区的丹阳立交桥创下过单球铰转体238米的世界记录,是在此之前世界上采用单球铰转动施工的最长桥梁

转体桥是先在铁路两侧顺着铁路的方向进行桥面和桥墩的浇筑,浇筑完成后,将铁路两侧的桥面经过转体后横跨到铁路的上方。

转体桥梁施工现在很成熟,这种将跨越障碍上空作业转化为岸上或侧面作业后再实施跨越障碍转体的施工方法,特别适合于跨越深沟峡谷、城市立交桥、高速公路及铁路跨线桥梁的转体施工。

进行转体时,桥身下有个直径约10米的转盘,和桥体间有润滑措施,靠千斤顶等方式盘转。

而转体球铰是一个大型传动件,球铰的面板是10厘米厚钢板冲压再经过精加工而成,分上下两部分,下球铰成凹形“球缺”状,上球铰为凸形“球冠”,中心设定位轴套管。

球铰被预先安装在上、下转盘的连接处,是大桥转体施工转动机构的核心部件,是保证转体施工安全及转动精度的关键所在。

石家庄和平路高架西延项目(中华大街-开泰街以西130米)采取全程高架的方式,自中华大街起,向西依次跨越红军大街、泰华街、友谊大街、石太铁路、西二环,跨过西二环与和平西路改造工程相衔接,全长约4.6公里,设计为主线高架双向6车道、地面辅路双向6车道。

(图:石家庄和平路高架西延项目之跨石太铁路的主线桥已经安装完,等待第二日凌晨的转体,摄于2017年3月1日15点)

此次大桥转体涉及四座桥,叫做“集群式转体”,分别为跨石太铁路主线转体桥1座和匝道桥3座。跨石太铁路主线转体桥位于西三庄街至友谊大街路段,转体长242.6米,宽28.5米,转体角度31度,重量5475吨,采用上转体工艺施工;此处匝道转体桥长167.9米,宽7米,转体角度30度,重量2160吨,采用下转体工艺施工。

另外两座匝道转体桥位于西二环与和平西路交口石太铁路南侧。其中,西南匝道转体桥位于和平路与西二环交口西南角,上部结构采用单箱双室钢箱梁,采用自平衡重水平转体法,转体重量为2460吨,转体角度顺时针49度;东南匝道转体桥位于和平路与西二环交口东南角,转体重量为2169吨,转体角度逆时针74度。

石家庄市金环建设集团和平路高架西延工程项目部总指挥张强在3月1日表示,转体桥已经安装完成,与东侧的和平路高架桥西延工程主体桥呈约30度角,将于3月2日凌晨1点开始转体,预计转体时间为半小时。

这座桥距离石太铁路特别近,不足20米,现场施工作业面十分狭小。因为作业所限,经过多方论证研究,他们开创性地使用吊装与轨道滑移的方式,成功完成了转体桥的安装工作。

这种滑移法进行钢箱梁的安装,是将钢箱梁运输到安装现场后用650吨的履带吊车吊装到滑移的小车上,采用滑移的小车从中间向两侧滑移到安装位置,向两侧最大滑移距离为120米。这个方法在国内也首次使用

那么这么重的桥怎么进行转体呢?现场工作人员指着桥下一个像转盘似的承台说,转体主要靠桥体下方的球铰系统。

球铰系统大致由球铰、滑道、撑脚、沙箱、转盘等部件组成。球铰位于转盘与主线桥体之间,在转体时,将由电脑进行控制,依靠千斤顶拉动牵引索,带动球铰转动,从而带动桥梁整体转动,实现转体。届时桥体将顺时针转动31度后,与和平路高架桥西延工程主桥连接。

这种转体工艺叫上转体工艺施工,对于各项技术要求都更加严格,各项误差都需控制在毫米之内。

在这座主线桥的北侧,紧挨着还有一座桥,就是跨石太铁路的匝道桥,即由东向西上行匝道,这座匝道桥现在与主线桥平行。匝道转体桥长167.9米,宽7米,转体角度30度,重量2160吨。

这座桥也将于主线桥一起同时转体。在转体前两座桥相隔约40米,而两座桥同时进行转体后,最后相距只有50厘米。因此,两座桥必须保证同时开始转,并同步到位。

两座桥的转体工艺并不同,其中,主线桥采用上转体施工,匝道桥采用下转体施工工艺,也就是说,这两座桥尽管工艺不同,但必须在30分钟内完成同步转体施工,转体中必须要保持同时同步转体,速度和转角都要相同。而主桥与匝道采用双幅双工艺同步转体,也是河北省首例。

而除了这两座桥外,在凌晨1点进行转体的还有西二环与和平西路交口石太铁路南侧的2座匝道桥。

那么为什么要四座桥同时进行转体,还要在凌晨进行呢?这四座桥都需跨过石太铁路上、下行线,是决定工程整体进度的关键节点。同时,由于跨越的石太铁路线日常都比较繁忙,为了把对铁路列车的运行影响减少到最小,经过与铁路部门的协调,将时间定在车次运行较少的凌晨进行转体。

而四桥同时进行种集群式转体,在石家庄也是首次。四座桥形态各异,有直线桥,有曲线桥,有斜拉桥;工艺也不同,有上转体,也有下转体;转体的角度也不同。主线桥转体转体角度为31度,跨石太铁路的匝道桥转体角度为30度,而另外两座桥的转体角度分别为49度和74度。

其中跨石太铁路主线转体桥和匝道桥将约30分钟完成,另外两座桥需要约60分钟。其难度可想而知。西二环与和平西路交口石太铁路南侧的2座匝道桥由于位于曲线上,桥梁横向存在扭转力矩,为平衡这一力矩,均设有偏心。这就对钢箱梁的制作,拼装,焊接及转体前的配重要求十分严格,难度也相应加大。

四座桥转体成功后,和平路高架西延工程会全速向前推进。接下来将会进行桥下道路等的施工。目前和平路高架西延工程各标段均已进场复工,施工管理技术人员进场230人,劳务队伍进场1613人,施工机械126余台(套),实行24小时三班倒工作制度,整个工程全面进入冲刺阶段。截至2017年3月,已完成工程量的60%以上,计划2017年5月25日全部完工,实现全线通车。

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