淺析跨鐵路轉體施工T構橋安全性審查

任育林

摘要：本文以天津市某跨鐵路轉體施工橋工程施工圖安全性審查為實例，介紹了轉體T構橋需要進行的安全性計算復核主要內容及經常性遇到的問題，提出了相應解決技術措施，提高工程項目安全儲備，確保鐵路運營安全，并為相似工程的審查提供借鑒。

關鍵詞：安全性審查；T構橋；轉體施工；技術措施

中圖分類號：P624.8文獻標識碼：A 文章編號：

0引言

“7.23”甬溫特別重大鐵路交通事故后，國家相關部門更加重視鐵路運營的安全。

按照建設部相關規定，國家實施施工圖設計文件審查制度。施工圖設計文件審查是指建設主管部門認定的施工圖審查機構按照有關法律、法規，對施工圖涉及公共利益、公眾安全和工程建設強制性標準的內容進行的審查，是政府主管部門對建筑工程勘察設計質量監督管理的重要環節，是基本建設必不可少的程序。

1工程概況及特點

1.1工程概況

該項目上跨津山鐵路立交橋工程位于天津市濱海新區內，采用主橋（50m+50m）T構（轉體施工）上跨既有津山鐵路。津山鐵路屬國家一級鐵路干線，是聯結北方一帶的重要交通干線。橋位處既有津山鐵路為兩股道，線間距4.2m，電氣化鐵路。鐵路中心線與道路中心線夾角為72°。

該項目橋梁設計為左右雙幅橋，左福橋橋長為625m，左福橋橋長為617.482m。標準單幅橋寬17m，中央分隔帶1.5m，造價約1.2億。上跨津山鐵路主橋采?。?0m+50m）T構。上部結構采用單箱雙室斜腹板箱形截面。中支點中心梁高5m，端部梁高2.5m。梁體采用縱、橫雙向預應力體系。下部結構：中墩采用墩梁固結，單箱雙室矩形截面。轉盤結構采用環道與中心支撐相結合的球鉸轉動體系?；A采用直徑1.5m的鉆孔灌注樁。引橋采用先簡支后連續預應力混凝土小箱梁，梁高1.6m。下部結構：中墩采用鋼筋混凝土矩形截面蓋梁，直徑1.6m圓形墩柱，基礎采用直徑1.5m鉆孔灌注樁。橋臺采用肋板式橋臺。地震動峰值加速度為0.2g。工程地質勘查報告表明地質情況良好，土層主要為黏土及粉土。

1.2工程特點

上跨鐵路主橋T構采用轉體施工法（平面轉體）。轉體施工方法是將橋梁結構在非設計軸線位置制作成形后，通過轉體進行就位，能將在障礙上空的作業轉化為近地面的作業，可以采用平面轉體、豎向轉體或平豎結合轉體。其關鍵技術問題是轉動設備與轉動能力，轉體施工，結構體系的轉換與合攏過程中以及城橋后結構的安全穩定性和強度要有足夠的保證[1]。

該項目主橋跨徑較大，結構復雜，轉體角度大，施工工藝要求高，項目所在地濱海新區為濱海環境，地質條件差，此外，施工期間及成橋后，項目主體結構安全時刻關系到鐵路運營的安全，關系到千百名旅客和國家上千萬財產的安全。

基于項目以上特點，采取了基于有限元模擬程序分析計算與執行國家強制性條文規范標準審查相結合的思路，審查項目施工圖全橋設計，重點核算上跨津山鐵路主橋T構，提出了結構安全性能改進意見，確保項目的結構安全，確保鐵路運營安全。

2 主橋安全性計算復核

該項目主橋結構核算采用基于有限元模擬程序《midas》、《橋梁博士3.1》、《橋梁博士-基礎版V1.0》及手算，主要內容如下：

2.1主橋（50m+50m）T構梁計算

依據規范相關規定[2]，計算施工階段應力與成橋階段強度和應力，后者內容包括：持久狀況承載能力極限狀態正截面、斜截面抗彎承載力計算；持久狀況正常使用極限狀態正截面、斜截面抗裂計算；持久狀況構件的應力計算；撓度計算。建議設計圖紙立面圖補充地質剖面圖；明確鋼束豎彎大樣的彎曲半徑；提供T構模版支距圖，以提高施工精度；要求加強局部縱向鋼筋，以提高施工階段結構強度。主橋T構計算模型如下：

2.2橫向框架計算

采用單位長度的平面框架模型，對橋面板及橫向截面頂板、腹板、底板抗裂與抗彎承載能力計算。要求調整橋面板橫向預應力鋼絞線的線狀，并加強加腋處及懸臂部位的普通鋼筋，以增強橋面板抗裂性能。

2.3暗蓋梁計算

分別計算持久狀況承載能力極限狀態正截面、斜截面抗彎承載力；持久狀況正常使用極限狀態正截面、斜截面抗裂；持久狀況構件的應力。要求調整邊暗蓋梁鋼束線形及束數，以增強暗蓋梁抗裂性能。

2.4明蓋梁計算

分別計算結構持久狀況承載能力極限狀態抗彎承載力；持久狀況正常使用極限狀態裂縫寬度。要求縮小連接墩墩間距或增強明蓋梁受力主筋，以控制裂縫寬度。

2.5偶然組合計算

依據抗震規范[3]，采用時程分析方法，計算E1、E2地震荷載作用下，墩頂、墩底截面承載能力，墩頂位移。要求增大中墩身縱向截面尺寸或采用減隔震技術（如采用摩擦阻尼器、抗震減震支座等），以增強結構整體的設防能力。

2.6主墩球鉸計算

依據相關規范，詳細內容包括：轉體重量復核；球鉸上、下轉盤混凝土局部承壓強度驗算；聚四氟乙烯滑片應力及撐腳應力驗算；牽引反力驗算；轉體結構抗傾覆穩定性驗算；轉體結構主墩墩身驗算；下轉盤撐腳處混凝土局部承壓強度驗算；轉體階段承臺抗沖切驗算；轉體階段上轉盤抗沖切驗算。要求加大牽引單束鋼絞線根數并采用更高噸位的千斤頂以提高牽引索安全系數，保證施工過程中的結構穩定及安全。

2.7按偏心受壓構件核算墩柱

2.8承臺及樁基礎

承臺結構計算內容包括：基本組合與偶然地震組合正截面抗彎承載力核算、承臺截面抗剪承載力核算、承臺沖切承載力核算、承臺局部承壓承載力驗核算；最小配筋率核算。樁結構分別核算單樁軸向受壓承載力；樁身主要截面的承載力。要求增大承臺厚度，以提高系桿抗拉承載力；要求對樁基采用兩種以上的檢測方法，以保證樁基的安全性。

此外，還需要核算橋梁其他構件，如傳力構件支座、細部構件抗震擋、附屬結構防撞護欄等。

3 結語

通過上述內容的詳細核算及方便可行的項目改進意見，在橋梁結構設計滿足規范基本要求的基礎上，提高了項目安全儲備，確保了鐵路運營安全，創造了良好的社會效益?？捎杵渌嗨乒こ痰膶彶樘峁﹨⒖?。

參考文獻(References)：

[1] 張聯燕,等.橋梁轉體施工[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62－2004).北京:人民交通出版社,2004.

[3] 公路橋梁抗震設計細則(JTG/T B02－01－2008).北京:人民交通出版社,2008.

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。