大跨度既有铁路钢桥整体平移技术

上海建工二建集团有限公司 上海 200080

1 工程概况

上海金山铁路改建工程——老龙泉港通水中桥位于金山区山阳镇地段。是跨越老龙泉港的既有铁路钢桥，老龙泉港通水中桥（钢桥）与老龙泉港河道垂直，老龙泉港河道河面宽约20 m，两岸地势较为平坦，常年通航，航道通航等级为Ⅶ级，施工阶段要求通航净宽≥18 m，梁底标高≥6.5 m。

跨越老龙泉港铁路钢桥为下承式钢板梁结构，既有钢桥长32 m、宽6 m，总质量80 t，根据改建要求，需将既有桥扩建为32 m下承式钢板梁+24 m槽型梁的长桥，所以，必须将既有线下承式钢板梁作整体平移处理，即将既有钢桥（32 m下承式钢板梁）整体平移出原桥台位置，平移距离11 m，平移后拆除原上海南台，并改造为1#墩，在其北侧增建1 座桥台（新上海南台），待墩台施工完成后再将钢桥平移至原位，同时增建24 m跨钢筋混凝土槽型梁（图1）。扩建后桥梁中心里程为K30+928.850，桥梁范围为K30+895.65～K30+960.60，全长为64.95 m。

2 施工难点分析

老龙泉港桥梁改扩建施工属于铁路既有线施工，由于现场周边为农田，施工条件困难，大型吊装机械无法进入既有线左侧实施桥梁整体吊装作业。经技术论证，决定将桥梁改造与移位采取整体顶推滑移的工艺，进行钢桥板梁整体平移。

图1 老龙泉钢桥改建施工现场平面

3 既有线钢桥平移施工工艺流程

本工程下沉式钢板梁平移施工采用千斤顶同步顶推技术，主要工艺流程为：临时钢结构滑移平台安装→支座及附属结构的拆除→顶升钢桥梁体→铺设钢桥底部滑道→梁体降落→梁体平移→梁体固定→回移→顶升→支座安装→落梁→梁体就位固定及附属设施安装。

4 既有钢桥板梁平移施工技术[1-7]

4.1 钢结构滑移平台体系

要将既有线钢桥板梁整体移出原桥台，必须先在桥台左侧搭设一组钢桥梁体滑移承载平台，以满足钢桥板梁滑移和临时安置，该滑移平台体系在钢桥板梁回移完成后拆除。

钢结构滑移平台体系由钢立柱桩、钢梁及滑移导轨等部件组成，其中，立柱桩选用Φ609 mm钢管，钢梁选用500 mm×300 mm双拼H型钢，滑移导轨则选用2 根P43型钢轨。根据现场实际地理条件，平台布置在河岸两侧，每侧布置6 根Φ609 mm钢管立柱，其中前侧4 根为承载钢立柱，后侧3.0 m处2 根为增加横向稳定的锚桩（图2），钢立柱总长20 m，打入地下约15 m。钢立柱沿横向支座中心线布置，布置间距2.3～3.3 m，为确保钢结构支撑体系整体稳定，钢立柱间用22#槽钢剪刀撑连成整体。

图2 立柱桩及下滑梁平面示意

钢结构滑移平台体系另一个重要组成部件为下滑梁（图3～图4），下滑梁由钢梁、钢轨、不锈钢钢板等组成，下滑梁钢梁为2 根500 mm×300 mm双拼H型钢（单根长度为12 m），架在钢立柱的顶部，钢梁上部安装2 根P43钢轨（钢轨与钢梁用钢轨扣件固定），钢轨上再分别铺设厚2 cm通长钢板、厚3 mm不锈钢板和厚2 mm聚四氟乙烯板，为保证下滑梁的平整度，下滑梁钢轨底部同样铺垫一块厚2 cm通长钢板。最后，为减小平移时的摩阻力，在平移施工作业前，在聚四氟乙烯板上涂抹黄油确保润滑。

经验算，钢结构滑移平台的承载力数倍于实际荷重，完全满足设计要求。

图3 立柱桩及下滑梁侧立面

图4 下滑梁

4.2 钢桥板梁顶升

在钢桥板梁顶升前，先松开钢桥板梁支座螺丝及拆除附件结构，完成后即可进行钢桥顶升和平移施工。

本工程钢桥板梁总质量为80 t，分配到4个角点的质量为20 t，根据工程施工的具体需要，考虑顶升行程因素，钢桥顶升选用1 000 kN千斤顶。

本次顶升采取在每个支座附近布置1 台千斤顶，全桥总共布置4 个千斤顶，配备1 台液压泵站进行集中控制和整体同步联动控制。

由于梁体顶升高度较低，千斤顶直接利用现有的桥台作为顶升平台和反力基础，为了调节千斤顶高度，千斤顶底座下垫放专用工具式钢垫调节块。

钢桥顶升由于受千斤顶行程限制，顶升必须分几次逐步进行，顶升高度以能铺设梁底导轨为准，当顶升到所需高度后，立即抽取支座、铺设导轨。为防止在支座抽取过程中，由于各种原因造成千斤顶回落，在顶升完毕后立即在千斤顶上安装套箍，作为临时防回落支撑。

4.3 落梁

当支座拆除结束、反力后背及下滑梁导轨等安装结束后，即可进行落梁作业。

落梁前首先将千斤顶上的钢套箍取出，然后将上部钢桥梁体缓慢落到支座位置处的临时支墩上，当千斤顶卸载后，取出千斤顶下一块调节钢垫，重新安置千斤顶，并再次将千斤顶顶到钢桥梁底，使钢桥梁体顶升至离开临时支墩，然后继续进行落顶，通过这种方法，依次进行落梁作业，直至落到下滑梁滑道上。

4.4 钢桥梁体平移

钢桥梁体平移是一个关键环节，在顶推滑移前必须充分做好顶推准备，必须测量下滑梁的水平度，检查设备的完好性，检查限位装置是否安装牢固等。

本次钢桥平移下滑梁上的滑移面选用聚四氟乙烯板与不锈钢板，其摩擦系数0.03～0.05，若摩擦系数按0.05考虑，本桥钢梁按100 t考虑，滑动顶力为100×0.05=5 t，考虑顶推行程因素，钢桥梁体平移选用2 000 kN液压千斤顶作为平移时的推进系统。钢桥梁体平移时，在两端的梁头处各安置1 台顶推千斤顶，全桥共布置2 台。

钢桥梁体平移前必须安装反力后背（图5），反力后背为钢构牛腿式，安置在下滑梁上并连为整体，在钢桥梁体平移时给千斤顶提供反力。由于平移距离为11 m，所以反力后背可多次使用，每次平移距离达到约2 m后，将反力后背拆除，进行重新安装固定。

图5 平移千斤顶与反力后背布置示意

该钢桥梁体为钢板梁，所以在顶推过程中千斤顶需顶在端头处的大横梁位置处，有利于控制变形和水平推力更好的传递。为防止平移顶推过程中钢桥梁体出现损坏，平移作业前，对梁体受力点作加劲补强处理，顶推时，在钢桥梁体侧面千斤顶位置衬垫一块厚4 cm的钢板。

4.5 二次回移

待原有桥台改造施工结束，墩台混凝土强度达到设计强度后，钢桥板梁即可回移，回移工艺和步骤与第一次平移相同。

4.6 平移过程中的同步控制措施

（a）选用多组同步分配阀设备，可随时控制千斤顶同步顶推和升降；

（b）平移前先用标尺做好平移时的移动测量；

（c）平移时每次平移的距离设定为5 cm，同时每个行程的平移都用精度为0.01 mm的电子百分表进行监控，当超出限定值时（限定值设为1 cm），立即进行调整，使2台千斤顶的平移误差始终控制在1 cm以内。

4.7 限位装置

为防止钢桥平移时出现侧移而偏离滑行轨道，在钢桥板梁端头底部安置横向限位架，同时，为避免卡死，限位架与下滑梁的接触面处装有滑动滚轮，并留出1cm间隙。横向限位架在钢桥板梁每侧安装2 套，全桥共4 套。

4.8 钢桥顶升、平移监测

桥梁顶升、平移的监测过程，实际上就是桥梁姿态控制的过程，即对桥梁平动、转动和倾斜等数个特征点进行测量和控制，在顶升、平移时，可以将特征点标记在行进路线上，通过监测各特征点达到判断和控制目的。本次监控重点为钢桥的倾斜、位移及扭转等项目，监测点布置在钢梁的4 个角部，监测仪器选用精密水准仪和经纬仪。经监测，桥梁姿态控制良好，工程得以顺利完成。

5 结语

大跨度梁板平移技术有效地解决了铁路既有线桥梁改造中碰到的难题，从实践效果来看，该项技术不仅适用于铁路桥梁改造中大跨度钢梁的平移作业，亦适用于建造业的其他领域。总之，平移施工工艺新型、设备简单、安全可靠、成本较低，具有较高的应用和推广价值，可供相关工程参考。