沪昆铁路客运专线浙江有限责任公司 浙江杭州 310000
摘要：目前，铁路工程项目大跨度连续梁施工多采用悬灌法，跨越既有铁路等重要干线的连续梁施工时，为减少对营业线运行的影响，确保营业线及设备安全，多采转体施工的方案。为更进一步对营业线的影响，可以采用钢壳合拢法施工。
关键词：连续梁；转体；钢壳；合拢
一、工程概况
本转体连续梁跨度为72+128+72m，中跨合拢段长2米，位于营业线正上方，合拢段梁底距离营业线上下行线接触网顶高差分别为2.985m、3.066m。采用传统的挂篮方法施工安全风险高，且均需在要点内施工，为降低施工安全风险、减小对既有铁路运营的影响，采用钢壳法合拢技术。
与传统的挂篮法施工技术相比，钢壳法施工技术有以下特点：成功解决了梁底施工空间有限的难题，几乎不影响下跨铁路通行，施工工艺简单、操作方便，结构受力合理、安全可靠，施工速度快、节约工期，经济效益明显、社会效益良好，转体完成后，能立即完成合拢口作业面封闭，降低安全风险。
二、合拢段钢壳设计与组成
钢壳法施工采用与梁体外形完全一致的高强度钢壳作为外模并承受梁段自重和施工荷载，与混凝土形成结合梁参与结构受力。钢壳的外形尺寸同梁体外轮廓尺寸一致，紧贴梁体设置于梁体外轮廓之外。按照《钢结构设计规范 GB50017-2015》利用 MIDAS Civil对其进行吊装阶段、钢筋绑扎阶段及浇筑混凝土阶段进行计算分析，最终确定钢壳采用Q345材料，模板采用16mm钢板，加劲肋采用矩形钢板，厚度为10mm，同时设置抗剪铆钉。如图1所示。
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图1 钢壳结构示意图
主要由三部分构成：预埋段钢壳、嵌补段钢壳、吊挂系统。
1.预埋段钢壳
桥梁中跨合拢段节段长度2000mm，根据锚固受力、合拢段长度及转体空间需求，确定预埋段钢壳长度2000mm，其中1500mm预埋于桥梁最后一个节段中，并设置锚筋同箱梁锚固，悬挑长度500mm。如图2所示。
图3 合拢段示意图
2.嵌补段钢壳
为满足外观要求，确保嵌补段钢壳同预埋段钢壳外轮廓尺寸一致。嵌补段钢壳长1000mm，为防止钢壳焊接过程中焊渣、火花飞溅，预先在同两侧加540mm钢板与嵌补段钢壳焊接，安装定位后与两预埋段钢壳各搭接270mm，如图3所示。
3.吊挂系统
吊挂系统由精轧螺纹钢吊杆、连接螺母、锚固扁担梁组成，如图所示。连接螺母通过电弧焊焊接于预埋段钢壳及嵌补段钢壳之上，螺母与吊杆通过栓接连接，吊杆上部锚固于扁担梁之上。如图4所示。
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图4 吊挂系统示意图
三、合拢段钢壳加工与安装
1.钢壳加工
钢壳加工委托有资质的专业厂家进行，各部件的外形尺寸及加工公差需满足设计图纸要求。
特别注意事项：沿顺桥向，每块钢壳不设置焊缝；锚固钢筋及加劲肋板焊接，焊接过程中注意控制钢壳面板的变形；为便于吊装，钢壳分底板、腹板、翼缘板3部分各2块共6块进行组焊。焊接完成并经过超声波探伤检测，达到《压力容器无损检测》JB4730—1994 II 级标准。
整体试拼：加工完成后，对钢壳进行整体试拼，试拼精度满足混凝土外观质量精度要求。按设计要求进行表面涂装。
2.合拢段钢壳安装
①预埋段钢壳安装
预埋段钢壳按照设计要求预埋于最后一个悬浇节段末端，要求2个T构预埋段钢壳安装几何尺寸偏差≤2mm，钢壳边缘各点的高程误差≤2mm，且不得有挠曲变形，2个钢壳的轴线偏差≤2mm。
②嵌固段钢壳安装
在转体施工前，预先将底板部分嵌补段钢壳放置于合拢段位置处箱梁内部，将腹板及翼缘板部分嵌补段钢壳放置于合拢段位置处箱梁顶面。
在转体施工完成并精调就位后，吊装嵌补段钢壳，及时完成中跨合拢段作业面封闭。吊装过程中按照先底板、再腹板、最后翼缘板的顺序吊装。为保证安全，避免嵌补段钢壳在安装过程中跌落，采取以下“双保险”措施：a在嵌补段钢壳顶面焊接长160cm安全保险杠，安全保险杠在嵌补段钢壳移动前进方向侧超出合拢口钢壳50cm，确保合拢口钢壳重心线在移出预埋钢壳边线时，安全保险杠已伸入另一侧合拢段预埋钢板，b在合拢口钢壳顶面焊接吊环，通过安全保险绳（钢丝绳）栓接于箱梁最后一个节段。
③嵌补段钢壳焊接
为安装方便，嵌补段钢壳底板、腹板、翼缘板分块制作，钢壳吊装完成后焊接封闭。为防止钢壳焊接过程中焊渣、火花飞溅，对于分块形成的纵向接缝，采取在接缝顶部添加宽30mm、厚8mm钢板盖板，将连接盖板与合拢口钢板焊接而转移焊缝位置的方式解决。
嵌补段钢壳环向焊接封闭完成后，再焊接顺桥向焊缝，先将嵌补段钢壳一端同预埋段钢壳焊接，另一端待边跨合拢完成后，选择与合拢段混凝土浇筑温度相同的时段进行焊接。
四、钢壳防静电
钢壳通过自身加劲肋部分与梁体防护墙下部专用接地钢筋焊接，连接钢筋为直径16mm的圆钢。接地钢筋单面焊接长度不小于20cm，双面焊不小于10cm。焊接后经梁底接地端子，通过不锈钢连接线与墩顶预埋接地端子相连并传递至承台桩基以下，有效消除电位差影响。
钢壳安装完成后，进行钢筋、混凝土等工序施工。
五、总结
通过上述钢壳合拢法施工应用分板，可以看到该对营业线运行影响非常小，在转体定位即可第一时间封闭作业面，能有效控制施工安全。同时，相对于普通挂篮施工方法，该方法既适用空间受限的工程，也节约拆除挂篮及模板的施工时间，减少了对营业线安全隐患。