跨营业线铁路预应力混凝土T构转体施工监理关键管控技术研究——以新建昌九高铁乐化联络线特大桥为例
摘要
关键词
跨营业线施工;预应力混凝土T构;转体监理;质量管控;安全防护;设备验收
正文
1工程背景与监理管控难点
1.1工程概况
乐化联络线特大桥右线桥为新建京港高速铁路九江至南昌段关键工程,桥梁全长1849.530m,其中22#~24#墩采用(80+80)m预应力混凝土T构跨越昌九城际铁路,中心里程YLZDK004+702.655,交角33°,桥面超出既有线轨面高16.754m。转体系统总重量97010kN(上部结构69097kN、下部桥墩与转体系统27913kN),平转角度33°(试转5°、正式转体28°),角速度≤0.02rad/min、线速度≤1.5m/min,球铰竖向承载力100000kN、球体半径8000mm,23#主墩与球铰中心设78.0cm偏心值(偏曲线内侧)。
昌九城际铁路为国家I级双线电气化繁忙干线,设计速度250km/h,运营速度220km/h,日均开行动车组25对,施工需严格执行“天窗封锁”制度(试转Ⅲ级封锁、正式转体Ⅱ级封锁),接触网停电后方可作业,监理需全程把控施工对营业线的影响。
1.2监理核心管控难点
(1)营业线安全协同难:施工涉及工务、供电、电务等多设备管理单位,需协调封锁计划申报、现场防护配合、应急联动响应等工作,监理需建立多方协同机制,避免因沟通不畅导致安全风险。
(2)转体系统精度管控严:球铰安装要求滑道表面高度差≤±0.5mm、3m平整度≤±1mm,牵引系统同步性偏差≤2mm,监理需采用专业监测手段,确保关键指标符合《桥梁转体技术规程》(Q/CRCC23202-2023)要求。
(3)突发风险应急处置急:转体过程可能出现设备故障(千斤顶漏油、钢绞线滑移)、结构异常(梁
体倾斜、球铰应力超限)、营业线侵限等突发情况,监理需提前预判风险,监督应急措施落实,避免事态扩大。
(4)隐蔽工程质量把控难:球铰后浇混凝土、上下转盘封铰钢筋焊接、注浆补强等隐蔽工序,质量缺陷难以事后检测,监理需通过旁站监督、过程抽检、第三方检测等方式,确保施工质量可控。
2监理管控体系构建
2.1监理组织与人员配置
根据工程特点,组建“总监理工程师统筹+专业监理工程师分工+营业线监理专项负责”的组织架构,明确人员资质与职责:
人员资质要求:总监理工程师、副总监理工程师、安全质量负责人、专业监理工程师、营业线监理人员需通过中国铁路南昌局集团有限公司营业线施工管理培训,持有效《营业线施工监理资格证》;特种作业监理人员需具备对应专业资格证书。
人员职责分工:总监理工程师负责审批施工方案、协调各方关系;副总监理工程师分管试转与正式转体监理工作;安全质量负责人监督安全防护与质量验收;专业监理工程师负责技术交底核查、设备验收、过程监测;营业线监理专项检查防护体系落实、封锁登记销记流程。
2.2方案审查与技术交底监理
2.2.1专项施工方案审查
监理对施工单位提交的《转体专项施工方案》《称重试验方案》《应急预案》进行三级审查,重点把控以下内容:
技术可行性:审查转体理论计算(牵引力1130.4kN、摩阻力矩12899.9kN・m)、牵引系统选型(LEHY2-300T连续千斤顶,动力储备系数K静≥2.65、K动≥4.42)、球铰安装工艺是否符合设计与规范要求,对计算书进行复核,确保取值保守、公式正确。
安全合规性:审查营业线防护措施(远端防护、驻站联络、接触网停电流程)是否符合《中国铁路南昌局集团公司营业线施工管理实施细则》(南铁施工〔2021〕260号),应急预案是否覆盖“设备故障、梁体倾斜、接触网异常”等15类场景,应急物资储备(发电机、急救药箱、道砟)是否充足。
组织合理性:审查施工计划、人员分工(指挥组、操作组、监测组)、设备配置(备用千斤顶、主控台)是否满足施工需求,封锁天窗利用(200min/次)是否合理,避免工序衔接不畅导致延点。
2.2.2技术交底监督
监理监督施工单位向作业班组进行技术交底,确保交底内容“全面、具体、可操作”:
交底内容核查:重点检查转体流程(试转5步、正式转体6步)、设备操作要点(千斤顶油压设定28MPa、钢绞线预紧力5~10kN)、监测控制标准(梁体轴线偏差≤10mm、顶面高程±20mm)、安全风险点(防过转、防坠物、防触电)是否明确,交底记录需全员签字确认,严禁代签。
交底效果验证:通过现场提问、实操考核等方式,验证作业人员对交底内容的掌握程度(如千斤顶操作员需能准确说出油压调整步骤、防护员需能正确使用短路铜线),对未掌握人员要求重新交底,直至考核合格。
3施工准备阶段监理管控
3.1设备验收监理
转体设备为施工核心,监理联合施工单位、设备厂家开展“进场验收+调试验收”双重管控:
3.1.1核心设备进场验收
按《铁路桥梁施工用转体球铰》(Q/CR830-2021)《液压千斤顶》(GB/T14733-2021)要求,验收关键设备:
球铰验收:检查出厂合格证、三维扫描精度报告,现场采用全站仪检测下球铰四氟板顶面高差(≤1mm)、上球铰球面度偏差(≤1.2mm),采用百分表检测滑道表面高度差(≤±0.5mm),不合格项需厂家整改,直至复检合格。
牵引系统验收:验收LYND-16主控台、ZLYZ300E液压泵站、LEHY2-300T连续千斤顶,核对设备型号、参数与设计一致性;油压表需出具法定计量机构检定证书(精度1.0级,有效期1周),千斤顶需进行空载试运行,检查密封性能(无漏油)、动作协调性(前后顶同步)。
监测设备验收:验收全站仪、水准仪、风速仪、JMZX-3006综合测试仪,检查校准证书(全站仪测距精度≤2mm+2ppm)、设备状态(风速仪量程0~30m/s),确保满足监测要求。
3.1.2设备调试监理
监督施工单位进行设备调试,重点把控以下环节:
牵引系统调试:先进行空载试运行,模拟转体过程中油压变化曲线,设定最大允许油压(按静摩擦系数0.06计算);再进行钢绞线预紧,采用“逐根预紧+整体顶紧”工艺,监理旁站记录每根钢绞线预紧力(偏差≤5%),确保受力均匀。
监测系统调试:监督施工单位对全站仪、应变仪进行现场校准,测试数据采集系统通讯稳定性(每30s传输1次数据),检查风速仪安装位置、位移百分表固定方式(磁性底座,无松动),确保监测数据真实可靠。
3.2现场准备监理
3.2.1施工环境核查
营业线防护检查:检查南昌侧、九江侧远端防护员到位情况(持红/黄信号旗、短路铜线、对讲机),驻站联络员提前60min到乐化站行车室登记,确认登记内容与施工计划一致;检查施工区域硬质隔离(高度1.2m)、安全警示标志(“禁止抛物”“高压危险”)设置情况,严禁轻飘物留存桥面。
施工障碍清理:检查挂篮拆除、滑道清理(涂抹黄油四氟粉)、临时锁定设施(角钢、精轧螺纹钢)割除情况,桥面无临时机具、杂物,确保转体不受阻碍;检查既有线设备(接触网、轨道)状态,确认无施工干扰风险。
3.2.2称重试验监理
称重试验为转体平衡控制关键,监理全程旁站监督:
试验方案落实:检查千斤顶布置、位移百分表安装(撑脚底部,量程30mm)、应变计预埋是否符合方案要求,试验仪器经校准合格。
试验过程管控:监督施工单位按“分级加载-位移监测”法进行试验,记录不同工况下顶力值(P1、P2、P2)与位移数据,计算不平衡力矩MG、摩阻力矩MZ、静摩擦系数μz(实测0.058≤0.06设计值)、偏心距e(4.2cm满足3~5cm要求);对试验数据进行复核,确保计算无误,配重方案(边跨侧堆载48tC30预制块)经审批确认。
4施工过程监理管控
4.1试转阶段(Ⅲ级封锁)监理
试转作为正式转体“预演”,监理重点监督设备性能、防护体系与应急响应:
封锁前检查:开工前30min检查作业人员就位(指挥组1人、千斤顶操作组7人、监测组4人)、设备状态(主控台与千斤顶通讯正常、钢绞线预紧到位)、安全防护(远端防护员到位、接地线挂设),确认满足施工条件。
试转过程控制:监督施工单位采用“点动操作”模式,每次点动3~20s,记录梁端弧长(表1),实测启动牵引力1098kN(与计算值偏差2.8%)、角速度0.017rad/min(≤0.02rad/min),检查上转盘、球铰无裂纹,撑脚与滑道间隙10mm(无卡阻);若出现启动困难,监督辅助千斤顶按方案施加顶力,严禁超压操作。
试转后验收:试转5°后,监督施工单位采用型钢将上转盘与反力座临时锁定,防止梁体位移;检查试转数据记录(牵引力、速度、结构状态)是否完整,组织召开试转总结会,对发现问题(如钢绞线受力不均)督促整改,合格后方可进入正式转体。
点动时间(s) | 第一次弧长(m) | 第二次弧长(m) | 第三次弧长(m) | 平均弧长(m) | 监理确认结果 |
3 | 0.08 | 0.09 | 0.08 | 0.083 | 合格 |
5 | 0.13 | 0.14 | 0.13 | 0.133 | 合格 |
10 | 0.26 | 0.27 | 0.26 | 0.263 | 合格 |
20 | 0.52 | 0.53 | 0.52 | 0.523 | 合格 |
4.2正式转体阶段(Ⅱ级封锁)监理
正式转体为管控核心,监理采用“实时监测+同步管控+精准定位”模式:
外部条件确认:转体前检查风速(≤8m/s)、气象预警(无恶劣天气)、配合单位(工务、供电)人员到位情况,确认满足转体要求;监督驻站联络员办理封锁登记,获取调度命令后方可开工。
转体启动管控:监督施工单位先启动辅助千斤顶顶推撑脚,使梁体处于“待转”状态;随后主控台切换“自动”模式,两千斤顶同步施加牵引力,监理旁站监测同步性(位移差≤2mm),若超差立即督促暂停调整。
过程监测与干预:采用“全站仪+应变仪+风速仪”实时监测:①梁体位置:每30s采集梁端坐标,计算轴线偏差与高程变化,当偏差超5mm时,督促施工单位通过微调千斤顶调整;②球铰应力:实时跟踪应变数据,最大值18.5MPa(≤25MPa设计值),超限时立即停工排查;③风速:每3min记录一次,实测最大6.8m/s(≤8m/s)。
精确定位与锁定:当梁体轴线距设计位置1.5m时,监督切换“点动”模式,每10cm报告一次数据;距设计位置5cm时,每1mm报告一次,最终就位轴线偏差8mm、高程偏差12mm(均满足要求);就位后立即监督用钢楔块塞紧撑脚与滑道间隙(≤2mm),焊接限位工字钢,完成临时锁定。
4.3封铰施工阶段监理
封铰施工为转体结构成桥关键,监理重点把控钢筋连接、混凝土浇筑与注浆补强:
钢筋焊接监理:检查上下转盘预埋钢筋(露出长度30cm)焊接质量,采用单面焊接(焊缝长度≥10d,d=25mm),监理抽样检查焊缝高度(≥8mm)、外观质量(无夹渣、咬边),采用超声波探伤检测(合格率100%),不合格焊缝需返工重焊。
混凝土浇筑管控:①材料核查:C50补偿收缩混凝土(膨胀率0.02%~0.03%)需提供配合比报告,进场坍落度抽检(180±20mm),不合格混凝土严禁使用;②浇筑过程:监督采用“二次封盘”工艺,第一次浇筑高度100cm(与上转盘平齐),插入式振动器振捣(20~30s/点),避免漏振;第二次浇筑预埋4个Φ15cm注浆孔(纵桥向对称);③养护监督:混凝土浇筑后覆盖保湿养护(≥14d),按规范留取抗压强度试块(每100m³1组),28d强度≥50MPa。
注浆补强监理:第二次封盘混凝土强度达80%后,监督采用水泥浆(水灰比0.45)压力注浆(0.3~0.5MPa),直至注浆孔溢出浓浆;注浆完成后钻芯取样(芯样连续完整),确保球铰间隙与收缩缝隙填充密实。
5安全与应急监理管控
5.1营业线施工安全监理
5.1.1防护体系监督
人员防护:检查作业人员劳动防护用品(安全帽、安全带、绝缘鞋)佩戴情况,高空作业(如封铰)需设置安全绳,严禁抛投工具;监督“四不伤害”原则落实,杜绝“三违”行为(违章指挥、违规作业、违反劳动纪律),发现违章立即制止并下达《监理通知单》。
设备防护:监督大型机械施工时专人监护,与营业线设备安全距离≥2m,接触网停电前严禁侵入限界;监督施工单位每日检查设备状态(千斤顶密封、钢绞线锈蚀),做好维护记录。
5.1.2封锁流程管控
监督施工单位严格执行封锁“八不准”制度:施工计划未审批、安全协议未签订、人员未培训、准备不充分、未登记要点、配合单位不到位、无应急预案、施工负责人不合格时,严禁施工;监督封锁登记(提前60min)、销记(施工完成后检查合格)流程,确保符合南昌局集团公司要求。
5.2应急监理管控
5.2.1应急预案监督
预案审查:审查施工单位应急预案是否覆盖“转体设备故障、梁体倾斜、接触网断线、突然停电”等场景,应急组织机构、处置流程是否明确,应急物资是否充足、状态良好。
应急演练监督:转体前监督施工单位组织1次实战演练(模拟“牵引系统故障”),监理评估演练效果(响应时间≤15min、处置时间≤30min),对演练中发现的问题(如应急通讯不畅)督促整改,完善预案。
5.2.2突发情况处置
现场监理发现突发事件时,按“报告-处置-总结”流程管控:
立即报告:第一时间向监理部、建设单位及南昌局相关部门报告,说明事件类型、位置、影响范围。
督促处置:监督施工单位启动应急预案,采取临时控制措施(如设备故障时更换备用千斤顶、梁体倾斜时调整配重),严禁盲目抢险;跟踪事态控制情况,确保处置措施有效。
总结完善:抢险结束后,监督施工单位组织事故分析,查明原因(如千斤顶漏油为密封件老化),完善防范措施(定期检查密封件),留存应急记录(照片、视频、文字说明),报监理部备案。
6监理管控效果与技术创新
6.1管控效果
乐化联络线特大桥(80+80)mT构转体施工,通过全过程监理管控,实现“质量、安全、进度”三目标:
质量指标:转体就位轴线偏差8mm(≤10mm)、顶面高程偏差12mm(±20mm),封铰混凝土28d抗压强度56.8MPa,注浆密实度100%,各项指标均满足规范要求。
安全指标:施工期间未发生营业线设备损伤、人员伤亡事故,昌九城际铁路运营正常,列车正点率100%,实现“零安全事故”目标。
进度指标:试转、正式转体、封铰施工均按计划完成,无延点情况,满足总工期要求。
6.2技术创新点
(1)跨营业线转体监理协同机制:建立“施工单位-监理-设备管理单位-调度所”四方协同平台,明确封锁计划申报、现场配合、应急联动流程,解决多单位沟通协同难题。
(2)转体精度监理管控方法:创新“全站仪实时监测+应变仪应力跟踪+风速仪环境监控”多维度监测体系,结合“点动操作+微调千斤顶”精度控制手段,确保转体就位偏差优于设计标准。
(3)隐蔽工程监理验收模式:针对封铰施工等隐蔽工序,采用“旁站监督+第三方检测+钻芯取样”三级验收模式,避免质量缺陷留存,确保结构耐久性。
7结论与展望
针对跨营业线T构转体施工监理难点,构建的“全流程管控体系”(方案审查-准备验收-过程管控-安全应急)可有效保障施工质量与营业线安全,实践表明该体系具有科学性与可行性。
监理过程中形成的“设备验收标准”“称重试验旁站要点”“应急处置流程”等技术成果,可为类似跨营业线转体桥梁监理工作提供标准化参考,提升行业监理水平。
未来可进一步融合“BIM+GIS”技术,建立转体施工数字孪生模型,实现监理过程可视化、智能化管控,提高监理效率与精度;同时加强跨行业协同研究,完善营业线施工监理法规体系,推动高速铁路建设高质量发展。
参考文献
[1]中国铁路总公司.Q/CRCC23202-2023桥梁转体技术规程[S].北京:中国铁道出版社,2023.
[2]中国铁路南昌局集团有限公司。南铁施工〔2021〕260号中国铁路南昌局集团公司营业线施工管理实施细则[S].南昌:中国铁路南昌局集团有限公司,2021.
[3]中铁十二局集团有限公司.02-乐化联络线特大桥右线桥(80+80)m预应力混凝土T构转体专项施工方案-正文7.12[Z].2025.
[4]上海先行建设监理有限公司。新建京港高速铁路工程九江至南昌段CJJL-4标23号墩转体Ⅱ及封锁监理工作方案[Z].2025.
[5]中国铁路总公司.TB10303-2020铁路桥涵工程施工安全技术规程[S].北京:中国铁道出版社,2020
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