大桥转体施工技术方案.docx

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大桥转体施工技术方案

×××大桥转体施工技术方案

一、工程概况

1、结构型式

上部结构桥跨组成为l一20米空心板+2×60米T构+10×30米T梁，其中主桥为2×60米预应力混凝土T形刚构，刚构截面为单箱双室截面，最大梁高为6．0米，最小梁高2。

4米，箱梁的底宽14。

5米，两侧翼板悬臂长度为4．0米；箱梁采用节段施工，墩顶0号块长度为7米，l一4号块件节段长度为4．5米，6—10号块件节段长度为5米，现浇段长度为6米，合拢段长度为2．5米；除0号块、现浇段外，块件最大混凝土方量为140．16m3，块件最大重量为350．4T。

主桥采用转体施工，转体重量为8498吨。

T构在转体之前，顺铁路修

建，与主线45·夹角，T构施工完成后，逆时针转动45·，跨越川黔铁

路与桥轴线重合，浇筑现浇段与合拢段，完成T构主体施工。

2、设计标准

设计荷载：

汽车一超20级，挂车一120

桥面净宽：

2~10米

二、施工进度计划

该大桥主桥计划从2002年9月开始正式动工，至2004年6月底完成，总工期24个月。

桥梁的下部构造从2002年9月底至2003年5月上旬，工期7．5个月，内容包括主桥桩基础、承台、墩身；桥梁的上部构造及桥面系的施工从2003年5月中旬开始，至2004年4月结束，工期14．5个月，内容包括主桥箱梁的浇筑、T梁的预制安装，桥面系施工，其中转体部分箱梁施工时间为2003年5月中旬至2003年9月下旬，工期4.5个月。

三、转体施工技术方案

l、上、下转盘施工

（1）转盘上、下盘钢板的加工

a、上盘钢板直径300cm，厚度为30mm；下盘钢板直径302cm，厚度为30mm。

原施工图中的上、下盘钢板各焊接有厚度为20mm的加劲钢板，

呈辐射状，提高钢板的整体刚度，保证钢板在加工运输中不至于发生变形，但实际上，钢板在没有钢板加劲的地方，沿对角线方向刚度较小，在运输和吊装过程中，钢板容易沿对角线发生弯折，不能满足运输和安装过程中不变形的要求，因此要求在钢板工厂制作过程中直接焊接28c槽钢作为钢板的劲性骨架，槽钢呈“#”字型焊接，间距45cm，加强上下盘钢板的刚度；

b、由于钢板的直径为302cm，构件尺寸较大，原设计钢板的表面必须在机床上进行平整度精细加工以及表面镀铬；根据市场调查，目前整块钢板镀铬，对设备的要求较高和对镀铬的电流也比较大，在吸取以往转体桥的施工特点，建议取消下盘钢板镀铬，但钢板的表面粗糙度不变；钢板的加工选择有加工经验和实力的生产厂家，按照图纸要求的加工精度进行，在出厂前对钢板的加工质量进行检查，满足要求后用汽车运至工地进行安装。

c、在原施工设计图上，上盘钢板表面钻有四氟蘑菇头的安装孔，在安装孔的孔底钻有2mm的气孔，保证四氟蘑菇头安装后能与钢板紧密结合，在加工过程中，由于上盘钢板共有蘑菇头7457个，就有7457个气孔，数量较多，加工难度较大，根据雅髻沙大桥的施工经验，加工上盘钢板时，取消上盘钢板2mm的出气孔，在四氟蘑菇头的中心钻lmm的孔，保证空气的排除，对整体性能不产生大的影响。

在原设计图中下盘钢板上钻有直径为40mm的渗浆孔，数量为48个，由于渗浆孔的面积比四氟蘑菇头的面积大，且数量较多，会增加转体的摩阻力，因此取消渗浆孔，在下盘钢板28#槽钢组成的“#”字型对应的范围内，钻5mm的灌浆探测孔，在进行下盘钢板底面压浆时，直接预埋压浆管和出浆管进行承台底面水泥浆的灌注，探测孔不作为灌浆和出浆的通道。

（2）转盘转轴和上、下盘钢钢板的安装

承台第一和第二次混凝土浇筑完成后，即可进行转轴和上、下盘钢板的安装，为保证上、下盘钢板的加工精度，且保证在混凝土浇筑过程中不变形，不位移，安装时，采用转轴定位架和转盘安装撑架进行安装。

承台混凝土的浇筑时，在承台现浇C50混凝土预留槽内预埋钢板，在预埋的型钢上焊接下盘的安装支撑架和转轴定位架（见施组设计图）。

转轴原设计长度比较短，安装时定位困难，且在调整转轴的垂直度时难度较大，因此将转轴的长度增加到18lcm，安装转轴时，提升转轴上的吊环，将转轴吊装到转轴定位架内，通过转轴底部的定位栓，精确定位转轴的中心位置，转轴顶面标高也通过定位栓来调节，再用定位架上的调节螺栓调节转轴的垂直度，配合两台经纬仪进行校正，因此转轴的垂直度的调节比较容易到达精度要求，校正转轴后，在定位架内灌注环氧树脂沙浆，24小时后即可进行下转盘的安装。

由于转轴的精确定位和定位架的自身刚度，保证下盘钢板安装时能够精确定位，通过下盘钢板上的吊装孔，用吊车将下盘起吊安装，下盘安装后落在下盘安装支撑架上，通过安装支撑架上的螺栓调节下盘钢板的平整度和高程直至满足要求，焊死螺栓，并用钢板将下盘支撑架和钢板的劲性骨架型钢劲性局部焊接，随后浇筑承台顶面以下混凝土，达到一定强度后，用3mm的钢板沿着下盘钢板的周边下盘钢板顶面至承台顶面之间空隙部分进行包裹（局部点焊），再用10#水泥砂浆进行密封，通过下盘钢板上的灌浆孔和出浆孔对钢板底面进行压浆，由于在下盘钢板的加劲槽钢上钻有直径为60mm的孔，保证水泥浆能够在下盘钢板和承台之间的空隙范围内自由流动，压浆采用活塞式灌浆机，灌浆的压力控制在0．4—0．6Mpa之间，待出浆孔流出浓浆后，用木塞封闭出浆孔，并持压5分钟，保证混凝土的密实性，实践证明该办法切实可行；灌压水泥浆采用42．5R的纯水泥浆，根据实际情况可掺入一定的膨胀剂，具体掺量根据试验确定；定位架和下盘安装支撑架的调节螺栓采用M22~110高强螺栓。

上盘的安装在下盘钢板安装完成并且灌注水泥浆达到一定的强度后进行，因下盘钢板和转轴已定位，上盘钢板的安装直接搁置在下盘钢板上，稍微调整一下钢板的位置即可满足要求。

安装时将—卜盘清扫干净并干燥，涂抹黄油四氟粉，在上盘四氟磨菇头、磨菇头之间间隙、转轴和轴套之间中涂抹和充填黄油四氟粉，在上盘钢板的加劲型钢上焊接吊环，将钢板吊装就位，完成上盘安装。

上盘安装完成后推动上盘钢板进行转动，查看运转是否灵活，否则进行局部调整；上转盘安装完成后，用封口胶带对上下转盘接缝处进行包裹，并用水泥砂浆进行密封，保证上下盘钢板之间不受污染。

（3）转动张拉系统

原设计采用14—7Ф5钢铰线作转动牵引索，张拉力96吨，钢绞线预埋在转盘内，螺旋状从转盘的外侧绕出，张拉端的反力架设置在承台的外侧，长3.5米，宽1.5米，高l.63米。

由于钢绞线在转盘内安装过程中，钢筋焊接或者落物等不可预见的意外因素可能对钢绞线造成损伤，在转动过程中可能发生钢绞线断裂，无法进行钢绞线的更换；结合实际情况和以往的经验，将钢绞线的安装由内置式改成外置式，钢绞线在锚固端以及张拉端采用集束方式，并将改用15根270级，直径为15。

24mm钢绞线（标准强度1860Mpa），锚具采用YMl5-16群锚；锚固构件采用型钢贴焊钢板组成铆焊件预埋在转盘内，锚固构件按照200吨拉力控制计算；反力架设置在承台上，反力架是由型钢和钢板组焊构件，在承台施工时，在承台上预留槽口，上部悬臂箱梁施工基本结束后，进行反力架的安装，调整到安装精度要求后进行固定，并浇筑预留槽口内的混凝土，反力架按照张拉力200吨控制计算；张拉千斤顶采用ZTDl50吨自锚连续千斤顶，公称拉力150吨，启动时配备4台60吨起动千斤顶。

在转体启动过程中，按照两种情况考虑，一种是不考虑助推千斤顶的作用，只考虑由连续自锚千斤顶完成；另一种情况是，考虑由自锚连续千斤顶和启动千斤顶共同作用，把两种情况分别计算如下：

设：

上下盘钢板之间摩阻系数f，

转体重量G二8498吨

—上转盘钢板外径R1二1.5m

上转盘钢板内径R2二0.15m

起动千斤顶力臂L1二3．0m

自锚连续千斤顶张拉力力臂L2二4．5m

自锚连续千斤顶张拉力F1

起动千斤顶推力F2

摩阻力对转轴中心产生的力矩为：

M阻=∫0.151.5｛【2Лxdx/Л（R21-R22）】｝G×f×x=7630.08∫0.151.5x2dx=2543.36f（1.503-0.153）=8575.25f

千斤顶拉力和推力产生的力矩为：

M动二2F1×L2+4F2×L1二9F1+12F2（考虑助推千斤顶作用时）

M动二2F1×L2二9F1（不考虑助推千斤顶作用时）

根据实际考虑两种情况：

1、考虑助推千斤顶和自锚连续千斤顶在起动时共同作用；2、不考虑助推千斤顶，只考虑自锚连续千斤顶的作用：

自锚连续千斤顶的额定张拉力为150吨，实际操作考虑张拉力上限为140吨，顶推千斤顶的额定张拉力为60吨，实际操作考虑张拉力上限为50吨，根据实际张拉力的上限来计算各种摩阻系数下的转体安全储备（即Fl二140T，F2二50T）。

在各种摩阻系数下的安全系数（见下表）

目前我们准备采用的是第二种方式，即只采用自锚连续张拉千斤顶，

而不考虑助推千斤顶的作用，以上表格中的数据，表明采用第二种方式是可行的。

根据以前转体施工的经验，起动时的最大摩擦系数不超过0．07，考虑在摩擦系数0．12最不利情况—厂，安全系数为1．22，满足起动要求；转动过程中，摩阻系数在0．03—0．04之间，即使在摩阻系数达到0．06的情况下，安全系数也‘能达到2，45，也能满足正常运转。

（上图中阴影部分为可能出现的摩阻系数区域对应的安全系数）。

钢绞线采用15根270级，直径为15。

24mm（标准强度1860Mpa），·单根钢绞线的破断拉力为Rp=26．07吨，按规范要求张拉力按照0．75R，控制，集束钢绞线能提供的最大拉力为F拉二0．75~26．07~15二293．29吨，若按照第二种方式进行转体施工，在摩阻系数为0．12时，自锚连续千斤顶的最大拉力为114．34吨控制，钢绞线的安全储备为2．57：

在转动过程中估计摩阻系数为0，04（据雅髻沙大桥转体施工实际测定，动摩阻系数为0．034），此时钢绞线的最大拉力为38．11吨，钢绞线的安全储备为7，700钢绞线在安装时，必须进行编束安装，安装好锚具后，用前夹式千斤顶对每根钢绞线进行单根张拉，每根钢绞线的张拉吨为控制在1吨，使各根钢绞线受力均匀。

（4）上、下转盘混凝土的浇筑

下盘预留槽内C50混凝土浇筑时于…采用二次浇筑，第一次浇筑在安装下盘钢板后，浇筑承台顶面以下的混凝土；第二次对承台顶面以上至下盘钢板底面进行压浆。

由于下盘钢板的肋板和临时支撑架在预留槽内占据比较大的空间，给混凝土的浇筑带来难度。

混凝土采用泵送混凝土直接输送到预留槽内浇筑，由于泵送混凝土有较高的和易性和流动性，对混凝土的密实度有较大的提高，混凝土浇筑时除常规的分层浇筑，布点振捣外，操作人员沿着下盘钢板的四周从支撑架和劲性骨架间的空隙对转盘钢板中部下面的混凝土进行振捣，控制混凝土的浇筑速度，保证在预留槽内的混凝土密实；对于下盘钢板底下lOcm以内的空隙采用压浆处理，首先对下盘钢板的周边用3mm的钢板进行包裹并点焊，用水泥砂浆进行密封，通过钢板上的灌浆孑L和出浆孔对钢板内的空隙进行压浆，待出浆孔流出浓浆后，封闭出浆孔，继续进行灌浆，压力控制在0．4—0．6Mpa之间，并持压5分钟，封闭灌浆孔。

经验表明，灌压纯水泥浆能够满足钢板—F混凝土密实的要求。

上盘混凝土的浇筑比较简．举，加劲板和支撑架不影响混凝土的浇筑，按照常规混凝土浇筑的方法进行混凝土的施工。

2、转体施工施工工艺

（1）转体结构简述

本桥为T型刚构，其中转体部分悬臂长度各为5l，5米，于2#墩中线对称，转体重量为8498口屯整个转体与桥轴线呈45*修建，通过设置转动牵引系统，转动上转盘至合拢段位置，和桥轴线重合，浇筑现浇合拢段，完成该桥的梁体施工过程o2#墩墩底和承台之间设置转盘，上盘直径300cm，下盘直径302cm，在下转盘中心设288mm钢转轴，在上转盘底中心设置直径为290mm的钢轴套，使上下转盘中心重合；为降低转体时上下盘之间的摩阻力，在上盘钢板底面嵌入四氟乙烯蘑菇头；为保证大吨位结构平转的稳定性，在上—卜盘环道内设置4个向下悬吊的钢筋混凝土二平衡脚，与—厂盘环道保持12mm的间隙，在下盘环道外设置8个钢筋混凝土支撑柱，与上盘保持5mm的间隙，控制转体过程中墩身稳定；在‘下盘环道内设置对应于上盘平衡脚的4个钢筋混凝土支承柱，在二者之间可以设置水平的助推千斤顶起助推作用。

（2）主要技术参数

a、转动角度：

45°

b、转体重量：

8498吨

c、转动结构几何尺寸：

轴心至悬臂段长度51．5m，宽22．5m，—F盘顶面至0#块顶面高21．129m

d、转盘直径3．0m

e、平转角速度不大于0．015弧度（rad）／分，悬臂端线速度不大于0．7725m／分

（3）转体牵引体系

本桥的平转牵引体系由牵引索、牵引千斤顶、反力架、锚固构件组成，牵引索共2束15qbl5。

24钢绞线（270级，标准强度1860Mpa），连续牵引千斤顶采用海威姆公司的ZTD自动连续转体千斤顶，助推千斤顶采用海威姆公司YC60A穿心千斤顶；反力架和锚固构件均采用钢板和型钢焊接的组合构件。

转体的牵引体系见“ZTD千斤顶、泵站、主控台关系图”。

（4）转体设备

①、同步连续牵引系统

a．ZTDl50千斤顶2台；

b。

ZTDB泵站2台；

c。

ZTDK主控台l台。

②、助推系统

a．YC60A-200·千斤顶4台：

b．ZB4-500电动油泵4台。

以上设备匀为柳州海维姆（HVM）建筑机械有限公司产品。

（5）同步连续牵引系统工作原理

ZTD自动连续转体系统由千斤顶、泵站和主控台三产份组成。

其主要特点是连续性和同步性，即能够实现多台千斤顶同步不问断匀速顶进牵引结构转体到位。

ZTDl50型连续转体千斤顶前后顶构造使其能够通过两个顶的交替往复运动实现连续顶进。

而前后的各行程开关则是系统的动作传感元件。

ZTD自动连续转体系统的控制过程就是通过各行程开关将千斤顶前后活塞的位置信号传递给主控台，主控台将得到的信号进行逻辑组合后，再将控制信号传递给相应的泵站，泵站通过电磁阀去控制相应千斤顶的动作。

—卜述过程形成一个闭环系统，能够自动调节千斤顶的各种动作，使多台千斤顶做到同步连续工作。

本系统兼具自动和手动控制功能，手动控制主要用于各千斤顶位置调试和小距离运动，自动控制作为主要功能用于正常工作过程。

（6）准备：

工作

①、设备调试

a．本方案使用的2台ZTD千斤顶和泵站为雅髻沙大桥使用，因此在使用前对其进行全面检修。

b．对ZTD自动连续传体系统进行空载联试。

c．对YC60A千斤顶进行标定。

②、现场清理

包括环道清理，解除临时支座，结构平转范围内障碍物的清除按设计位置安装好2台千斤顶及配套的2台泵站并按要求与主控台连接。

b．助推系统安装

初始起动在2#墩下盘的内环支承柱和上盘平衡脚之间安装助推千斤顶，并与油泵车进行连接。

④、穿索

将制作好的牵引索钢束一端穿入上转盘牵引索的锚固构件，安好锚具夹片，再将钢束穿入反力架内，安装ZTD转体千斤顶。

⑤、钢束预紧

用YDC260Q千斤顶在ZTD千斤顶尾端逐根张拉钢铰线预紧，每根钢铰预紧力为IOKN。

⑥、初始数据采集

在上述各项准备工作完成后，转动前测量组和监控组按转体施：

工各有关实施细则和规定测取各项初始数据。

转体牵引力估计及摩阻系数试验限据设计院转体工艺设计，转体的起动静摩擦系数按10％控制，控制张拉力为96吨，和我们计算为95．28吨，基本吻合。

为确保转体能按设计成功实施，我部对雅髻沙大桥平转数据进行分析，得到的静摩擦系数不起过0．07，动摩擦系数不超过0．N；本方案仍按设计的10％静摩擦系数控制起动牵引力，符合施工要求，但保守考虑，我们按照0．12的极端最不利静摩擦系数考虑，张拉力为114．34吨，按照0。

06的极端最不利动摩擦系数考虑，牵引力为57，17吨。

牵引系统按每台ZTDl50千斤顶的有效控制张拉力140吨，每台YC60A千斤顶控制张拉力50吨计，意味着，只考虑转体千斤顶已能满足起动和转体过程中的牵引要求。

现将只考虑转体千斤在起动和转动过程中各种摩阻系数下的安全储备列表如—F：

在起动和转动过程中只考虑转体千斤顶情况下的安全储备

（上图中酮影部分为可能出现的摩阻系数区域对应的张拉力和安全储备）

为进一步掌握在转体过程中不同的工况下，上下盘钢板之间的摩阻系数（动摩阻和静摩阻），便于对转体转体过程中摩阻力的估计，现已委托重庆交通科研所进行摩阻系数测定。

（8）转体操作

①、ZTD连续牵引力系统加载各ZTDl50千斤顶先同步加载至60口屯，再逐级加载，每次10吨直至转动开始，但总的张拉力不超过140吨，如体开始起动，则ZTD系统进入自动连续工作状态。

②、助推系统逐级加载起动

如ZTD千斤顶加载至140吨仍未起动，则系统暂停。

安放助推千斤顶，将助推千斤顶加载至20吨，重新启动ZTD系统，千斤顶加载至140吨，然后助推系统每个千斤顶按10吨逐级加载，最高至每个千斤顶50吨，直至转动体起动，ZTD系统进入自动连续工作状态，之后立即迅速拆除助推系统”千斤顶。

③、转体到位和轴线校正

转体施工要求尽量一次到位，在接近到位300cm左右开始，缓慢降低千斤顶油缸的供油量，使千斤顶的张拉速度逐步减小，在接近到位10cm时，梁端移动速度小于10cm／分钟，缓慢调整T构悬臂中线和桥中线重合。

为尽量控制结构不超转，在承台…卜设置限位块，在限位块上放置限位千斤顶（可利用助推千斤顶），在靠近中线时，启动限位千斤顶（预先使其有足够的行程），使其受力，慢慢降低千斤顶油压，使整个转动部分在自动连续千斤顶和限位千斤顶的共同作用下，逐步接近中线位置，最终和中线重合。

如意外情况，结构超转，则利用助系统反向顶回。

转体施工工艺、整个平转施工工艺程序详见“平转施工工艺程序图”。

（10）特殊和紧急情况的处理

如平转过程发生—卜列情况之一应立即停转处理，待问题解决后才能继续转体施工二。

①、不能正常起动

如首次起动ZTD牵引系统2台千斤顶均加载至140吨，助推系统4台千斤顶均加载至50吨时或平转过程中途停下后重新起当时撑脚所处位置无法找到足够的助推反力座安装助推千斤顶难以起动时，可以利用备用ZTD千斤顶前后可同时起动使起动力加倍，通过手动控制使千斤顶起动增加至280吨，待起动后再转成自动运行状态。

②、结构重点部位变形开裂

如平转过程观察到转体结构的重点部位发生较大的变形或焊缝开裂，应立即采取补强措施。

③、箱梁的两个两端及横桥向翼缘板相对高差值突变

如监控组从水平仪监测到的箱梁两端及横桥向翼缘板相对高差值发生较大突变时，其产生的原因可能转盘发生非正常变形。

应：

立即进行全面检查，找出原因并分析结果，确定是否处理并采取相应措施后才能继续转体。

④、发生牵引索断滑丝

如发现牵引索断滑丝现象，重新更换钢绞线进行张拉。

⑤、牵引系统结构应变异常

如监测到牵引系统结构应变异常，应立即检查异常部位的构件是否因材质、制作及安装质量问题产生裂缝或变形，尽快找出原因并采取相应措施。

（11）施工进度计划

本方案转体施工按照设计规定的转动速度进行转动，即0．015弧度（rad）／分钟，按照此速度进行计算，整个转体过程需要105分钟，根据实际情况调整转动速度，转动时间控制在2—3小时。

（12）保证铁路运输安全的措施

因为转体从起动位置开始，转动15‘就和铁路相交，按照最短的转休时间2小时计算，在铁路上空转动的时间为80分钟，川黔铁路就目前的状况看，火车过往的频率较高，在转体过程中，火车从转体下经过不可避免，因此要注意以下注意事项：

a、清除桥面和箱梁内一切杂物，清扫并用水冲洗干净，避免落物；b、掌握详细的火车时刻表，确定火车通过的时间，将转体安排在火车流量小的时间段内；c、在转体过程中加强对转体结构的观测，出现异常情况，应立即停止，将原因查明后，方可继续进行；d、邀请铁路部分人员进入转体指挥小组，听取他们的意见，对转体的时间以及铁路上空的防护做出合理的安排；e、精确测量铁路的输电线路和箱梁底的高差，是否满足净空要求，不能满足时，采取必要的保护措施；

（13）其他安全措施及注意事项

①、转体施工二日期根据气象部门预报确认5天内无大风天气，当天风速不能大于10m／s。

②、结构上所有电焊工作均不能触及牵引索钢铰线。

③、转体前对结构上所有电缆进行全面检查，确保其安放位置及绝缘保护在转体过程不会发生漏电。

④、转体到位后，立即进行上盘和承台连接钢筋的焊接，并尽早浇筑混凝土。

⑤、除必要的工具仪器作材料处，结构上所有的多余物件必须全部清除。

⑥、现场必须设置安全警报系统了·作业区设置醒目的安全警示牌。

⑦、对所有现场工作人员在上岗前进行集中统一安全施：

工教育和安全操作技术交底。

⑧、转体施工范围设置警戒线，所有非工作人员严禁进入警戒区。

⑨、所有岗位必须定人定点，未经许可任何人不得私自脱岗。

⑩、所有仪器设备都必须专人操作，无关人员不得乱动。

⑩、工作人员进入现场必须戴安全帽，高空作业人员必须拴好安全带。

⑩、牵引系统操作人员在系统运行过程严禁站在千斤顶后。

⑩、转体运行过程所有结构上的二正作人员必须撒到地面上的安全区域。

⑩、所有工作人员必须严格遵守公司的有关安全施工操作规程。

⑩、所有转体施工人员由临时指挥中心统一指挥，令行禁止。