转体结构

转体结构（共9篇）

转体结构 篇1

近年来, 我国铁路建筑建设呈现快速发展趋势, 且经常存在桥梁结构上或结构下有铁路路线情况, 桥梁转体结构在铁路桥梁建设中的逐渐应用, 在实际应用过程中, 铁路桥梁的转体结构以对桥墩以及梁体为施工对象时, 在设计勘测、施工以及运营阶段中, 桥梁转体结构均存在多种多样的风险因素, 如果预想评估不到位, 对施工人员、铁路运输以及我国铁路的发展会造成极坏的影响。因此, 加强对铁路桥梁转体结构的风险因素分析, 并提出有效地防控策略, 成为当前铁路转体结构应用的重中之重。

1 铁路桥梁的转体结构概况简述

在桥梁转体结构施工对象中, 主要包括桥墩和梁体两大类。在铁路桥梁的建设上, 通常以桥梁转体结构作为既可避免铁路运输中断, 又可完成铁路两端的浇筑施工作业的有效桥梁设计所选结构。通常情况下, 铁路桥梁的转体结构主要有转体斜拉桥、转体钢构以及转体连续梁等, 通过转体及合拢来完成铁路上跨桥梁建设。由于铁路运输对其自身运营安全要求性极高, 使得铁路桥梁在建设方式以转体结构式为主。同时, 铁路部门在铁路桥梁建设时则会将转体结构的设计、施工以及运营阶段予以全面详细风险评估, 并据此拟定相应的防控措施, 作为铁路桥梁建筑应用转体结构的重要理论依据。

2 铁路桥梁的转体结构风险评估标准及程序

2.1 铁路桥梁的转体结构风险评估步骤

在铁路桥梁的转体结构风险评估标准及程序中, 铁路桥梁的转体结构风险评估流程的具体评估步骤如下: (1) 对铁路桥梁转体结构的初始风险予以识别, 并形成全面清晰的风险源表格; (2) 在进行初始风险评价的基础上, 对铁路桥梁转体结构的各样风险因素的发生概率及后果等级予以评价, 并最终得出桥梁转体结构初始风险的等级; (3) 以风险评价的结果及接受准则作为制定相应防控策略依据, 并按实施步骤贯彻; (4) 最后, 对桥梁转体结构风险予以再评估, 并提出可靠性残留风险的等级。

2.2 铁路桥梁的转体结构事故发生的后果分级

在《铁路桥梁风险评估与管理暂行规定》中, 事故发生的后果严重程度分级主要为五级: (1) 轻微型; (2) 较大型; (3) 严重型; (4) 很严重型; (5) 灾难型, 同时, 其归属类型分别有 (1) 经济的损失; (2) 人员的伤亡; (3) 工期延误; (4) 环境影响四大类[1]。另外, 在铁路桥梁转体结构风险因素的接受准则中, 主要分为低度的可忽略、中度的可接受、高度的不期望以及极高的不可接受四项风险接受准则。因此, 不同程度类型的风险因素, 应从实际情况予以具体措施处理。

3 铁路桥梁的转体结构风险因素

3.1 设计勘测阶段转体结构风险因素

在对铁路桥梁的转体结构的方案中的施工方法以及结构特点等多种因素, 予以综合分析的基础上, 从设计勘测的阶段的铁路桥梁转体结构风险因素来看。该阶段的风险因素主要事件表现为以下三点:第一, 铁路实施工地地质差, 且勘测结果不存在准确性;第二, 铁路桥梁转体结构的设计理论和方法有所欠缺, 同时计算参数在选取上也有不合理之处。第三, 在进行钻孔作业及基坑开挖过程中, 引起铁路路基塌陷和沉降。在上述三点风险事件中, 分别属于设计及地质因素、设计因素、施工及地质因素以及施工因素风险因素。同时, 以上四项风险事件主要造成了铁路桥梁的建设的工期耽误、投资增加、中断行车以及人员伤亡等后果。

3.2 施工阶段中转体结构的风险因素

施工阶段作为铁路桥梁转体结构实施的主体部分, 其风险因素通常表现为以下四点:第一, 转体施工阶段发生故障;第二, 施工时梁部以及桥上的高空落物;第三, 施工设备或人员触及了已有的铁路触网;第四, 施工人员和设备存在铁路限界。以上所述的四点转体结构风险事件, 均属于施工因素以及环境因素两大风险因素, 且均在不同程度上, 造成了施工人员的伤亡、运输行车的中断以及原有铁路的设施设备的损害。需要注意的是, 在第二点风险事件的后果影响中, 施工阶段的后果极易对铁路桥梁转体结构在运营阶段带来不良影响。从而, 进一步的加大了转体结构的风险因素的危害力度。

3.3 运营阶段中转体结构的风险因素

运营阶段下的铁路桥梁转体结构风险因素主要是自然环境因素, 其自然环境风险因素则包括雷击导致的桥梁损害以及排水措施危及到下方的铁路安全。另外, 电缆的掉落或无意弄断以及铁路桥面的排水落入到下方铁路的范围, 此两大运营阶段中的风险事件, 也构成了一定的风险后果。通常情况, 运营阶段中铁路桥梁转体结构的风险因素所形成的风险后果, 主要分为中断运输行车以及人员伤亡两大后果。另外, 高空落物的危险因素, 属于高度的风险等级, 极易危及到下方铁路的行车, 在对桥梁转体结构风险予以控制时应予以重视和关注。

4 铁路桥梁的转体结构风险防范策略

4.1 严格复核铁路桥梁的勘察结果

针对3.1提出的有关铁路桥梁转体结构风险因素的几大问题, 在铁路桥梁转体结构的设计和勘测阶段, 应从铁路桥梁地质的实际情况出发, 并拟定出相应的桥梁转体结构实施计划, 其应对的防控策略主要表现为以下几点:第一, 在桩基础的施工以及开挖前, 必须对铁路桥梁所选地址的地质予以长期的实地勘测, 同时, 加强所勘测的地质资料的验证工作。从而, 进一步核实地质资料。若有发现所选铁路桥梁建设地质存在问题或不符, 则应与设计单位沟通。并在经现场确认, 且做出适宜处理后, 再按照相关意见进行操作。第二, 选择合理科学方法进行桥梁转体结构仿真计算分析, 并采用多样计算工具对相关数据予以精密计算。第三, 在针对钻孔作业以及坑基开挖过程中, 所引起的塌陷及沉降, 则可采取必要基坑防护举措, 例如钻孔桩的防护或钢板桩的防护。在这些防护举措实施之前, 应将铁路情况、桥梁情况以及基坑防护的方案有效结合后, 予以详细计算, 以此保障防护举措得当。同时, 基坑的开挖, 则须从非铁路的侧面向铁路侧面予以逐步的推进, 在开挖基坑前, 必须确保灌注砼、钻孔、护壁孔桩等基础措施施工完毕, 并在基坑开挖达到设计标高后予以C20混凝土封底。

4.2 加强桥梁转体结构施工的监管

一般情况下, 在铁路桥梁转体结构施工阶段, 极易造成人员伤亡、行车中断以及经济损失等多种风险因素。因此在施工期间, 应加强铁路桥梁转体结构施工的监管, 其具体措施如下:第一, 可对铁路或两侧的施工场地予以刚性隔离, 设置专人进行看守, 则可有效的避免机具设备与施工人员的侵入, 使得施工期间的铁路安全具有一定的保障。第二, 在桥梁转体施工时应检查各项施工器具和设备, 可进行试转来保证转特设备整体的可靠性;在转体前搜集工期前后的天气情况。同时, 为了防止转体结构施工中出现线路故障或是突然停电, 在施工时应布置足够功率发电机, 为桥梁转体结构的施工提供电力的保障。

另外, 在铁路桥梁转体结构的施工期间, 应从实际情况或对可发生事件评估的基础上, 制定多项紧急预案, 交予相关部门进行审查, 并使铁路运输部门与其成立为突发事件指挥小组。最后, 由于基坑的开挖同样也属于桥梁转体结构的施工项目之一, 在对基坑进行施工时, 应加强对基础施工的观测。如, 在铁路的两侧2m及10 m外的坡脚以及路肩设置多个观测桩, 并进行水平式移位与沉降观测, 以此确保铁路路基的安全[2]。在施工期间, 若发现观测桩变形超出警戒值, 则应即刻停止施工, 并及时回填基坑。

4.3 科学完善桥梁转体结构运营维护

桥梁转体结构在运营过程中, 其多数风险因素主要由自然环境因素、高空落物以及铁路桥面的排水造成。对此, 可采取以下四点措施:其一, 可有效地将铁路运营期间的天窗时间予以利用, 即在天窗时间内完成转体结构的施工, 以此最大限度减少行车中高空落物对人员以及途径行车的经济及人员损害。又可将铁路两侧的防抛网及桥面的附属设施予以完整安装, 避免后续的桥面中高空落物对下方既有的铁路运营造成危害。其中, 对于防护网的设计则应以《铁路工程设计防火规范》为依据[3]。从铁路桥面整体以及桥梁两侧等多方面对高空落物进行防控, 以此, 有效的使高架桥上的各种抛物落入到既定的防护网范围内。其二, 不在桥梁的桥面上设置排水管道, 而是采取集中排水的方法, 顺着桥墩将水排放到地面的排水系统, 使铁路桥梁上雨水落入电气化的铁路范围内, 以达到电气化的铁路防电要求。其三, 在铁路运营阶段, 桥梁应设置具有综合性能的接地系统装置, 避免雷击给桥梁转体结构带来的破坏。其四, 在桥梁两侧多个位置设置检测设备和监控单元, 并将其接入铁路防灾监控的数据处理中心[4]。从而, 有效的确保铁路桥梁转体结构的稳定和安全, 并进一步的为桥梁上或者桥梁下的铁路运营提供有效的安全性保障。

5 结语

在本文对铁路桥梁转体结构风险因素及防空措施的探讨下发现, 桥梁转体结构在勘测设计、施工以及运营三个阶段均有不同的风险因素, 加强对风险因素的防控, 可有效的减少铁路桥梁转体结构的风险概率, 提高铁路运营效率以及减少铁路桥梁建设成本。且很大程度上, 为我国铁路桥梁建设提供了科学的防控依据。

摘要：随着国民经济的快速发展, 铁路客专桥梁建设得到快速的发展, 我国交通复杂车流量大且不宜断路建设的桥梁, 主要以转体结构为主。在铁路行业相关标准下, 铁路桥梁转体结构仍存在一系列的风险因素。本文主要在简要阐述铁路桥梁转体结构的概况及简介基础上, 从铁路桥梁的转体结构风险评估及因素出发, 积极探讨铁路桥梁转体结构风险因素的防控策略。从而, 为我国铁路桥梁转体结构的完善和创新提供良好的前提条件。

关键词：铁路桥梁,转体结构,风险因素,防控策略

参考文献

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[3]谭秋.桥梁转体结构上跨既有铁路的风险评估与防控[J].中国水运, 2013, 13 (7) :285-287.

[4]侯有权.桥梁转体结构安装及精度控制探讨[J].《交通世界》建筑·机械, 2013, 7 (13) :209-211.

转体结构 篇2

5.9.1.1承台钢筋直径20mm以上的采取滚轧直螺纹连接。钢筋的滚轧、套丝与螺纹套筒的一端套接均在钢筋加工场内完成，对于两端都滚轧、套丝的钢筋，一端套上螺纹套筒，另一端用专用塑料套盖对端头进行保护，待钢筋运输到前场安装到位后利用管子钳在安装现场完成连接。为了保证钢筋连接的顺利进行，加工好的钢筋在运输及吊装过程中要加强保护，尤其是钢筋的外露螺纹及套筒的内螺纹。由于承台钢筋型号较多，钢筋长度变化不一，每种型号钢筋数量大，作好标识尤为重要。

承台钢筋安装前，首先对垫层进行清理，清理完毕后，按照设计钢筋钢筋间距用墨斗在垫层上弹出钢筋位置，同时在垫层顶面按照1.5×1.5m的间距布置混凝土保护层垫块，垫块采用6×6×5cm的方形高强砂浆垫块，完成垫块安放后，开始钢筋安装。钢筋安装同一断面接头数量不超过断面钢筋数量的50%，钢筋相邻接头错开距离不小于35d。钢筋网用扎丝以梅花形式进行绑扎。承台钢筋施工要注意对墩柱的预埋钢筋、施工预埋件数量及位置的准确性进行全面的检查，合格后方可进行混凝土浇注。

承台钢筋安装时，注意在上、下承台预埋后浇带钢筋和上承台墩底泄水管加强钢筋。5.9.1.2承台模板施工监控

详见第三节，二，5.3模板工程监理控制重点

5.9.1.3下承台施工

下承台混凝土分两次浇筑，首先浇筑下球铰定位骨架及滑道钢板骨架预埋钢板以下部分。然后安装下球铰和滑道钢板后，进行二次浇筑，同时在底部下球铰底部及滑道钢板底部槽口内各预留4根压浆管，以便在混凝土浇筑后，根据实际浇筑效果进一步密实其底部的混凝土。

1）混凝土配合比要求

①.承台采用砼标号为C35混凝土，水灰比≤0.5，电通量<1500。②.承台砼坍落度为16～20cm；粗骨料粒径5～25mm。③.承台砼初凝时间不小于8小时。④.具有缓凝和良好的泵送性能。2）材料的选择

为控制混凝土质量，对选用原材料要严格界定。对混凝土性能和外观效果影响较大的外加剂更须慎重选择。

粗骨料：选用级配良好、含泥量低的碎石，JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量和检验方法标准》的规定。

细骨料：中粗砂，JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量和检验方法标准》规定。外加剂：外加剂按照GB8076-1997《混凝土外加剂》执行。3）混凝土浇筑

下承台混凝土最大方量约465m3，一次浇筑完成。浇筑时间控制在10小时以内。混凝土浇筑按照从一个方向（中间）向另外一个方向（两端）推进，并严格控制分层厚度，加强斜角部位混凝土振捣，保证振捣充分。

每层浇筑厚度按照30cm控制，混凝土振捣采用插入式振动棒，振捣间距按50～60cm进行控制，振捣棒离侧模距离应保持5cm以上。振捣时，振捣棒应插入混凝土内，上层混凝土振捣时应将振捣棒插入下层混凝土内5～10cm，每一处振捣应快插慢拔，必须振捣至该处混凝土不再下降，气泡不再冒出，表面出现泛浆为止。

混凝土浇筑期间，安排专人检查下球铰定位骨架及滑道钢板骨架预埋件的稳固情况，对松动、变形、移位等情况，及时将其复位并固定好。

4）上、下承台临时锚固

在下承台砼浇筑前，为了保证转体前上、下承台的相对位置不会发生扭转和不平衡力矩，需在上下承台之间设置临时的锚固束，.单个承台设置锚固束40根JL32精轧螺纹钢筋，立面布置图如下，平面上布置在顺桥向，各20根。

5）下球铰加工 ①.设计条件

A、转体球铰的竖向承载力为64000kN。

B、转体球铰为焊接后机加工结构，球铰球面直径分别为320cm。

C、转体球铰的下球面板上镶嵌有碳纤维填充聚四氟乙烯复合滑板，与上球面板组成摩擦副，并涂抹硅脂油润滑。

② 材料：

A、转体球铰的球面板采用Q345，化学成分及机械性能应符合GB/T700的有关规定。B、转体球铰的加强肋板采用Q235或Q345钢板，钢板的化学成分及机械性能应符合GB/T699和GB700的有关规定。

C、转体球铰的销轴芯棒采用Z45号钢，材料的化学成份及机械性能应符合GB699有关规定。

D、支座骨架采用L50×50×6角钢、Q235A热轧等边角钢（角钢型号5），材料的化学成分及机械性能应符合GB700-88的有关规定。

E、滑板采用填充碳纤维聚四氟乙烯材料，其容许应力≥60MPa，滑动摩擦系数≤0.03（硅脂油润滑）。

a、滑板厚度为15mm，镶入10mm。

b、滑板初始摩擦系数小于0.03，滑动后摩擦系数小于0.01。c、滑板压缩变形量小于2%，15mm压缩量小于0.35mm。③ 制造： A、转体球铰各零件的外形尺寸及公差按图加工，未注公差按GB/T1804-C，未注形位公差按GB/T1184-K执行。

B、上、下球铰的上下球面板一次性铸造制成。

C、球铰机加工工装：5mmSR球形卡尺（按图用线切割加工成形），25mmSR球形样板（按图用线切割加工成形），弹簧刀架、样板夹具、游标卡尺、钢直尺、卷尺、塞尺、4m立车、立铣、横臂钻床。

D、上球铰加工工序：定位于4m立车卡盘，凸球面部分朝上，以外径为基准校正夹紧，按图平对外径、中间通孔及尺寸，球面部分预留5mm加上等量先进行粗加工，翻身校正外径复平夹紧，平对正面外径，环形筋内，外径至图尺寸，将上加劲板与球铰进行焊接，组焊后进行退火处理，热处理完成后再对球面进行精加工，上无缝钢管与上球铰进行焊接，焊接时应保证无缝钢管中心线与球面截面圆平面保持垂直，最后球面采用镀硬铬，其厚度≥100um，并保持表面光滑。

E、下球铰加工工序：定位于4m立车卡盘，凹球面部面朝上，以外径为基准校正夹紧，按图平对外径、中间通孔至尺寸，球面部分预留5mm加上等量先进行粗加工，翻身校正外径复平夹紧，平对底部外径，环形筋内，外径至图尺寸，将下加劲板与球铰进行焊接，组焊后进行退火处理，热处理完成后再对球面进行精加工，并在凹球面上用尖头刀刻四氟板沉孔圆尺寸线，按图划出四氟板圆板沉孔、跑气孔、抵捣孔中心线。用立车安装铣动力头分角度铣加工四氟圆板沉孔、抵捣孔，用横臂钻床加工跑气孔。下无缝钢管与下球铰进行焊接，焊接时应保证无缝钢管中心线与球面截面圆平面保持垂直。

F、转体球铰球面加工后，各处的曲率半径应相等，使用样板与塞尺检查，球面与样板的误差应在0.7mm以内，上、下球铰球面的水平截面应为圆形，椭圆度不大于1.5mm。球铰边缘各点高程应相等，球铰边缘不得有绕曲变形。球铰各零部的焊接严格按焊接工艺要求操作，并采取措施控制焊接变形（焊前预热，焊后保温），焊缝要求光滑平整，无裂纹、咬边、气孔、夹缝等缺陷。

G、其余零部件均按图纸设计要求进行加工（无缝钢管、芯棒、支架等）。

H、碳纤维聚四氟乙烯滑板压制过程中，根据图纸尺寸做好相应的编号，在图纸面通过圆心划线，箭头指向由低到高，便于安装时辨别。

5）滑道钢板安装

完成下承台第一次混凝土浇筑后，开始下球铰及滑道钢板骨架及滑道钢板安装。滑道钢板骨架与其预埋钢板焊接处理，然后将滑道钢板与其骨架通过紧固螺旋连接，下球铰与其定位骨架也通过螺栓连接。

滑道钢板为外径3.75m，宽度1.1m环形Q345c材质钢板，刨光处理，粗糙度6.3级，表面做防锈处理。顶面相对标高高差小于5mm，滑道钢板由螺母调整校平，顶面局部平面度0.5mm。调整滑道钢板、下球铰中心位置及球面，使中心销轴的套管竖直，用水准仪调整滑道钢板及球面周圈标高，对角高差及局部高差控制在1mm以内，使球面周圈在同一水平面上，用螺栓固定下球铰，使其紧固牢靠，防止下球铰的变形及错位，同时盖住中心销轴套管口；检查下球铰安装无误后，浇筑铰下混凝土。

下球铰及滑道钢板定位混凝土为细石微膨胀C50，混凝土采用商品混凝土，混凝土坍落度控制在18～20cm。

混凝土用输送车运到现场后用吊斗吊到球铰部位灌注，混凝土从一侧通过球缺下底面向另一侧流动，振动棒从球铰四周边缘往里斜插振捣。混凝土浇筑前，将下球铰和滑道钢板表面用软布覆盖保护，防止混凝土和其它杂物污染，同时在下球铰和滑道钢板底部预埋4根压浆管，待下球铰及滑道钢板定位混凝土终凝后，用压浆法进一步密实球铰底部混凝土。

混凝土终凝前，在球铰及滑道钢板周边收压混凝土表面2～3遍，防止混凝土收缩开裂。5.9.1.4上承台施工

上承台施工同样分成两次，第一次浇筑中间转盘部分，第二次再浇筑上承台。转盘浇筑前，事先完成上球铰的安装。球铰安装工艺为：将黄油与四氟粉按重量比120:1的比例配制好后，在中心销轴套管中放入黄油四氟粉，然后将中心销轴轻放入套管中，放置时保证中心销轴竖直并与周围间隙一致。

1）四氟滑块安装

在下球铰凹球面上按照顺序由内到外安装聚四氟乙烯滑块，并用黄油四氟粉填满聚四氟乙烯滑块之间的间隙，使黄油面与四氟滑块面相平。整个安装过程中要保持球面清洁，不要将杂物带至球面上。

四氟滑板安装前，由厂家量出每个槽口的深度，与设计偏差大于0.1mm的，全部用标识，对应的四氟滑板按照偏差制作，并用记号笔标识，安装时一一对应。下球铰球面安装聚四氟乙烯滑块安装如下图所示。

上下球铰结合前，由厂家进行球铰面清洗，然后涂抹黄油，通过上球铰将多余的黄油挤出，人工用纱布将接缝处涂抹干净后，用胶带封边，防止灰尘和其它杂物进入，转体时予以拆除。清洁人员穿胶鞋，并事先在旁边用清水洗净后才能进入球面区进行清理作业。

2）上球铰安装

将上球铰的两段销轴套管接好，用螺栓固定牢固。注意保护好上球铰，将上球铰凸球面涂抹黄油后，用防水塑料布将整个上环铰严密包裹，放置于搁置架上，使用时将上球铰吊起，去除防水塑料布，用纱布将凸球面擦试干净，在凸球面上抹涂一层黄油四氟粉，然后将上球铰对准中心销轴轻落至下球铰上。用拉链葫芦微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙一致。去除被挤出的多余的黄油，用宽胶带纸将上、下球铰边缘的缝隙密封。

3）钢管撑脚安装 上承台钢筋安装前及时加工并定位安装6对φ600撑脚钢筒，钢筒内填充C50微膨胀混凝土，撑脚钢筒预埋入上承台内80cm，位于上下承台间环形滑道钢板正上方，并与滑道保持10mm距离，为减小撑脚底面与滑道钢板的摩阻力，撑脚底板做刨光处理，精度3级。撑脚安装时，在钢筒底面与滑道之间用10mm厚锲形钢板（锲形钢板打磨光滑并涂上黄油）支垫撑脚钢筒，周围用钢板焊接，在转体前，割除钢板，抽出锲形钢板。

4）模板安装

上承台高度2.3m，模板分为底模和侧模两部分，均用木模制作，后面设置木方10*10cm@30cm竖肋，主横肋选用2[10，竖向间距0.25+0.8+0.8+0.45m＝2.3m，共设置4片，与竖肋及面板分开制作，主横肋之间采用M30螺杆连接。底模次肋选用8*5cm木方，留出撑脚钢筒位置，另注意后浇带钢筋预留，采取将钢筋穿过模板的方式预留，与撑脚钢筒冲突时断开，同时避开预留钢筋。

5）钢筋及预应力安装

完成底模铺设后，进行钢筋及预应力筋安装，上承台钢筋较多，预应力筋分部密集。普通钢筋与撑脚钢管相交时予以截断，然后与钢管焊接。注意牵引索钢绞线安装。

预应力钢束采用《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)的标准1860Mpa级φs15.2高强低松弛钢绞线。塑料波纹管成孔，塑料波纹管型号及规格符合《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JT/T529-2004）标准。预应力锚具、夹具需具有可靠的锚固性能、足够的承载能力，并符合《预应力锚具、夹具和连接器》（GB/T14370－2007）的要求，预应力锚具、夹具、锚垫板、工作锚及锚下螺旋筋需配套供应。夹片、锚具均应符合真空辅助压浆工艺要求。

5.9.2 墩身施工监理监控重点

转体墩身设置结构墩身和2个临时墩身，中间墩宽度4.0m，长度下部3.5m，上部7.2m，高度12.2m。两侧临时墩长度3.5m，宽度1.0m，与结构墩身间距50cm。考虑到立模因素，临时墩在结构墩身施工完成后再施工。完成上承台施工后，按照常规工艺搭设碗扣支架，进行钢筋和模板安装，模板采用定型钢模。主要主要如下几点：

1）钢筋安装时注意预埋泄水管、防雷接地埋件等。2）分二次浇筑，高度超过2.0m时设置溜槽和串筒。

3）支座垫石尽量与墩身同步浇筑，防止后续支座垫石钢筋锈蚀污染墩身。如支座垫石不能与墩顶同步浇筑时，采取将支座垫石钢筋刷涂水泥浆后用土工布和塑料膜包裹措施，防止淋雨生锈后污染已浇筑墩身。

4）现浇砼墩身采用塑料薄膜包裹进行养护，混凝土强度达到2.5N/mm2 之前，禁止承受人员、运输工具、模板和支架等荷载。墩顶表面收浆后，立即使用土工布对墩顶进行覆盖并洒水浸润养生，墩身侧面在模板拆除后立即使用薄膜包裹密封进行养护，为了确保养护效果，墩身外包裹连接处应使用胶带进行密封，洒水养生不少于7天。养护水采用淡水，洒水养护应根据气温情况控制时间间隔，以保持表面湿润为宜。气温低于＋5℃时，采用内包裹薄膜，外部缠裹土工布进行养护，并不得洒水。

5）墩身完成后，及时设置沉降观测点，并每天观测，后期稳定后停止。5.9.3现浇箱梁施工监理监控重点

转体现浇箱梁采用与区间箱梁相同的支架浇筑工艺，但在转体支架浇筑过程中，需同时保证锡沪东路双向通行，所以需在支架搭设时，增加钢管少支点门式支架。支架采用碗扣式脚手搭设，横截面腹板区间距30cm，底板区60cm，翼缘区90cm，纵桥向间距60cm，步距按照1.2m控制。顶底托选用KTZ-60，KTC-60型，可调悬出部分<25cm。

（1）支架构件检查

支架搭设前，对准备用于支架安装的各扣件式立杆、横杆、斜杆、顶托、底座进行全面检查，检查其是否完好，有无弯曲、开焊、断裂现象。

1）钢管应采用符合《直缝电焊钢管》（GB/T13792-92）或《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中235A级普通钢管，其材质性能需符合《碳素结构钢》（GB/T700）的规定。

2）碗扣架用钢管规格为φ48*3.5mm，钢管壁厚不得小于3.0mm。

3）上碗扣、可调顶底座及可调托撑螺母需采用可锻铸铁或铸钢制造，材料机械性能需符合GB9440中KTH330-08及GB11352中ZG270-500的规定。

4）下碗扣、横杆接头、斜杆接头需采用碳素铸钢制造，材料机械性能需符合GB11352中ZG230-450的规定。下碗扣的厚度不得小于6mm。

5）立杆连接外套管壁厚不得小于3.0mm，内径不大于50mm，外套管长度不得小于160mm，外伸长度不小于110mm。

5.9.4转体施工监理监控重点 1）设备配置

根据转体段总重量、球铰摩阻力、转动牵引力偶矩、球铰面摩擦系数等参数，初步估算配备两台YCW200型200t连续千斤顶作为牵引千斤顶、两台普通YCW200型200t千斤顶作为启动助推千斤顶可满足转体转动的需要。牵引束储备较大，可提供转体结构启动后所需全部扭矩。同时备用两台普通YCW100型100t千斤顶，如发生异常无法启动时可用其助推启动。

2）操作准备

① 转体过程中的液压及电器设备出厂前要进行测试和标定，并在厂内进行试运转。② 设备安装就位，按设备平面布置图将设备安装就位，连接好主控台、泵站、千斤顶间的信号线，接好泵站与千斤顶间的油路，连接主控台、泵站电源。

③ 设备空载试运行，根据千斤顶施力值（启动牵引力按静摩擦系数μs=0.1，转动牵引力，按动摩擦系数μd=0.6考虑）反算出各泵站油压值，按此油压值调整好泵站的最大允许油压，空载试运行，并检查设备运行是否正常；空载运行正常后再进行下一步工作。计算书附后。

④ 安装牵引索，将钢绞线牵引索顺着牵引方向绕上转盘后穿过千斤顶，并用千斤顶的夹紧装置夹持住，先用1～5kN拉力逐根对钢绞线预紧，再用牵引千斤顶在2MPa油压下对该束钢绞线整体预紧，使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。预紧过程中注意保证钢绞线平行地缠于上转盘。穿钢绞线时注意不能交叉，打搅和扭转，所用的钢绞线应尽量左、右旋均布。千斤顶的安装注意和钢绞线的方向一致。

⑤ 拆除上、下转盘间的临时锚固（每个转体采用40根精轧螺纹钢筋）。

⑥ 拆除所有支架及约束后，全面检查转体结构各关键受力部位是否有裂缝及异常情况，若出现重心偏移，采用调节梁端配重水箱的水量或在上转盘下设置竖向调整以满足转动必须条件；处理完毕对转体结构的静置观察、监测时间>2h，安装好转体观测仪器，并调试正常。

⑦ 防超转机构的准备，在平转就位处应设置限位装置，防止转体到位后继续往前走。⑧ 辅助顶推措施的准备，根据现场条件，将2台2000kN辅助转体千斤顶对称、水平地安放到合适的反力座上，根据需要在启动、止动、姿态微调时使用。

⑨ 在上转盘上标好刻度线，在地面上将箱梁端部设计轴线点准确放样并做好标记桩位。3）试转体

① 按正式转体要求安装动力设备、监测设备等其它准备工作并预紧钢绞线。② 打开主控台及泵站电源，启动泵站，用主控台控制两台千斤顶同时施力转体。若不能转动，则施以事先准备好的辅助顶推千斤顶同时出力，以克服超静摩阻力来启动桥梁转动，若还不能启动，则应停止试转，另行研究处理。

③ 转体时，记录试转时间和速度，根据实测结果与计算结果比对进行调整转速，认真做好两项重要数据的测试工作。

④ 试转过程中，检查转体结构是否平衡稳定，有无故障，关键受力部位是否发生变形开裂等异常情况。如有异常情况发生，则应停止试转，查明原因并采取相应措施整改处理后方可继续试转。

4）正式转体 ① 同步转体控制

A、同时启动，现场设同步启动指挥员1名，由工区生产副经理担任，采用对讲机进行通讯指挥。

B、连续千斤顶公称油压相同，转体采用同种型号的两套液压设备，转体时控制好油表压力，并进行同步观测。

② 转体过程控制

A、结构旋转到距设计位置约2°时放慢转速，改用手动控制牵引千斤顶，距设计位置相差10cm左右时，停止外力牵引转动，借助惯性就位。为保证转体就位正确，施工时需严格控制止动挡块的施工精度。B、转体过程监测，本测试采用动态位移测试法获得每对撑脚处在转体过程任一时刻（或状态）的竖向位移值，并据此确定转体过程中任一时刻（或状态）梁体有可能发生的竖向刚体位移，指导调整转动梁体由于不平衡力矩或其他偶发因素可能导致的梁体倾斜量。

C、转体加速度和速度检测，本部分主要测试转体全过程中转动梁体的线加速度和线速度以悬臂端竖向抖动程度，包括可能出现的急起、急停情况下加速度和速度的变化。采用拾振仪测试梁端的竖向位移振幅。

D、转体就位采用经纬仪中线校正，中线偏差不大于2mm。③ 转体后承台封固

转体单元经精确定位，并检测平面位置、标高均符合设计要求后，立即在6对撑脚两侧下转盘承台上焊接型钢将其与滑道钢板临时锁定，保证转体单元不再产生位移。用空压机和高压水清洗底盘上表面，焊接预留钢筋，立模浇筑封固混凝土（C50微膨胀混凝土）、使上转盘与底盘连成一体。混凝土浇筑时振捣密实，以保证上、下盘密实连接，混凝土坍落度保持在16～18cm。

5）转体注意事项 ① 控制不平衡弯矩的预案

理论上，两端受竖向力是平衡的，但由于两侧混凝土浇筑的不完全对称以及施工荷载的影响（如风荷载），会产生不平衡弯矩。若产生不平衡弯矩，相应的采取以下预案：

A、利用撑脚的作用，采取相应的措施，消除不平衡弯矩，确保施工安全；

B、在箱梁两端头顶面各放置一个容积为10m3的水箱，水箱与梁体焊接固定，在转体过程中观测悬臂端高程的变化，若产生不平衡弯矩，则一端箱梁悬臂端翘起，往该端水箱里注水，直至产生的不平衡弯矩消除。

C、千斤顶顶升消除不平衡弯矩

在下转盘上设置千斤顶，当发生不平衡弯矩时，通过千斤顶顶升，来消除不平衡弯矩的影响。

② 转体施工操作注意事项

A、牵引索钢绞线时注意不能交叉、打搅和扭转，所用的钢绞线应尽量左、右旋均布； B、前后顶的行程开关位置要调整好，即不能让行程开关滑板碰坏行程开关，又不能因距离太远而使行程开关不动作；

C、千斤顶的安装注意和钢绞线方向一致；

D、前、后千斤顶进油嘴，回油嘴与泵站的油嘴必须对应好，不能装错；

E、油管和千斤顶油嘴连接时，接口部位应清洗、擦拭干净。严格防止砂粒、灰尘进入千斤顶；

F、卸下油管后，千斤顶和泵站的油嘴应加防尘螺帽，以防污物进入； G、控制系统在运行前一定要经过空载联试，确认无问题后方可投入使用； H、非系统人员不得更改接线；

I、牵引系统操作人员在系统运行过程中严禁站在千斤顶后； G、所有工作人员必须严格遵守有关安全施工操作规程。5.9.5箱梁合拢施工监理监控重点

箱梁转体到设计预定位置并对转体转盘进行封固，待固封混凝体的强度达到设计强度的85%后，即可进行箱梁合拢施工。

按照“先边跨、后中跨”的原则进行合拢段施工，待箱梁转体到位且平面位置和标高均调整到符合设计要求后，在合拢口位置采用刚性骨架锁定，选择合适的合拢温度，进行合拢段施工。

① 设置平衡重

本转体先边跨后中跨合拢，边跨合拢段采用落地支架现浇方式，中跨合拢采用吊架施工，为保证合拢段浇筑过程中荷载平衡，在合拢段两端各施加合拢段一半重量的水箱，合拢时根据混凝土浇筑进度放水。

② 刚性骨架锁定

当合拢段两端标高和平面位置符合设计及规范要求后，按照设计图纸采用刚性骨架对合拢口进行锁定，焊接合拢锁定刚性骨架气温为20度左右。

③ 合拢施工

中跨合拢梁段采用吊架施工，合拢段吊模支架在箱梁转体前安装在两端不影响转体施工的位置，待转体施工结束后，再调整吊架到准确位置。

在刚性骨架锁定之前，吊架挂在两端混凝土上，不能预紧，待梁体标高、平面位置调整完毕后，及时锁定刚性骨架，将吊架和底模板、外侧模板预紧，待底板、腹板钢筋绑扎结束，预应力管道预埋结束后，预紧内顶模板，绑扎顶板钢筋、安装预应力管道及预埋件。

合拢段混凝土浇筑过程中，按新浇筑混凝土的重量分级卸去平衡重（即分级放水），保证平衡施工。合拢段混凝土选择在一天中气温较低的时段进行浇筑，一般控制在18～22℃之间，连续观测4～5天。

箱梁合拢段混凝土浇筑时，混凝土用HBT60拖泵输送，φ125mm泵管从墩身处脚手架上箱梁顶面，通过梁顶人孔进入到合拢口位置，混凝土浇筑顺序同支架现浇箱梁混凝土浇筑，整个施工过程处于封闭状态。待混凝土强度和弹性模量均达到设计值时，张拉预应力钢束。

5.9.6监测单位资质及监测方案

监控单位资质和监测方案由监理审核通过后实施，包括人员、设备配置。转体过程监控主要内容有

转体结构 篇3

关键词：铁路桥梁,转体结构,风险因素,防控策略

随着社会主义市场经济的快速发展, 我国铁路建筑建设也日益成长起来, 其中, 桥梁转体结构也被广泛应用。在具体铁路桥梁建设施工中, 桥梁转体结构存在着诸多风险因素, 如果对这些风险因素没有评估到位, 会严重影响整个铁路建设的发展。因此, 我国铁路部门需要对铁路桥梁转体结构的风险因素进行评估和分析, 并积极探讨科学可行的防控策略, 以此作为铁路转体结构应用的关键。

一、铁路桥梁的转体结构的基本情况

在铁路建设施工过程中, 桥梁转体结构的施工对象主要有桥墩和梁体这两类, 桥梁转体结构的应用能够有效实现铁路运输的正常化和铁路两端的浇筑施工作业。一般情况下, 铁路桥梁的转体结构主要包括转体斜拉桥、转体钢构以及转体连续梁等, 主要利用转体、合拢等方式进行铁路建设。处于安全性的考虑, 铁路桥梁的建设主要采用转体桥梁的结构, 并对此做出全面的风险评估, 制定好具有针对性的防控措施, 将其作为整个铁路施工的科学依据。

二、铁路桥梁的转体结构风险因素

(一) 处于设计勘测阶段的风险因素

在对铁路桥梁的转体结构进行设计时, 需要结合具体实际情况, 考虑多种环境因素, 并对此予以全面分析和总结。在设计勘测阶段, 铁路桥梁转体结构的风险因素主要表现为以下几个方面:一是铁路施工现场地质环境较差, 勘测结果存在较大误差;二是转体结构的设计方案存在欠缺, 参数计算不合理;三是在钻孔时容易引起路面坍塌的现象。此外, 风险因素的存在容易导致工期无限延长、施工成本增加等不良影响。

(二) 处于施工阶段的风险因素

在铁路桥梁建设的施工阶段, 使整个铁路桥梁转体结构应用的主体部分, 具体表现为以下几个方面:一是转体施工阶段出现异常;二是在施工过程中, 梁部和桥上会出现高空落物的现象;三是施工操作不合理, 触及已有的铁路线;四是相关施工人员和施工设备在一定程度上存在铁路限界。以上转体结构出现的风险事件严重影响了施工人员的生命安全, 甚至导致铁路行车无法正常运行。这些风险因素的存在, 可能会给后期铁路运营阶段带来无法估计的风险。

(三) 处于运营阶段的风险因素

在铁路桥梁的运营阶段中, 风险因素主要来源于自然因素的影响, 包括雷电对桥梁的破坏、排水系统的问题等, 这些因素都会为铁路运营带来一定的风险。一般来说, 运营阶段可能出现的风险因素能够导致的严重后果主要包括铁路行车中断以及人员的上网等两大方面。此外, 还需要注意的是, 高空落物属于较高等级的风险因素, 容易危机整个行车安全, 在进行桥梁转体结构的风险控制时, 需要对此进行高度重视。

三、铁路桥梁的转体结构风险防范对策

(一) 反复核实铁路桥梁的勘察结果

在铁路桥梁的转体结构设计勘测阶段, 需要充分结合铁路桥梁地质地形的具体情况, 并设计出科学合理的桥梁转体结构实施计划, 通过以下对策应对风险:一是在对地桩进行开挖之前, 需要严格按照相关技术标准, 对铁路桥梁的施工地点进行反复的实地勘测, 此外, 还需要利用相关的地质资料对勘测结果进行不断验证和核准, 确保勘测结果的准确性和真实性。一旦发展相关信息和数据资料存在问题, 需要及时与施工单位进行沟通交流, 并进行现场确认, 做出恰当处理。二是利用科学有效的方式对桥梁转体结构进行模拟分析, 并充分利用计算设备对数据进行准确计算。三是在对坑基进行开挖时, 为了避免出现地面坍塌的问题, 需要对坑基采取必要的保护措施, 主要包括钢板桩等防护, 这类防护措施需要与具体的铁路桥梁施工进行有效结合, 确保防护措施的有效性。

(二) 加强桥梁转体结构施工的监督和管理

通常来说, 在铁路桥梁转体结构的施工阶段中, 不仅容易出现人员的上网, 还可能造成铁路行车的中断, 为施工单位造成大量不必要的经济损失。因此, 在具体施工过程中, 需要对铁路桥梁转体结构的施工过程进行高强度的监督和管理, 主要措施有以下几个方面:一是需要对铁路桥梁或者两边的施工现场进行有效隔离, 并安排专人进行看守, 以此来确保施工期间各类设备以及施工工作人员的无故进入, 为铁路桥梁施工阶段的安全提供了保障。二是在具体的铁路桥梁施工中, 需要对各类施工设备按照相关标准进行严格检查, 并利用试运行的方式确保施工过程中设备的正常运转, 并于开工之前了解近几天的天气情况。此外, 为了确保施工过程中转体结构的正常运行, 需要准备功率较强的发电机, 为整个铁路桥梁转体结构的施工提供电力的保障。同时, 在铁路桥梁转体结构的施工过程中, 需要结合实际情况, 为施工项目制定切实可行的应急方案, 并由监管部门进行审查, 还需要建立一个应急指挥小组, 确保突发情况发生时能够有序进行突发事件的处理。

(三) 科学完善桥梁转体结构运营维护

在铁路桥梁转体结构的运营阶段, 风险因素主要以自然环境因素为主, 还有一些高空落物、桥面排水等问题, 对此, 可以采取以下措施:一是可以充分发挥铁路运营期间天窗时间的作用, 也就是在天窗时间内, 快速保质保量的完成转体结构施工, 以此来有效减少铁路运行过程中高空落物对人的伤害。此外还可以安装和利用铁路两边的防抛网及桥面的附属设施, 有效避免之后桥梁上的高空落物对铁路运营造成的损坏。还需要值得注意的是, 防护网的具体设计需要按照具体的施工要求进行。二是在铁路桥梁中采用集中排水的方式, 而不是在桥面上设置排水管道。集中排水的方式主要通过利用桥墩, 将水流入地面上的排水系统中, 并实现桥梁上的雨水能力落入到电气化的铁路范围之内, 从根本上达到铁路防电的基本要求。三是在铁路的运营过程中, 桥梁设计中必须包含综合性的接地系统装置, 主要是为了防止雷电对桥梁转体结构的破坏。四是在铁路桥梁的两边, 需要安装相应的监测设备, 以此来实现铁路运行的实时监控, 并将该系统与铁路防灾监控的数据处理中心进行联通, 从根本上确保整个铁路桥梁转体结构的稳定性, 在一定程度上为整个铁路桥梁的运行提供安全性。

结语

总之, 在铁路桥梁转体结构的建设中, 存在诸多风险因素, 分别存在于勘测设计、施工以及运营这三个阶段中, 因此, 铁路部门需要转变施工理念, 通过多种手段加强施工阶段对风险因素的防控, 以此来降低铁路桥梁转体结构的风险概率, 从根本上提高铁路运营效率和运营水平。

参考文献

[1]高策, 薛吉岗.铁路桥梁结构设计规范由容许应力法转换为极限状态法的思考[J].铁道标准设计, 2012 (11) .

[2]谭秋.桥梁转体结构上跨既有铁路的风险评估与防控[J].中国水运, 2013 (07) .

[3]侯有权.桥梁转体结构安装及精度控制探讨[J].《交通世界》建筑·机械, 2013 (13) .

转体结构 篇4

摘要：转体桥施工是一种无支架的施工方法，在山谷、大河、跨越既有线路等具有优越的性能。转体桥的施工技术主要分为平转、竖转以及平转和竖转相结合三种方法，其中球铰制作技术、施工控制技术以及稳定控制技术是转体施工的关键。首先介绍一下转体施工技术的发展状况，然后结合工程实际总结技术控制要点。

关键词：转体施工平转 竖转 控制

对于桥梁建设行业来说，一种新技术的出现必将给桥梁界带来一场革命。转体桥施工技术的出现，加大了桥梁建设的地域范围，创造了一种新的建桥思维?D?D将桥梁分成两跨或者三跨，然后偏离轴线位置施工，从而避开河流、山谷或者既有线路等，成型后转动体系合拢。转体施工将复杂的，技术性强的高空及水上作业变为岸边的陆上作业，它既能保证施工的质量安全，也减少了施工费用和机具设备，同时在施工时不影响桥下交通，不中断通航。转体的方法可以分为平面转体，竖向转体，平竖结合转体，其中以平面转体最为常见。转体施工适合于单跨和三跨桥梁，可在深水、峡谷中建桥时采用，同时也适应在平原区以及用于城市跨线桥。

1、工程概况

1.1上跨包兰铁路立交桥设计概况

中宁县石碱公路上跨包兰铁路立交桥工程位于石空镇境内，起迄里程K0+000～K1+300，路线全长1300m，其中桥梁长度为363.1m，中心里程为K0+572.172，主墩2#墩，孔跨结构为（2×55）mT构，以78.4°角斜跨包兰既有线，0#、9#桥台为钻孔灌注桩，桩径1.2m，工字型承台，肋板式台身；1 #、3#、4#、5#、6#、7#、8#墩均为钻孔灌注桩，桩径1.8m，地系梁，柱式墩身； 2#主墩为钻孔桩基础，桩径为1.5m，方形承台（上、下承台），薄壁空心墩身。

1.2转盘结构

本桥转盘采用滑道撑脚与球铰中心支撑相结合的平转结构。球铰设计竖向承载力74000kN，转动体系由球铰，上、下转盘，环形滑道、支撑支腿、牵引反力座构成。球铰平面半径1.85m，中心设定位轴套管。下转盘锚固于第一层承台上，上转盘埋设撑脚，支撑于下转盘承台顶面混凝土上预埋的滑道上。转动体系采用牵引方案，转体施工设备采用柳州OVM公司生产的全液压、自动、连续运行牵引系统。该系统具有同步性高、牵引力均衡等优点，整个转体过程平稳、无冲击颤动。

2、转体施工设计基本原则

2.1总体施工原则

采用平行与包兰铁路方向逐段悬臂浇筑梁体，梁体施工完毕后再进行转体的施工方案。转体前对T构上防撞护栏、跨铁路孔防护屏等进行提前安装，确保后续工程施工不影响既有线安全运行。

2.2钻孔桩施工

钻孔桩用1台220型、1台280型旋挖钻成孔，采用旋挖钻施工的目的是因为旋挖钻相对其它钻机扰动小，钻孔桩护壁采用膨润土加烧碱造浆防止塌孔现象的发生，避免对既有线路基造成安全隐患，目前已经进场准备施工。

2.3承台施工

桩头处理与桩基检测：桩基达到设计强度的70%以后，即可进行桩头处理，人工凿除桩头。达到100%的设计强度后按设计强度逐根进行整体性检验，检验合格后才能进入下道施工工序。

既有路线路基防护桩施工完毕后，进行承台基坑开挖，承台开挖前要对承台四周进行测量监控，并做好每次沉降的数据，对数据进行分析，并报相关部门，确认地基下沉对铁路路基的影响程度。

2.4转盘施工

2.4.1转体结构施工

球铰是平转法施工转动系统的核心，它是转体施工的关键结构，制作及安装精度要求高，必须精心制作，准确安装。因此选择专业厂家“中国船舶重工集团公司第725研究所”整体成套制作，保证精度和质量。

2.4.2球铰支座与安装

球铰由上、下球铰、球铰间四氟乙烯板、固定上下球铰的钢销、下球铰钢骨架组成，设计竖向承载力74000KN，球铰平面半径1.85m，球面半径R=8000m。安装精度要求：中心误差不大于±1.0mm，球铰正面相对高差不大于±0.5mm。

2.5墩身施工

T构墩高为11.5m，采用搭设钢管脚手架操作台辅助施工，墩身钢筋一次绑扎成型；墩身分两次浇注，第一次浇注高度9.5m，顶部2m高与T构0号块一起浇注。模板采用整体钢模；混凝土由现场拌合站集中生产，混凝土罐车运输，混凝土泵车浇注。

3、工程施工方案及转体结构介绍

3.1上部结构

采用单箱双室斜腹板箱形截面，中支点中心梁高5.7m，端部梁高2.7m，梁底线形按圆曲线变化，端部等高梁段长4.95m。箱梁顶板宽20.0m，底板宽9.775m～11.928m，两侧悬臂板长各3.25m，悬臂板端部厚20cm，根部厚60cm。箱梁顶板厚度为28cm，中墩顶和边支点处增至48cm；底板厚度25～90cm，转体墩处局部加厚至140cm；边腹板、中腹板厚度45～75cm。中支点处对应墩身顶设置一道横隔板，板厚400cm，边支点处端横梁厚150cm。

3.2下部结构

T构中墩采用空心墩截面，墩身底平面尺寸4.0m（顺桥向）×6.0m（横桥向），顺桥向、横桥向壁厚1.0m，与主梁及上转盘相接处均设0.5m长实体段，实体段与空心段设0.3m（水平）×1.5m（竖向）倒角过渡；转盘结构基础采用16根直径为1.5m的钻孔灌注桩。

4、T构施工注意事项及要点

4.1球绞安装的注意事项

钢球铰是转体施工的核心结构，要求很高的制造及安装精度，必须精心制作及安装，承载能力应达到7400t。钢球铰分为上球铰、下球铰和中心销轴三部分。上球铰为凸形球面，通过圆锥台同上部的牵转盘连接，上转盘就位于牵转盘上；下球铰为凹形球面，固定于下转盘顶。上、下球铰均为钢板压制而成的40mm厚球面，背部设置加强肋条，下球铰上镶嵌聚四氟乙烯片，上下球铰间填充黄油。

确保球铰表面平整、不变形和椭圆度；球铰范围内混凝土振捣务必密实；预防混凝土浆或其他杂物进入球铰摩擦面；下球铰安装顶口务必水平，其顶面相对高差不大于1mm；球铰转动中心务必位于设计位置，其误差：顺桥向±1mm；横桥向±1.5mm。

4.2合拢注意事项

上球铰安装就位后，进行上转盘第一层混凝土的底模、侧模（Φ460×66.1cm）安装及钢筋绑扎。上转盘钢筋安装前定位安装8组双圆柱型撑脚及砂筒，撑脚内填充C50微膨胀混凝土，撑脚底面距滑道顶面20mm，并用钢楔子稳固（作为转体结构与滑道的间隙）。砂筒事先要在科研所采用1000吨压力机压到设计吨位和高度，预压完成后持荷5分钟，将上下砂筒临时固定。安装转台（Φ850×80cm）底模、侧模，绑扎转台内钢筋转台内预埋转体牵引索和注浆管道，牵引索预埋端选用P型锚具，同一对牵引索的锚固端在同一直径线上并对称于圆心，每根索埋入转盘的长度大于300cm。然后进行转台的混凝土浇筑。

5、结语

上述桥梁高架工程施工步骤及管理，仅就基桩基础型式、钢箱梁型式作一简要说明。无论任何一件土木、建筑工程都是百年工程，并非仅仅我们这辈人使用，所以施工材料、管制、顺序、养护，都影响着工程质量的好坏，身为工程人应本着专业、用心、良知，造就质量优良的工程，造福社会人群。

参考文献

[1]姚海涛.转体桥施工控制要点分析[J].交通标准化，2013.02

[2]张琪峰，王景全.我国桥梁转体施工技术的发展现状与前景[J]铁道标准设计，2011.06

桥梁转体施工 篇5

随着经济的迅速发展, 基础设施逐渐完善, 桥梁转体法施工特别是水平转体法施工, 在跨越繁忙的交通线路时, 基本不干扰交通运输, 因此成为业界普遍推崇的较量施工方法。目前我国在桥梁转体施工方面已积累了丰富的经验, 也取得了很好的效果, 使桥梁转体法特别是水平转体法施工技术得到了丰富和发展。

1 转体施工主要施工方法

1.1 竖转法

肋拱桥转体施工常用竖转法。在较低的位置组装好或浇筑好拱肋后将其拉升到指定位置, 然后是合扰施工。竖转体系的组成部件包括索塔、拉索和牵引系统。通过安置在提升索点的助升千斤顶完成竖转脱架。输竖转体系的设计是竖转施工中的关键步骤, 另外要仔细考虑拱肋、索塔的受力情况, 尤其要考虑风力这一影响因素。采用竖转法施工时, 施工方必须控制竖转铰的构造和安装精度, 严格按设计要求装配牵转动力装置、索鞍、锚固系统和索塔, 以确保竖转施工质量和安全性能达到设计要求。

1.2 平转法

采用平转法施工, 整个转动体系包含了三个主体架构:转动支承系统、转动牵引系统和平衡系统。旋转支承系统是最主要的部分。它由上转盘和下转盘构成。上转盘支撑转动结构, 下转盘与基础联接, 施工时主要依靠上转盘转动实现转体动作。以转动支承时的平衡条件为依据将转动支撑分为磨心支承、撑脚支承和磨心与撑脚共同支承三个类型。

2 结合工程实例谈转体施工的应用

2.1 工程概况

某桥梁跨越既有高速公路部分为转体施工, 该桥结构采用2×65m预应力砼T构, 分左右双幅错孔布置, 转体部分重达7900吨。转体部分箱梁长2×60m, 转体段主梁先沿既有高速方向搭支架, 均采用支架对称逐段浇筑施工, 然后错孔同步逆时针转体到设计桥位。

2.2 施工方法

2.2.1 转体主桥施工

承台、钢球铰、牵引索锚固和滑道的安装质量, 以及上部构造的自重平衡条件, 是决定转体施工成功与否的关键所在。具体来讲, 这些工序涉及转盘钢球铰加工;下承台施工及下球铰、环道安装;上球铰、撑脚钢筒安装及上承台 (转盘) 施工;墩柱、梁体施工;以及转体到位后, 锁定上、下承台并浇注上、下承台之间的后封砼, 完成转体施工。

2.2.2 转体施工方法

每个转体转盘埋设有两束索引索, 每束由15根强度等级为1860MPa的Φ15.24mm钢绞线组成。牵引索的一端设置M15-15P锚具, 已在上转盘灌注时预埋入上转盘混凝土体内, 作为牵引索固定端, 逐根顺次穿过液压转体千斤顶后逐根预紧钢绞线, 使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。

经过:设备空载试运行、安装牵引索、预紧牵引钢绞线、试转四个动作的准备, 即开始正式转体。

①正式转体。前期准备工作全部就绪, 在合适的气象条件下, 按照提前设定的吨位启动千斤顶, 两幅同时启动连续牵引系统, 并使其自动运行。在设备运行期间, 动力系统和设备转体部分是重点监测内容。在设备转体阶段, 应实时观测油表压力, 根据油压读数计算启动顶推力和转体牵引力, 据此确定转体时的摩擦系数。油压的监测涉及起动时各油表读数、转动时各台油泵的转动角度、油压读数以及梁端转动距离等, 旋转至与设计值位置相距20时减速旋转, 手动控制牵引千斤顶, 辅以微调使之到达指定位置。如遇突发状况必须立即停止旋转, 逐渐减小牵引力, 以防动、静摩擦系数产生过大差异增大梁体惯性, 影响结构稳定。施工组织上, 因本工程必须同步转体, 因此要备好对讲机, 作好转动角度的标识, 以便互对。

②锁定转盘, 调整标高。转体就位后, 采用经纬仪中线校正, 中线偏差不大于2mm, 焊接上、下承台间预埋的部分竖向钢筋来锁定转盘。转体后箱梁标高可通过压重等方法进行适当调整, 直至其满足设计要求。

③封固转盘。调整箱梁标高后, 尽快焊接上、下承台间预埋的剩余的竖向钢筋, 浇筑封固砼, 完成转体施工。

2.3 控制策略

转动体水平就位的控制选择微调就位与限位检测精确就位两种控制策略。

微调就位控制策略, 是在转动体转至初就位位置时将自动运行转为手动操作, 并在两个转体止转挡块处设置限位装置, 当到达限位装置后使转动体就位。

限位检测精确就位的控制策略, 即在两个转动体的成桥就位处设置限位检测装置, 当限位检测装置被开启, 主控系统发出控制信号, 使转动体就位。

本工程采用微调就位控制策略, 转体施工先分别对两主桥分别试转动, 然后正式转体共一个半小时转体顺利完成。完成后进行两端高程测量和昼夜温差测量, 符合设计和规范要求。

2.3.1 转体前的控制

转体系统是将预应力锚夹具的锚固技术与液压千斤顶技术进行融合, 通过锚夹具锚固钢绞线, 再利用千斤顶活塞伸、缩, 带动钢绞线与构件升、降, 实现转动体的转动就位。因此, 转体前须对转体前的各项准备工作及转体设备要仔细检查、试验, 确保整个转体平稳、顺利进行。

2.3.2 结构不平衡控制

理论上, 两端受竖向力是平衡的, 但由于两侧砼浇筑的不完全对称及施工荷载的影响 (如风荷载) , 会产生不平衡弯矩, 因此, 需严格控制施工过程中的不平衡重及采取相应措施:

①施工过程中通过对每个节段浇筑的砼方量严格控制, 尽最大可能减少两侧的结构不平衡重。②若转体重心位置有偏差, 可以通过在7#块梁端端头顶面上放置水箱或预制砼配重块的方法, 进行堆载调整。③下转盘上设置千斤顶, 当转体时有不平衡弯矩影响, 使得撑脚与滑道接触, 通过千斤顶顶升, 来保证转体得以顺利进行。④转体前专业人员对转体主桥大悬臂根部、墩梁固结处进行应力、应变测试, 以判断结构是否安全及确定“T”构两边的不平衡重, 以此为依据进行不平衡配重调整。

3 结束语

桥梁转体施工具有结构合理、受力明确、节约施工用材、减少施工设备、不中断交通、保证施工质量、提高作业效率等优点, 它的关键技术问题是转动设备与转动能力, 施工过程中的结构稳定和强度保证。施工过程中一定要保证转体结构整体性强、稳定性, 以确保工程最终能顺利完工。

摘要：由于桥梁转体施工的诸多优点, 该工艺得到了广泛推广并取得了较好的经济效益。文章主要阐述了桥梁转体施工的常见方法, 并结合工程实例讲述其在工程中的应用。

关键词：桥梁,转体施工,平转,竖转

参考文献

[1]郑联昌.浅析路桥施工的技术及质量控制措施[J].价值工程, 2010, 29 (33) .

[2]桂业昆, 邱式中.桥梁施工专项技术手册[M].北京:人民交通出版社, 2005.

钢管拱转体法施工 篇6

随着现代化科学技术的发展, 桥梁事业也在蒸蒸日上。悬索桥、斜拉桥、钢管拱桥等现代化桥梁在建设中无处不体现着现代化桥梁施工科学技术的发展。以转体法施工钢管拱桥梁的技术取代原始的拼装架设的施工方法就是其中的一个“亮点”。

在险峻、陡峭的大山峡谷间架设一座钢管拱桥梁, 可想而知是何等困难而艰巨的任务, 而钢管拱转体法施工恰恰攻克了这一难关, 使众多的施工问题迎刃而解。展现了其极大的优势。

2 转体法施工的特点及运用范围

转体法合拢的施工方法, 是桥梁安全架设的新方法。它具有结构合理、受力明确, 工艺简便、施工设备少, 节约施工用料、安全可靠、合拢速度快等特点。可适合铁路桥、公路桥等钢管拱、斜拉桥及连续梁桥等桥型的施工。

3 转体法施工的工艺原理及工艺流程

转体系统包括:半跨钢管拱、交界墩索塔、扣索背索系统、上盘及平衡重;转台、撑脚和基础;拽拉牵引系统。

3.1 工艺原理

转体施工原理是在桥两岸各自拼成一个转体单元, 将钢管拱肋分成两个半跨。分别在两岸引桥桥轴线预拼支架上拼装焊接成半跨拱体。然后分别分束对称安装上盘纵向预应力钢铰线束、背索和扣索, 并使用穿心式千斤顶, 按设计张拉程序通过分级、交替、对称张拉上盘纵向预应力钢绞线束、背索、扣索。并在交界墩后侧的上盘顶面布置平衡重 (浆砌片石和中-60浮箱) , 直至半跨成型钢管子拱脱架, 拆除上转盘盘尾硬支撑。此时转动体系自身平衡, 它以钢球铰和内后两保险腿支承于下盘基础上, 其余各点均脱空成转体状态。

两岸转体以多台连续、自动、同步、液压牵引张拉千斤顶拽拉, 通过牵引缠绕并预埋于转台圆周上的一定直径的钢绞线束, 形成转动体系的水平转动纯力偶 (不能产生水平合力和竖向转动力偶) , 同步匀速连续地将两岸半跨钢管拱水平转动至其设计位置。

两半跨拱肋转体到位后, 测量拱肋线形各位置, 若有偏差则于上转盘后端及其两侧布置相应的千斤顶进行横向倾斜、轴线横向偏位和竖向偏差微调。拱轴线型调整满足设计要求后即将上盘竖向、横向、纵向锁定固结, 实施跨中合拢。

安装拱肋合拢段临时锁定结构并于适宜的温度时, 将拱肋临时锁定;吊装合拢段拱肋, 按设计要求进行跨中主管焊接和拱脚主管嵌补段焊接.封填灌注拱脚砼和上下盘间砼, 依次交替拆除扣索、背索和释放上盘多余部分向预应力以及交界墩墩帽横向预应力。回填拱座片石砼, 完成拱体转体合拢的全部工作。

3.2 工艺流程

4 操作要点及安全质量要求

4.1 操作要点

转体结构体系主要有转动体系、防倾保险体系和位控体系三部分组成。

转动体系的核心结构是球铰支座, 它承担着转体的全部重量, 是施工的关键部位, 必须精心制安, 精心测量。它的位置和精度将影响全桥合拢精度和转体的实施, 因此要特别注意。安装竣工后精度:

球铰顶口任两点高差:≤1mm;

顺桥向顶口高差:≤±1mm;

横桥向顶口高差:≤±1.5mm;

两岸球铰中心间距:≤±2mm;

防倾保险体系是转体施工方法的重要保证措施, 根据设计构造的特点, 在转体过程中, 转体的全部重量由球铰承担, 但转体结构受外界条件或施工的影响容易出现倾斜, 因此必须设置内环保险腿和外环调整倾斜的千斤顶。

内环保险腿设于转台底的圆周上, 均匀布置六个钢撑脚的保险腿, 每个钢撑脚保险腿由两根焊接钢管并于钢管内填充微膨胀砼组成。钢撑脚之保险腿走板底与内滑道间预留一定间隙δ=12-20mm。施工转体时应以不锈钢和四氟板将其空隙塞实以确保转体的安全和稳定。

下盘砼面的环行滑道面应以地坪打磨机打磨平整、光滑, 平整度不大于3mm, 表面应清理干净并涂以黄油。滑道面不得有任何碴粒、障碍物和空洞。

为确保转体结构的稳定, 通过转体上盘尾部预压平衡重调节重心, 使重心向后偏移 (一般控制在15cm左右) 。转体结构由钢球铰和其后的两个钢撑脚保险腿支承, 形成三点支承, 两个后腿承受的荷载由计算确定。

位控体系分转体限位和微调装置, 包括上下盘之间的预埋件和拱腿临时转动铰以及各类千斤顶。主要作用为拱肋转体到位后, 对拱肋的横向, 竖向偏差进行微调, 并对调整合格后的拱肋加以限位。

针对转体容易出现的偏差, 应分别对横向扭转、水平偏移, 竖向位移设置成对限位和微调千斤顶装置。

4.2安全质量

安全质量要求

该工程施工要严格按照《铁路桥涵施工规范》、《铁路桥涵施工验收规范》、《铁路桥涵施工技术安全规则》及有关施工设计图等要求进行。

阳质量控制主要采取下列措施:施工前作好各项施工的技术交底工作;施工过程中, 坚持“三控制”原则和“三检”制度, 各项工序均由现场技术人员自检、互检、质检完复检后请施工监理检查、验收签证, 层层把关, 并做到本工序合格后方可进行下一道工序, 由专人认真填写各项施工记录并填好工程日志, 严格交接班制度。

转体转动作业安全尤为重要, 必须统一指挥。统一信号, 统一行动。各部位操作人员在未得到指令或指令不明的情况下, 严禁操作。

转体范围必须在转体前严格测量, 发现障碍物务必清除。

转体作业前及过程中, 内保险腿及环行滑道必须有专人负责检查, 保证内保险腿与滑道面之间接触良好和滑道内畅通无阻。

在设有限位装置的部位, 设专人做好限位准备, 转动过程中若出现倾斜, 随时准备施力保险或调整, 转体到位后应及时抄垫塞紧, 防止超转。

钢管拱脱架时的扣索、背索及上盘纵向预应力筋张拉应严格按设计张拉程序进行, 出现异常, 务必及时报告指挥中心, 待处理之后方可继续施工。

转体过程中应对扣索、背索、交界墩、上转盘的应力及交界墩墩顶位移进行跟踪监测、监控, 并将有关数据及时反馈给指挥中心和设计代表, 以指导转体安全顺利进行。

转体拱肋上严禁堆放不必要的施工机具和增加不必要的施工荷载, 以保证转体结构的安全。

所有参加转体作业人员必须挂牌上岗。转体动力系统应有专业上岗哨操作, 其它人员一律不得乱动。要做好转体安全检查和保卫工作。

钢管拱拱肋上下弦盖板曲面上应铺设爬行防滑软梯;所有高空作业范围务必挂设安全网, 高空作业人员必须戴好安全带, 人员上下处设爬梯;人行走道脚手板安放牢靠, 不得出现探头板和腐板, 且走道两侧设栏杆。

转体前应与气象部门联系, 若出现大风、暴雨等恶劣天气, 严禁转体施工。

转体前各工序均应按有关安全细则和要求进行交底和培训;未经专门培训考核合格人员, 不得进入转体操作各岗位工作。

5 施工主要机具设备及效益分析

5.1 转体施工所需主要机具设备

5.2 效益分析

采用转体法施工钢管拱桥, 具有工艺简便、施工设备少、节约施工用料、安全可靠、合拢速度快等特点。另外该方法的运用解决了峡谷大山间钢管拱桥梁架设的困难, 带来了极大的经济效益和社会效益。

5.3 工程实例

贵州水柏铁路北盘江大桥, 主跨为236米上承式钢管砼单线拱桥。桥址处山高路险, 交通不便;地形险峻峡谷陡峭, 轨底至谷底竟有280米之差。是国内最高的铁路桥。为铁路建桥史上首次采用转体法施工的铁路桥梁。

该桥钢管拱桁架采用工厂单元制造, 火车和汽车运输到大桥南北两岸工地, 在工地钢支架拼装焊接成半拱, 组成转体系统后南北两个半拱同时转体合拢, 单铰转动总重达10400千吨, 为世界之最。北岸3号墩逆时针水平转动135度, 南岸4号墩逆时针水平转动180度。转体全过程共花费2.5小时, 即顺利合拢锁定, 创下了历史记录。

结语

可见钢管拱转体法施工意义之重大, 它为施工场地受限, 地势险峻处的桥梁施工提供了方便。实为桥梁建筑史上又一次伟大的创新。

参考文献

[1]《北盘江大桥钢管拱转体法施工工艺》

[2]《铁路桥涵施工规范》

[3]《铁路桥涵施工验收规范》

[4]《铁路桥涵施工技术安全规则》

谈悬臂桥梁转体施工与技术 篇7

随着科学技术的不断发展, 桥梁无支架施工不断出现新工艺, 转体施工就是其中的一种。桥梁转体施工适用跨越深谷急流、难以吊装的特殊河道, 具有节省吊装费用, 安全、可靠、整体性好等特点。

1 桥梁转体施工工艺的工作原理

所谓桥梁转体施工工艺的工作原理, 就像挖掘机铲臂随意旋转一样, 在桥台 (单孔桥) 或桥墩 (多孔桥) 上分别预制一个转动轴心, 以转动轴心为界把桥梁分为上、下两部分, 上部整体旋转, 下部为固定墩台、基础, 这样可根据现场实际情况, 上部构造可在路堤上或河岸上预制, 旋转角度也可根据地形随意旋转。

2 桥梁转体施工工艺的特点

2.1 桥梁转体施工工艺适用于跨径较大的单孔或多孔钢筋混凝土桥梁施工。尤其适用于跨越深谷、水深流急和公铁立交、风景胜地、自然保护区等施工受限制的现场。

2.2 由于桥梁转体施工是靠结构自身旋转就位, 不用吊装设备, 并可节省大量支架木材或钢材。

2.3 采用混凝土轴心转体施工, 转体工艺简便易行, 转体重量全部由桥墩 (或桥台) 球面混凝土轴心承受, 承载力大, 转动安全、平衡、可靠。

2.4 可将半孔上部结构整体预制, 结构整体性强, 稳定性好, 更能体现结构的力学性能的合理性。

2.5 施工工艺和所用施工机械简单, 转体时仅需两盘绞磨、几组滑轮即可使上部结构在短时间内转体就位, 简便易行, 易于掌握, 便于推广。

3 转体施工法的关键技术

转体施工法的关键技术问题是转动设备与转动能力, 施工过程中的结构稳定和强度保证, 结构的合拢与体系的转换。

3.1 竖转法。

竖转法主要用于肋拱桥, 拱肋通常在低位浇筑或拼装, 然后向上拉升达到设计位置, 再合拢。竖转体系一般由牵引系统、索塔、拉索组成。竖转的拉索索力在脱架时最大, 因为此时拉索的水平角最小, 产生的竖向分力也最小, 而且拱肋要实现从多跨支承到铰支承和扣点处索支承的过渡, 脱架时要完成结构自身的变形与受力的转化。为使竖转脱架顺利, 有时需在提升索点安置助升千斤顶。竖转施工方案设计时, 要合理安排竖转体系。索塔高、支架高 (拼装位置高) , 则水平交角也大, 脱架提升力也相对小, 但索塔、拼装支架受力 (特别是受压稳定问题) 也大, 材料用量也多;反之亦然。在竖转过程中, 主要要考虑索塔的受力和拱肋的受力, 尤其是风力的作用。在施工工艺上, 竖转铰的构造与安装精度, 索鞍与牵转动力装置, 索塔和锚固系统是保证竖转质量、转动顺利和安全的关键所在。国内的拱桥基本上为无铰拱, 竖转铰是施工临时构造, 所以, 竖转铰的结构与精度应综合考虑满足施工要求和降低造价。跨径较小时, 可采用插销式, 跨径较大时可采用滚轴。拉索的牵引系统当跨径较小时, 可采用卷扬机牵引;跨径较大, 要求牵引力较大, 牵引索也较多时, 则应采用千斤顶液压同步系统。

3.2 平转法。

平转法的转动体系主要有转动支承系统、转动牵引系统和平衡系统。

转动支承系统是平转法施工的关键设备, 由上转盘和下转盘构成。上转盘支承转动结构, 下转盘与基础相联。通过上转盘相对于下转盘转动, 达到转体目的。转动支承系统必须兼顾转体、承重及平衡等多种功能。按转动支承时的平衡条件, 转动支承可分为磨心支承、撑脚支承和磨心与撑脚共同支承三种类型。磨心支承由中心撑压面承受全部转动重量, 通常在磨心插有定位转轴。为了保证安全, 通常在支承转盘周围设有支重轮或支撑脚正常转动时, 支重轮或承重脚不与滑道面接触, 一旦有倾覆倾向则起支承作用。在已转体施工的桥梁中, 一般要求此间隙从2~20mm, 间隙越小对滑道面的高差要求越高。磨心支承有钢结构和钢筋混凝土结构。在我国以采用钢筋混凝土结构为主。上下转盘弧形接触面的混凝土均应打磨光滑, 再涂以二硫化铜或黄油四氟粉等润滑剂, 以减小摩擦系数 (一般在0.03~0.06之间) 。

撑脚支撑形式下转盘为一环道, 上转盘的撑脚有4个或4个以上, 以保持平转时的稳定。转动过程支撑范围大, 抗倾稳定性能好, 但阻力力矩也随之增大, 而且环道与撑脚的施工精度要求较高, 撑脚形式有采用滚轮, 也有采用柱脚的。滚轮平转时为滚动摩擦, 摩阻力小, 但加工困难, 而且常因加工精度不够或变形使滚轮不滚。采用柱脚平转时为滑动摩擦, 通常用不锈钢板加四氟板再涂黄油等润滑剂, 其加工精度比滚轮容易保证, 通过精心施工, 已有较多成功的例子。

第三类支承为磨心与撑脚共同支承。大里营立交桥采用一个撑脚与磨心共同作用的转动体系, 在撑脚与磨心连线的垂直方向设有保护撑脚。如果撑脚多于一个, 则支承点多于2个, 上转盘类似于超静定结构, 在施工工艺上保证各支撑点受力基本符合设计要求比较困难。

水平转体施工中, 能否转动是一个很关键的技术问题。一般情况下可把启动摩擦系数设在0.06~0.08之问, 有时为保证有足够的启动力, 按0.1配置启动力。因此减小摩阻力, 提高转动力矩是保证平转顺利实施的两个关键。转动力通常安排在上转盘的外侧, 以获得较大的力臂。转动力可以是推力, 也可以是拉力。推力由千斤顶施加, 但千斤顶行程短, 转动过程中千斤顶安装的工作量又很大, 为保证平转过程的连续性, 所以单独采用千斤顶顶推平转的较少。转动力通常为拉力, 转动重量小时, 采用卷扬机, 转体重量大时采用牵引千斤顶, 有时还辅以助推千斤顶, 用于克服启动时静摩阻力与动摩阻力之间的增量。

平转过程中的平衡问题也是一个关键问题。对于斜拉桥、T构桥以及带悬臂的中承式拱桥等上部恒载在墩轴线方向基本对称的结构, 一般以桥墩轴心为转动中心, 为使重心降低, 通常将转盘设于墩底。对于单跨拱桥、斜腿刚构等, 平转施工分为有平衡重与无平衡重转体两种。有平衡重时, 上部结构与桥台一起作为转体结构, 上部结构悬臂长, 重量轻, 桥台则相反, 在设置转轴中心时, 尽可能远离上部结构方向, 以求得平衡, 如果还不平衡, 则需在台后加平衡重;无平衡重转体, 只转动上部结构部分, 利用背索平衡, 使结构转体过程中被转体部分始终为索和转铰处两点支承的简支结构。

3.3 转体施工受力。

转体施工的受力分析目的是保证结构的平衡, 以防倾覆;保证受力在容许值内, 以防结构破坏;保证锚固体系的可靠性。转体过程历时较短, 少则几十分钟, 最多不超过一天, 所以主要考虑施工荷载。在大风地区按常见的风力考虑, 通常不考虑地震荷载和台风影响, 这主要从工期选择来保证。此外, 转体结构的变形控制、合拢构造与体系转换也是转体施工应考虑的重要问题。

4 结论

桥梁转体施工是近年出现的一种新工艺, 最适宜在跨越深谷、急流及公铁立交情况下采用, 通过有平衡重和无平衡重两桥试验结果分析。桥梁转体施工工艺, 无论从技术上和经济上都是可行的和经济的, 特殊桥位处采用此工艺最好。

摘要：桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作 (浇注或拼接) 成形后, 通过转体就位的一种施工方法。它可以将在障碍上空的作业转化为岸上或近地面的作业。根据桥梁结构的转动方向, 它可分为竖向转体施工法、水平转体施工法 (简称竖转法和平转法) 以及平转与竖转相结合的方法, 其中以平转法应用最多。论述了桥梁施工工艺的特点、工艺流程及施工方法, 认为此工艺为东北地区填补了桥梁转体施工的空白。

小兴浪大桥转体施工方案 篇8

小兴浪大桥位于贵州省S209线黄泥塘—望谟公路上, 跨越乌江上游三叉河夜郎湖。设计荷载为公路Ⅰ级, 人群荷载:2.64 kN/m2, 双车道, 桥梁为净跨122 m的钢筋混凝土箱形拱桥, 主拱圈轴线为等截面悬链线, 拱轴系数m=1.988, 净矢跨比为1/5.9, 桥梁全长199.64 m, 桥面总宽为11.5 m。桥梁立面布置如图1所示。拱圈截面高度210 cm, 宽度为840 cm, 成桥拱圈的截面尺寸如图2所示。两岸引桥均为2×13 m整体式钢筋混凝土空心板。

2转体系统的组成

2.1 基本组成

主拱圈采用有平衡重的平面转体施工, 两岸拱圈的转体角度均为140°。转体拱圈为半跨整体式开口薄壁箱拱圈, 重量为3 850 t。利用地形, 两岸开挖土牛拱胎, 搭设简易支架和安装底模板, 在岸边浇筑拱圈、磨心、磨盖、上盘及背墙。安装扣索钢绞线, 每岸总共设计56根钢绞线, 每根钢绞线的设计总张拉力为96.4 kN, 分三级对称张拉到位, 使混凝土拱圈脱架。利用葫芦装置实现开口薄壁拱圈的转体。当拱圈旋转到位后, 合龙成拱。再在开口薄壁箱拱圈上逐段加厚底板和腹板, 并浇筑顶板混凝土, 形成设计断面的闭口箱形截面主拱圈。

2.2 转体前一期钢筋混凝土拱圈及平衡转动体系

转体拱圈截面为开口薄壁截面, 截面尺寸如图3所示, 共设横隔板13×2道 (此外还在合龙段内设置1道横隔板) , 两岸对称布置。转体拱圈底板厚度从拱脚至2号横隔板区段为25 cm～10 cm, 2号横隔板至拱顶区段为10 cm;腹板厚度从拱脚至2号横隔板区段为25 cm, 2号～11号横隔板区段为10 cm, 11号横隔板至拱顶区段为25 cm;横隔板厚度为18 cm (扣索锚固点处横隔板为25 cm) , 全桥对称布置。转体拱圈转体到位后, 浇筑拱顶合龙段混凝土, 合龙段是一长度为160 cm的开口箱。开口薄壁截面拱圈合龙后, 分别对底板和腹板进行分工况对称浇筑加厚和对称现浇顶板。转体拱圈为C50混凝土, 理论重量约为413.9 t, 转体角度为140°。

背墙与上盘采用的是C40混凝土, 与转体拱圈、扣索组成自平衡转动体系, 背墙下设有转体前临时支撑。背墙和上盘理论重量为3 434.52 t。扣索是连续背墙和拱圈的主要受力杆件, 扣索张拉是保证拱圈顺利脱架, 转体顺利进行的前提条件。张拉转体过程中要时刻监测扣索索力。单侧扣索由56根1×7ϕ15.2的钢绞线组成, 单根扣索理论索力值为96.4 kN。扣索的初始理论长度 (未计张拉工作长度) 为65 m, 理论计算坡度为1.497%, 计入拉索自重和张力后, 拱顶端拉索锚固点处的水平倾角为0.655 1°。

3转体施工方案

3.1 主要施工步骤

1) 检查各种张拉参数, 包括拱圈高程、拱圈轴线等, 为张拉做准备。2) 一次性张拉背墙预应力筋至设计吨位。3) 扣索第一阶段张拉 (拟分两阶段张拉扣索) , 张拉扣索索力至60 kN。张拉原则为:由中间向两侧同步均匀对称张拉。4) 扣索第二阶段张拉, 张拉扣索索力至101.2 kN, 实现拱圈部分或全部脱模。5) 扣索补张拉。扣索张拉至设计吨位后, 若拱顶仍然没有脱模, 将拱顶对应腹板处4个千斤顶 (10 t) 螺旋杆伸出顶紧拱圈底板, 拆除拱圈底支架和模板, 而后同步缓慢下降4个千斤顶螺旋杆, 同时观察拱圈变形和拉索受力情况, 进行索力调整, 扣索调整以1 t为步长对称均匀张拉, 直至拱圈与千斤顶螺旋杆脱离并达到设计高程。6) 拱肋脱模后, 拆除拱圈支架, 拆除方式由拱脚向拱顶依次拆除。7) 支架拆除后测量拱圈线形和扣索索力值, 根据索力初步判断拱圈超重情况。8) 拆除背墙临时支撑。扣索张拉脱模过程中, 在上盘下部4个角点处设置百分表, 测量4个角点位移情况, 根据4个角点位移变化趋势判断转动体系重心偏移情况来具体拆除临时支撑。9) 背墙临时支撑拆除过程中, 利用百分表测量上盘底面四角点位移变化, 同时测量背墙顶水平变位和拱顶悬臂端标高, 并记录观测时间、温度和天气情况。10) 临时墩全部拆除后, 再次通量拱圈线形、高程、扣索索力、背墙线形判断转动体系重心, 判断是否采取背墙配重方案, 若拱圈超重严重, 保险墩与环道面接触影响转体, 必须采用背墙配重, 配重情况根据现场采集数据进行计算。11) 静置24 h, 重新测量转动体系各种参数, 判断是否满足转体条件。12) 转体。转体过程应时刻观察拱顶测点高程变化, 避免发生拱肋扭转变形;转体前在转体最终位置设置限位钢筋, 避免超转体情况的发生;转体过程应控制转体角速度, 一般控制在0.5°/min～1.5°/min之间, 并尽可能保持匀速转体;转体利用葫芦装置, 它可以克服用千斤顶多次多点顶推, 提高转体的连续性、均匀性;转体接近合龙位置时, 应放慢速度, 并随时对转体过程中的桥梁中线进行测量, 并将测量结果及时反馈给葫芦的操作人员, 直到转体结束。13) 转体就位后, 测量拱圈线形与高程, 调整满足设计要求后, 上下盘之间利用临时墩和钢楔块临时定位固定, 防止体系在后续施工中发生变化。14) 焊接合龙段劲性骨架。15) 浇筑合龙段混凝土。16) 浇筑封盘混凝土, 回填上盘后方基坑。17) 加厚拱圈腹板。左右半跨对称进行, 加厚拱圈底部。左右半跨对称进行, 每个工况为20 m。18) 顶板和排架座浇筑。左右半跨对称同步浇筑, 每个工况约为10 m, 浇筑到1/4处, 再由拱顶向两侧对称浇筑。19) 扣索放松。扣索7排56根分两步放松:第一步, 放松1, 3, 5, 7排扣索, 由两边向中间对称放松, 横向由边腹板向中腹板对称放松;第二步, 放松2, 4, 6排扣索, 由两边向中间对称放松, 横向由边腹板向中腹板对称放松。20) 进行拱上建筑施工。

3.2 转体过程中应注意的相关事项

3.2.1 索力控制与测量

1) 张拉过程中索力控制在±5%以内。2) 拱圈脱模后至转体合龙期间, 每两天测量一次索力, 并绘制索力变化图, 了解索力变化情况。

3.2.2 拱圈、背墙线形与应力测量

1) 张拉前通测拱圈和背墙的线形与应力。

2) 主要测量张拉前、张拉脱架后、转体前、合龙前拱圈控制点的空间位置。

3) 转体过程中时刻观测拱顶高程。

4) 各施工阶段中测量上转盘及背墙控制点的空间位置。

5) 各施工阶段中测量拱圈和背墙应力。

3.2.3 劲性骨架的焊接

劲性骨架按设计要求进行焊接。

3.2.4 拱圈合龙

1) 合龙时拱顶误差应满足设计要求。2) 合龙前拱顶误差较大时, 按设计要求进行微调, 需100 t千斤顶2台。

3.2.5 扣索张拉与放松

1) 扣索张拉千斤顶不少于2台, 张拉过程尽量保证均匀对称张拉。2) 扣索张拉过程中, 观测拱顶腹板高程, 避免索力不均引起拱肋扭转变形。3) 扣索放松方式按要求程序对称放松。

3.2.6 转体重心与背墙配重

1) 根据实测数据和背墙线形判断转体重心。2) 转体拱圈超重太多影响转体时, 必须进行背墙配重方案。

3.2.7 背墙预应力

1) 扣索张拉前一次性张拉背墙预应力筋至设计要求。2) 扣索完全放松完毕后, 一次性放松背墙预应力。

3.2.8 转体过程

1) 转体过程应避开风力五级以上大风天气。2) 转体需要葫芦装置2台, 每台葫芦装置配备至少10名熟练操作工人。3) 配备2名以上测量人员随时进行拱顶高程测量。4) 需要严格控制平转过程中振动效应, 所以严格控制转动机构的平整、光滑是非常必要的。

总之, 桥梁转体施工的施工工艺较为复杂, 施工步骤较多, 转体过程中的注意事项很多, 在转体前应充分的按照施工步骤逐项检查核实, 满足转体要求后, 才能进行转体, 以确保顺利、安全的转体。

参考文献

[1]JTJ D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].

[2]JTJ D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[3]JTJ 024-85, 公路桥涵地基及基础设计规范[S].

[4]JTJ 025-86, 公路桥涵钢结构及木结构设计规范[S].

[5]JTG/T D60-01-2004, 公路桥梁抗风设计规范[S].

谈桥梁转体施工工艺与关键技术 篇9

1 桥梁转体施工工艺的工作原理

所谓桥梁转体施工工艺的工作原理, 就像挖掘机铲臂随意旋转一样, 在桥台 (单孔桥) 或桥墩 (多孔桥) 上分别预制一个转动轴心, 以转动轴心为界把桥梁分为上、下两部分, 上部整体旋转, 下部为固定墩台、基础, 这样可根据现场实际情况, 上部构造可在路堤上或河岸上预制, 旋转角度也可根据地形随意旋转。

2 桥梁转体施工工艺的特点

2.1 桥梁转体施工工艺适用于跨径较大的单孔或多孔钢筋混凝

土桥梁施工。尤其适用于跨越深谷、水深流急和公铁立交、风景胜地、自然保护区等施工受限制的现场。

2.2 由于桥梁转体施工是靠结构自身旋转就位, 不用吊装设备, 并可节省大量支架木材或钢材。

2.3 采用混凝土轴心转体施工, 转体工艺简便易行, 转体重量全

部由桥墩 (或桥台) 球面混凝土轴心承受, 承载力大, 转动安全、平衡、可靠。

2.4 可将半孔上部结构整体预制, 结构整体性强, 稳定性好, 更能体现结构的力学性能的合理性。

2.5 施工工艺和所用施工机械简单, 转体时仅需两盘绞磨、几组

滑轮即可使上部结构在短时间内转体就位, 简便易行, 易于掌握, 便于推广。

3 转体施工法的关键技术

转体施工法的关键技术问题是转动设备与转动能力, 施工过程中的结构稳定和强度保证, 结构的合拢与体系的转换。

3.1 竖转法。竖转法主要用于肋拱桥, 拱肋通常在低位浇筑或拼装, 然后向上拉升达到设计位置, 再合拢。

竖转体系一般由牵引系统、索塔、拉索组成。竖转的拉索索力在脱架时最大, 因为此时拉索的水平角最小, 产生的竖向分力也最小, 而且拱肋要实现从多跨支承到铰支承和扣点处索支承的过渡, 脱架时要完成结构自身的变形与受力的转化。为使竖转脱架顺利, 有时需在提升索点安置助升千斤顶。

竖转施工方案设计时, 要合理安排竖转体系。索塔高、支架高 (拼装位置高) , 则水平交角也大, 脱架提升力也相对小, 但索塔、拼装支架受力 (特别是受压稳定问题) 也大, 材料用量也多;反之亦然。在竖转过程中, 主要要考虑索塔的受力和拱肋的受力, 尤其是风力的作用。

在施工工艺上, 竖转铰的构造与安装精度, 索鞍与牵转动力装置, 索塔和锚固系统是保证竖转质量、转动顺利和安全的关键所在。国内的拱桥基本上为无铰拱, 竖转铰是施工临时构造, 所以, 竖转铰的结构与精度应综合考虑满足施工要求和降低造价。跨径较小时, 可采用插销式, 跨径较大时可采用滚轴。拉索的牵引系统当跨径较小时, 可采用卷扬机牵引;跨径较大, 要求牵引力较大, 牵引索也较多时, 则应采用千斤顶液压同步系统。

3.2 平转法。平转法的转动体系主要有转动支承系统、转动牵引系统和平衡系统。

转动支承系统是平转法施工的关键设备, 由上转盘和下转盘构成。上转盘支承转动结构, 下转盘与基础相联。通过上转盘相对于下转盘转动, 达到转体目的。转动支承系统必须兼顾转体、承重及平衡等多种功能。按转动支承时的平衡条件, 转动支承可分为磨心支承、撑脚支承和磨心与撑脚共同支承三种类型。

磨心支承由中心撑压面承受全部转动重量, 通常在磨心插有定位转轴。为了保证安全, 通常在支承转盘周围设有支重轮或支撑脚正常转动时, 支重轮或承重脚不与滑道面接触, 一旦有倾覆倾向则起支承作用。在已转体施工的桥梁中, 一般要求此间隙从2~20mm, 间隙越小对滑道面的高差要求越高。磨心支承有钢结构和钢筋混凝土结构。在我国以采用钢筋混凝土结构为主。上下转盘弧形接触面的混凝土均应打磨光滑, 再涂以二硫化铜或黄油四氟粉等润滑剂, 以减小摩擦系数 (一般在0.03~0.06之间) 。

撑脚支撑形式下转盘为一环道, 上转盘的撑脚有4个或4个以上, 以保持平转时的稳定。转动过程支撑范围大, 抗倾稳定性能好, 但阻力力矩也随之增大, 而且环道与撑脚的施工精度要求较高, 撑脚形式有采用滚轮, 也有采用柱脚的。滚轮平转时为滚动摩擦, 摩阻力小, 但加工困难, 而且常因加工精度不够或变形使滚轮不滚。采用柱脚平转时为滑动摩擦, 通常用不锈钢板加四氟板再涂黄油等润滑剂, 其加工精度比滚轮容易保证, 通过精心施工, 已有较多成功的例子。

第三类支承为磨心与撑脚共同支承。大里营立交桥采用一个撑脚与磨心共同作用的转动体系, 在撑脚与磨心连线的垂直方向设有保护撑脚。如果撑脚多于一个, 则支承点多于2个, 上转盘类似于超静定结构, 在施工工艺上保证各支撑点受力基本符合设计要求比较困难。

水平转体施工中, 能否转动是一个很关键的技术问题。一般情况下可把启动摩擦系数设在0.06~0.08之间, 有时为保证有足够的启动力, 按0.1配置启动力。因此减小摩阻力, 提高转动力矩是保证平转顺利实施的两个关键。转动力通常安排在上转盘的外侧, 以获得较大的力臂。转动力可以是推力, 也可以是拉力。推力由千斤顶施加, 但千斤顶行程短, 转动过程中千斤顶安装的工作量又很大, 为保证平转过程的连续性, 所以单独采用千斤顶顶推平转的较少。转动力通常为拉力, 转动重量小时, 采用卷扬机, 转体重量大时采用牵引千斤顶, 有时还辅以助推千斤顶, 用于克服启动时静摩阻力与动摩阻力之间的增量。

平转过程中的平衡问题也是一个关键问题。对于斜拉桥、T构桥以及带悬臂的中承式拱桥等上部恒载在墩轴线方向基本对称的结构, 一般以桥墩轴心为转动中心, 为使重心降低, 通常将转盘设于墩底。对于单跨拱桥、斜腿刚构等, 平转施工分为有平衡重与无平衡重转体两种。有平衡重时, 上部结构与桥台一起作为转体结构, 上部结构悬臂长, 重量轻, 桥台则相反, 在设置转轴中心时, 尽可能远离上部结构方向, 以求得平衡, 如果还不平衡, 则需在台后加平衡重;无平衡重转体, 只转动上部结构部分, 利用背索平衡, 使结构转体过程中被转体部分始终为索和转铰处两点支承的简支结构。

3.3 转体施工受力

转体施工的受力分析目的是保证结构的平衡, 以防倾覆;保证受力在容许值内, 以防结构破坏;保证锚固体系的可靠性。转体过程历时较短, 少则几十分钟, 最多不超过一天, 所以主要考虑施工荷载。在大风地区按常见的风力考虑, 通常不考虑地震荷载和台风影响, 这主要从工期选择来保证。此外, 转体结构的变形控制、合拢构造与体系转换也是转体施工应考虑的重要问题。