刘房子铁路立交特大桥跨既有京哈铁路转体施工方案

承担单位：中交第二公路工程局有限公司二〇〇九年九月2目录一、工程概况七、上承台施工二、基坑防护八、墩身施工、满堂支架搭设三、下承台施工九、关键部位的临时锚固四、球铰安装十、T构施工五、环形滑道施工十一、总体流程框图六、转盘施工十二、转体施工计划3目录十三、转体施工准备二十、安全组织十四、应力测试(称重)二十一、施工监控十五、试转体施工二十二、转体施工注意事项十六、转体施工二十三、施工效果及评价十七、精调与锁定二十四、工法、论文进展情况十八、封铰二十五、结语十九、中跨合龙段施工4一、工程概况哈大铁路客运专线北起黑龙江省哈尔滨市，南抵辽宁省港口城市大连，纵贯东北三省，途经3个省会城市、大连和6个地级市，线路全长904公里，其中辽宁省境内553公里，吉林省境内270公里，黑龙江省境内81公里，为双线电气化铁路。项目按照开通运营时速200公里速度目标建设，基础设施预留时速350公里。中交集团承建哈大铁路客运专线项目的的TJ-3标段，位于吉林省四平、长春、德惠、扶余市，黑龙江省的双城、哈尔滨境内，正线全长345.596公里。中交二公局施工的线下段落位于吉林省公主岭市至四平市一带，全长47.8公里。5一、工程概况刘房子铁路立交特大桥全长3.01864km，其中桩号DK647＋489.15～DK647＋666.85段上部结构为（48＋80＋48）m现浇预应力混凝土连续梁，其中48＃～49＃孔上跨I级双线电气化既有京哈铁路，对既有线的影响里程为K952＋070～K952＋180，斜交角度25°。梁体采用单箱室直腹板箱形截面，箱梁顶宽12m，底宽6.7m，主墩墩顶5m范围内梁等高6.65m，跨中及边墩墩顶现浇梁高3.85m；一个T构的梁体分为3个块段，0号块长度为23m，1号块长度为11.5m，2号块长度为16m，中跨合龙段长度2m，边跨直线段7.75m，为了降低桥梁施工对既有京哈铁路的影响，采用平行既有京哈铁路满堂支架现浇，转体后再合拢的工艺。6一、工程概况7一、工程概况(转体单元构造)托　　盘8045150250150250150250150608060240320700300400730转轴D230助推反力支座台承下台承上线心中动转钢撑脚盘转封铰混凝土环形滑道环形滑道助推反力支座钢撑脚55558二、基坑防护墩位所处的土质主要为粗砂、泥岩夹砂岩、粉质粘土，最大承载力400KPa，土壤最大冻结深度1.56m。主要为孔隙潜水和基岩裂隙水，来源于大气降水，对圬工无侵蚀性，承台位于地下水位以上。基础施工前，在48#、49#墩位测量放样，在基础周围先施工C25钢筋混凝土防护钻孔桩，桩长为14m，桩径1.0m，钢筋笼按7m分节加工。每个承台防护桩个数为12×4=48根，保证了基坑开挖时既有铁路线的安全。9二、基坑防护10三、下承台施工承台分为上下两部分，施工时要在下承台上预留球铰的安装位置、配置轨道钢筋。11三、下承台施工在下承台上布设8对助推反力支座、牵引反力支座各1个，预埋M20的滑道钢板定位螺栓，然后浇筑混凝土。12三、下承台施工对环形滑道槽位置进行打磨，滑道槽表面平整度及高差控制在1.0mm以内。13四、球铰安装4.1球铰构造22002300180040254138700R4608850220ΦΦ273上球面板下球面板定位支架转轴14四、球铰安装在下承台预留槽中安装球铰定位架，要求对中准确、平面位置误差不大于1mm。用水平仪配合木工水平尺进行调整，调整完毕就将定位架与下承台的预埋钢筋焊接。然后安装球铰下钢盘，并利用定位架四周的螺栓进行精调、固定，然后浇筑球铰下C40纤维混凝土并对下球铰面进行清理。在进行球铰安装前可以做一些土模的浆砌工作。4.2安装定位架、下钢盘15四、球铰安装(1)在下钢盘的正面按序号将滑块安放完毕在滑块、转轴上、转轴插孔内壁涂上黄油与四氟粉的混合料(按重量比120：1)，然后安放转轴。周边的浆砌红砖是同步进行的。(2)转轴由16锰钢加工而成，外径220mm高850mm。4.3安装转轴16四、球铰安装4.4安装上钢盘17五、环形滑道施工环形滑道由表层厚5mm的四氟板，下层为厚5mm不锈钢板。不锈钢板镶嵌于下承台打磨好的环形滑道槽内；四氟板通过环氧树脂粘贴于不锈钢板上。四氟板上的普通钢板是为钢支撑作垫板的。钢支撑下垫板厚10mm18六、转盘施工绑扎托盘、转盘钢筋、安装8对600mm钢撑脚，钢撑脚上端埋设于转盘中500mm，下端露出785mm，底部距下承台滑道顶面15mm。。6.1钢筋工程19六、转盘施工6.2牵引索预埋转盘底层钢筋安装完成后，及时安装牵引索钢绞线。钢绞线在混凝土内采用H型锚具锚固，锚固长度不小于3m，并按牵引索方向圆顺地缠绕在转盘上，引出混凝土端部采用φ80mm的弧形钢管，钢绞线从弯曲的钢管中穿出。利用固定在底层钢筋上的定位钢板确定钢绞线的平面位置和高度。最后在转盘范围及钢支撑内浇筑C40纤维混凝土。2110018014601460800180100160808013042.5°184.5H型锚具牵引力反力A支座牵引索1钢筋网片牵引力反力B支座Φ80钢管牵引索120七、上承台施工托　　盘8045150250150250150250150608060240320700300400730转轴D230助推反力支座台承下台承上线心中动转钢撑脚盘转封铰混凝土环形滑道环形滑道助推反力支座钢撑脚555521八、墩身施工、满堂支架搭设22九、关键部位的临时锚固上、下承台间的临时锚固承台施工期间，应按设计要求在上下承台内均匀预埋4个双Φ32精轧螺纹钢；在下承台顶面的助力反力支座之间安装HW400型钢作限位梁，限位梁与钢撑脚之间布置钢支撑，并用钢楔子楔紧。墩梁临时锚固根据施工工艺及流程，在进行转体施工前，需将箱梁底与墩顶临时固结，在墩顶浇筑C30混凝土临时支座，临时支座浇筑前预先垫一层油毛毡方便拆除临时锚固支座。在箱梁腹板处设φ32mm精轧螺纹钢将墩梁临时固结，在转体施工时来承受箱梁施工不平衡荷载产生的压、拉力。23十、T构施工24十一、转体总体流程框图25十二、转体施工计划转体角度为25°，箱梁辐射最大半径为40m。设计线速度为≤1.2m/min，再考虑箱梁的平稳和安全取线速度为1.0m/min。转体总弧长(25×3.14159/180)×39=17.00m准备及试转时间：9月3日下午试转体成功。转体时间为：17.00/1.0=17min转体到位后轴线及标高测量精调时间：60min临时锁定时间：15min12.1卡控时间计算26十二、转体施工计划利用第一次要点即垂直天窗9月4日上午7：52—9：50，完成转体施工、纵横向倾斜及标高和平面轴线精调后，及时锁定。钢绞线牵引累计长度1.57m近8个行程，相应梁段旋转25°、弧长17.15m。结合工程进度、要点情况及施工条件，确定计划安排如下：（1）转体施工准备：2009年8月22日--2009年9月2日（2）转体施工动员：2009年9月1日（3）转体施工：2009年9月4日7：52-9：50封锁要点：公主岭站至陶家屯站间上下行区间，封锁时间区间：2009年9月4日7：52-9：5012.2转体时间安排27十三、转体施工准备0-2号梁段浇筑并张拉落架后，清理现场，拆除转盘周边的砖体，清除全部干扰转体施工的临时结构。13.1现场清理28十三、转体施工准备通过电脑模拟，对干扰转体的予以拆除，包括：（1）边跨支架：转体前将边跨现浇支架上干扰T构转体的构件及时清理。（2）承台周边区域的坡体：为满足100t连续千斤顶有充足的操作空间，对影响牵引施工的承台周边坡体有针对性的开挖，保证反力座后至少有3m的操作距离。（3）悬臂端钢筋及埋件：中跨悬臂端钢筋伸出量必须控制在30cm以内，超出部分弯折处理，预埋件有干扰时可局部割除。边跨悬臂端钢筋伸出量根据边跨支架构件悬出尺寸确定，干扰转体时则打弯。13.1现场清理29十三、转体施工准备（4）滑道范围内杂物：抽出撑脚下方的垫板，施工前将槽口内的杂物清除并清洗干净，确保滑道的平整。（5）上下承台之间预留钢筋弯折：为方便牵引过程中钢束不被干扰，人员便于检查、测量，以及保证人员的安全，上下承台之间预留钢筋必须要做弯折处理。（6）值得注意是在3号梁段卸落支架前应插入至少一对限位型钢将上转盘的撑脚和下转盘的反力座固定在一起，防止转体前梁体在大风作用下移位。13.1现场清理30十三、转体施工准备13.1现场清理31十三、转体施工准备13.2安全技术及物资准备⑴安质部：搞好施工期间的安全防护工作，并与铁路相关部门的保持密切的联系。⑵精测队：用全站仪放出梁体设计轴线与施工轴线，在上、下转盘上用红油漆标记；放出中跨梁悬臂端中轴线，用红油漆标记。现场工程师：沿梁体横桥向、纵桥向设置标高控制点，并做好标记；在牵引束上标好预先计算好的牵引长度。⑶物设部：将转体施工主要设备（主要设备及易损件应有备用）及辅助设施运至施工现场，核对数量和型号准确无误后，摆放整齐。32十三、转体施工准备序号名称单位数量用途1QK-8主控台台22台千斤顶同步牵引2ZLD100t千斤顶台4转体牵引3ZLDB液压泵站台2转体牵引油缸供油4YCD100t千斤顶（手动、机械摇柄式）台4备2启动助推，平面精调微调5YCW250t千斤顶台2备1横桥向倾斜精调6YCW500t千斤顶台2备1纵桥向倾斜精调7测量仪器套1施工测量8监测仪器套1施工监测13.31个墩主要设备表33十三、转体施工准备序号名称单位数量用途1大钢楔子（见加工图）个20平面锁定，撑脚与限位梁之间2小钢楔子（见加工图）个48竖向及横向倾角锁定，撑脚与环道之间3助推反力梁（2[28）个4启动助推4限位梁（工36+工32，见加工图）个8防超转限位，平面锁定5垫梁（2工32，见加工图）个4纵桥向、横桥向倾角精调，置于500t千斤顶与上转盘之间6钢板（3mm、5mm、10mm）块若干垫板（单块宽度不小于20cm，长度不小于40cm）7备用型钢(工20，单根长1.5m)根4间隙较小时的反力梁8焊机、割炬、氧气、乙炔等钢结构割焊设备套4临时钢结构的即时加工13.41个墩辅助设施表34十三、转体施工准备助推系统安装于环形滑道的上转盘钢管撑脚与助推千斤顶反力座之间。安装助推系统之前，应将环形滑道清理干净，检查滑道与撑脚间隙，撑脚走道板前端涂抹比例为1:1的黄油。在滑道四周内外助推千斤顶反力座上对称安装2套助推反力梁与YCW100型100t千斤顶。13.5主要设备现场布置示意图35十四、应力测试(称重)理论上箱梁两端是平衡的，由于施工的原因（如混凝土浇筑不对称、胀模等）或其它原因会产生不平衡弯矩。为确保转体成功，在施工现场清理结束后，通过监控单位（长安大学）预先在承台及梁体内埋设的应力、应变感应设备测试一下应力，对结构重量进行称量，判断转动体实际的重心位置，发现有偏心时，可通过在箱梁顶加砂袋或水袋进行配重，以消除在施工进程中由于引起不平衡弯矩，确保整个T构的平衡。48号墩两端不平衡重差为6T，实际配重为7T；49号墩两端不平衡重差为6T，实际配重为6T。36十五、试转体施工(1)检验转体方案的实用性、可靠性；(2)检验整个指挥系统的协调性；(3)检验操作手是否明确自己的岗位职责和协同反应能力；(4)通过演练取得经验并找到差距以便进一步改进预定的转体方案；(5)为了测试连续式千斤顶加载后的工作性能，并确定合理转速的油泵控制参数和停止牵引后转动体在惯性作用下可能产生的转动距离。15.1试转体的目的37十五、试转体施工(1)在上、下转盘上用红油漆打出转体到位的标记线，中跨梁悬臂端中轴线位置同样进行标识，便于控制。(2)每个承台下各安装两台ZLD100型100t千斤顶及控制柜、穿入钢绞线形成力偶。提前启动千斤顶试转20-25cm(悬臂端旋转2.8m)，验证千斤顶连续工作性能、转体速度及牵引力是否满足要求，测试惯性造成的余转距离。15.2试转体38十五、试转体施工(3)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