石家庄石环公路跨石太铁路大桥转体工程施工组织设计

石家庄石环公路跨线大桥连续刚构主桥水平面转体施工组织方案（分项施工组织设计）编制：雷溢审核：批准：柳州欧维姆工程有限公司二零零八年七月二十八日2一、工程概况石家庄石环公路跨石太铁路分离式立交斜拉桥位于石家庄市石环公路工程鹿泉开发区华清池，上跨石太铁路。主桥共长260m，跨径组合为45m+85m+85m+45m,重16500吨，为四跨连续子母塔单索面预应力混凝土部分斜拉桥。为减少上部结构施工对铁路行车安全的影响，确定采用斜拉桥主桥平衡水平转体施工。转体施工设备采用我OVM公司生产的全液压、自动、连续运行千斤顶系统。该系统具有同步、牵引力平衡等特点，能使整个转体过程平衡，无冲击颤动。经贵州楚米大桥（左、右幅）、贵州鞍山大桥、北京石景山大桥、北京丰沙大桥等多项转体工程应用证明，该设备是一种比较理想的转体施工设备。二、主要机具设备三、主要机具技术参数（1）千斤顶型号：QDCL2000型公称张拉力:2000KN公称油压:25Mpa张拉活塞面积:8.1996×10-2m2回程活塞面积:5.1836×10-2m2质量:850Kg行程:300mm外形尺寸：φ550×2100(2)液压泵站型号:ZLDB型额定压力:31.5Mpa额定流量:2×6L/min质量:330Kg外形尺寸:1000×760×1050序号名称与规格单位数量备注1ZLDK主控台台12QDCL2000千斤顶台31台备用3ZLDB液压泵站台34YDC240Q千斤顶台1预紧钢绞线用5YDTS2500千斤顶台4助推用3特点及应用范围:电磁换向,是自动连续顶推系统、转体系统及其他需要双向回路的液压系统泵站四、转体设备的组成与布置1、牵引动力系统每套自动连续转体系统由两台QDCL2000型连续提升千斤顶，三台ZLDB液压泵站和一台ZLDK主控台通过高压油管和电缆线连接组成。每台QDCL2000型连续顶推千斤顶公称牵引力2000KN，额定油压25Mpa，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶前端配有夹持装置。两台连续千斤顶分别水平、平行、对称的布置于转盘两侧，千斤顶的中心线必须与上转盘外圆相切，中心线高度与上转盘预埋钢绞线的中心线水平，同时要求两台千斤顶到上转盘的距离相等，且距牵引索脱离转向索鞍的切点距离大于5米。千斤顶用高强螺栓固定于反力架上，反力架通过电焊或高强螺栓与反力墩固定，反力墩与反力架必须承受200t拉力的作用。主控台应放置于视线开阔、能清楚观察现场整体情况的位置。2、牵引索转体转盘埋设有两束索引索，每束由18根强度等级为1860Mpa的Φ15.24mm钢绞线组成。预埋的牵引索经清洁各根钢绞线表面的锈迹、油污后，逐根顺次沿着既定索道排列缠绕后，穿过QDCL2000型连续顶推千斤顶。先逐根对钢绞线预紧，预紧力由10KN逐根降至5KN，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。牵引索的另一端应先期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。五、转体结构的索引力、安全系数及转体时间的计算(一)转体总重量W为165000KN其磨擦力计算公式:F=W×μ启动时静磨擦系数按μ=0.1,静磨擦力F=W×μ=16500KN转动过程中的动磨擦系数按μ=0.06动磨擦力F=W×μ=9900KN4转体按拉力计算:T=2/3×(R×W×μ)/DR为球铰平面半径,R=1.95mD为转台直径,D=11m转体角度：θ=75.74°μ为球铰磨擦系数,μ静=0.1,μ动=0.06计算结果:启动时所需最大索引力T=2/3×(R×W×μ静)/D=1950KN转动过程中所需牵引力T=2/3×(R×W×μ动)/D=1170KN动力储备系数4000KN/1950KN=2.051钢绞线的安全系数：18根/台×2台×26T/根×9.81KN/t/1950KN=4.71计算结果表明千斤顶动力储备和钢绞线的安全系数达到了工程设计要求。(二)千斤顶的牵引速度V=（L/S）×60L为泵头每分钟的流量S为张拉活塞面积通过计算V=3.29m/小时整个转体所用时间T=LS/VLS为转盘所走的弧线长度LS=Dπθ/360=11×3.142×75.74/360=7.27m通过计算转体理论时间T=7.27/3.29=2.210(小时)=133(min)六、转体设备的工作原理及具体操作方法Ⅰ、工作原理ZLD自动连续顶推系统由三部分组成，即自动连续顶推千斤顶、自动连续顶推泵站和主控台，其相互关系如图1所示。5图1自动连续顶推千斤顶、自动连续顶推泵站和主控台三者关系示意图其控制过程是：用行程开关作为ZLD自动连续顶推系统的动作传感元件，它将自动连续顶推千斤顶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自动连续顶推泵站，自动连续顶推泵站通过电磁换向阀去控制相应自动连续顶推千斤顶的动作。该过程形成一个闭环系统，能够自行调节自动连续顶推千斤顶的各种动作。1、自动连续顶推千斤顶自动连续顶推千斤顶的结构如图2所示。图2自动连续顶推千斤顶的结构1、后顶穿心套2、油缸3、后顶活塞4、后顶密封板5、后顶锚板6、后顶夹片7、行程开关SQ18、行程开关SQ29、行程开关SQ310、前顶穿心套11、6前顶活塞12、前顶密封板13、前顶锚板14、前顶夹片15、行程开关SQ416、钢绞线17、行程开关SQ518、行程开关SQ619、前顶回油嘴20、前顶进油嘴21、后顶回油嘴20、后顶进油嘴2、自动连续顶推泵站自动连续顶推泵站分液压系统和控制电路系统两部分。(1)自动连续顶推泵站液压系统原理图如图3所示。图3泵站液压系统原理图1、电磁换向阀2、溢流阀3、压力表4、油泵5、电动机6、滤油器7、油箱A1、后顶进油管B1、后顶回油管A2、前顶进油管B2、前顶回油管(2)泵站控制电路原理图如图4所示。图4泵站控制电路原理图73、主控台主控台控制电路原理图如图5所示。图5主控台控制电路原理图4、ZLD自动连续顶推系统联接图主控台、自动连续顶推泵站、自动连续顶推千斤顶构成一个完整的自动连续顶推系统，其系统联接方式如图6所示。8图6ZLD自动连续顶推系统联接图注：B0~B12为电铃，根据用户需要而定ZLD自动连续顶推系统的工作分为自动和手动。手动主要用于各千斤顶位置的调试，并可在小距离运动中使用。自动为该系统的主要功能，整个过程无需人工干预，自动完成整个水平顶推或水平转体过程。5、ZLD自动连续顶推系统联机设置图图7ZLD自动连续顶推系统联机设置图ZLD自动连续顶推系统联机设置见图7，具体由泵站控制箱内S1、S2、S3三个钮子开关设定：当只有一台自动连续顶推泵站与主控台联用时，请将S1、S2、S3全部掰向截止；当有两台以上自动连续顶推泵站与主控台联用时，除最后一台自动连续顶推9泵站的S1、S2、S3全部掰向截止外，其余自动连续顶推泵站的S1、S2、S3全部掰向联机。Ⅱ、具体操作方法1、设备就位按照预先定好的方案，将自动连续顶推千斤顶、自动连续顶推泵站、主控台各就各位，把泵站注好油，约200L/台。2、连接系统电源接好主控台和各泵站的电源，主控台为AC220V，泵站为AC380V。请注意，本系统中主控台和泵站控制箱的控制线路应共用同一相电，并要求有可靠的电源接零、机壳接地装置。3、各自动连续顶推泵站的调试泵站控制箱面板元件布置图如图8所示。将行程开关组件连接好后即可开始调试。图8泵站控制箱面板元件布置图(1)参照图2、图3和图6将各自动连续顶推泵站和各自的自动连续顶推千斤顶联接好；(2)参照图6将泵站控制箱与主控台联接好；(3)接通泵站电源；(4)按油泵开按钮SB2起动油泵；10(5)将各泵站的溢流阀调至15~31.5MPa；(6)按SB5、SB6、SB7、SB8按钮，检查操作与前顶、后顶的动作是否一致。4、安装行程开关组件参照图2将行程开关组件安装在各自的自动连续顶推千斤顶上，安装时，启动自动连续顶推泵站，分别按自动连续顶推泵站上的SB5、SB6、SB7、SB8按钮，使前顶、后顶动作，以确定行程开关的安装位置。在拧紧行程开关安装板时，要确保行程开关触点完全按下后，与行程开关滑板之间有约1mm的距离，以使行程开关有长期的良好运作性能，又不至于让行程开关滑板碰坏。请注意，按自动连续顶推泵站的SB6、SB8按钮，前顶回程与后顶回程均受行程开关的控制；按自动连续顶推泵站的SB5、SB7按钮，前顶进程与后顶进程均不受行程开关的控制，此时要注意观察前顶活塞与后顶活塞的位置，尽量避免让活塞打出到满行程。只有在用主控台的自动控制方式时前顶进程与后顶进程才受行程开关的控制。行程开关组件安装好后，不得拆、碰，以免穿束后难以安装、调试、空载联试等。行程开关接线图见图9。11图9行程开关接线图5、主控台的调试主控台面板元件布置图见图9。将主控台与泵站、泵站与相邻泵站之间的电缆连接好，各泵站的钮子开关S1、S2、S3设置好，启动各泵站后即可开始调试。图10主控台面板元件布置图(1)接通主控台电源，此时急停灯HL7亮；(2)按下电源按钮SB11，HL7熄灭，电源信号灯HL8亮；(3)按下开启按钮SB1，则开启灯HL1亮，此时可进行手动；按SB5，则前顶进灯HL3亮，所有前顶进；按SB7，则后顶进灯HL4亮，所有后顶进；按SB9，则所有前顶回；按SB10，则所有后顶回；(4)按下自动按钮SB3，则控制系统处于待发状态；再按下SB6或SB8，则整个系统处于自动运行状态；(5)主控台的时间继电器，KT3可调为10~30秒；(6)主控台的时间继电器，KT1、KT2可调为6~10秒，以确保前、后顶的负载平稳交接；12(7)按下SB4则自动运行停止，但仍可手动；(8)按下急停按钮SB2，则系统停止，按下各泵站的急停按钮SB1，系统也停止。6、ZLD自动连续顶推系统空载联试当确定所有自动连续顶推泵站内的钮子开关S1、S2、S3全部设置好后，即可开始空载联试，以观察、调整自动连续顶推系统的连续性、同步性、可靠性、稳定性。自动连续顶推空载联试的时间建议为自动连续开机30~60分钟/次，如无故障方可开始穿束。每次自动连续顶推穿束前均应进行系统空载联试。7、穿索(1)千斤顶安装就位后，将油路同时接通前退锚顶和后退锚顶，开动泵站，将前工具夹片和后工具夹片顶开，同时保压。(2)把钢绞线的一端带上引线套，逐一从后顶尾部穿心孔内穿入，此时应注意将前后工具锚板各孔中心找正，再顺次穿过牵引装置上的后、前工具锚板。注意，使用的钢绞线应尽量左、右旋均布；不能交叉、打绞或扭转；不得拆、碰行程开关组件，以免穿束后难以安装、调试、空载联试等。(3)将油路卸荷，顶锚板在弹簧作用下回位，把夹片压紧。检查顶锚板上各钢绞线与锚板孔是否对正，同时保证钢绞线没有交叉和扭转，最后用手动拉紧器或其它设备预紧各钢绞线，使各根钢绞线松紧程度基本一致。(4)操作各泵站，预紧各千斤顶钢绞线，使各千斤顶钢绞线松紧程度基本一致。(5)将前、后退锚顶的油嘴拆下，等需松夹片时再装上，以免在顶推过程中因活塞的旋转而将油嘴碰坏。8、顶推过程调试、穿索及各项准备工作结束后，方可开始顶推。(1)按急停开关SB2，系统处于停止状态，此时急停灯HL7亮；(2)按电源开关SB11，电源接通，此时信号灯HL8亮，HL7熄灭，同时各泵站上的信号灯HL3亮，电铃响起，通知各部门作好准备；(3)各泵站按下SB2起动油泵，此时油泵开指示灯HL2亮，待油泵工作正常后按准备按钮SB4通知主控台，此时泵站上信号灯HL4亮，同时主控台上相应的信号灯13（HL9~HL20）也亮；(4)主控台待所有泵站的准备信号灯亮后，得知所有泵站准备完毕。按开启按钮SB1，此时可进行手动调节；依次按SB9、SB10让所有前顶和后顶先、后回程到底；(5)按下自动按钮SB3，则系统处于自动准备状态，自动指示灯HL2亮；再按下前启动SB6或后启动SB8，则系统自动运行；(6)HL3、HL4、HL5、HL6分别指示前顶进、后顶进、前顶回、后顶回，通过主控台可以监视系统的整个顶推过程；(7)如果千斤顶在起动时推力不够，可以在起动前顶的同时按下后