转体连续梁

中铁四局集团第五工程有限公司二○一四年六月客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术2目录二.工程概况三.施工方法概述四.转体施工主要技术2020/4/15五.结语一.摘要中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术一、摘要随着国家高速铁路的迅猛发展，转体法施工大跨度预应力钢筋混凝土连续梁已经广泛应用于一些跨主要陆地交通道路和跨既有铁路的桥梁施工中。桥梁转体施工是指将桥梁结构在非轴线设计位置制作，梁体浇筑成形后，利用摩擦系数很小的转盘或滑道，通过转动结构至设计轴线位置的一种施工方法。它可以将位于障碍上的桥梁结构置于障碍物外或近地面作业，大大减小安全风险，降低了施工难度。根据桥梁结构的转动方向，可以分为竖向转体法、水平转体法，以及水平及竖向相结合的转体方法，其中以水平转体法运用最多。关键词:高铁；水平转体；跨既有铁路2020/4/153中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术二、工程概况沪昆客专线宜春特大桥位于宜春市袁州区境内，该桥44#～45#的连续梁主跨上跨既有沪昆铁路，与既有沪昆线成20°夹角，跨越方式为（48+80+48）m连续梁，基础采用直径Φ2.0m嵌岩桩，每个承台各布置7根，呈三角形布置。承台设计为八边形承台，下承台高度4m，上承台高度1.8m，中间球铰连接高度0.9m，墩身采用圆端型实心桥墩，下承台与上承台之间设置一转动体系，转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统、助推系统、轴线微调系统组成。42020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术三、施工方法概述在常规的桥梁基础施工中，在上下承台间设置转动球铰，预埋牵引、限位、助推系统，利用连续千斤顶对称同步实施牵引作业，克服转动球铰的摩擦力，将事先在主墩上平行于既有铁路两侧进行施工完连续梁转体构件实施水平转动，转动一定角度后合拢，满足桥梁线形要求。52020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术6四、转体施工主要技术4.1下承台施工在下承台现浇段混凝土浇筑前，应将转动体系中的牵引系统的反力座预埋在下承台中，并在下承台埋设临时锁定装置及限位装置、助推装置。图1下承台施工2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术74.2下承台槽口中转动体系系统的安装在下承台槽口混凝土浇筑前，应将转动体系中的下转盘、环形滑道、临时锁定装置、转动限位装置，将牵引系统的反力座预埋在下承台中。4.2.1下转盘球铰安装下转盘球铰采取在承台混凝土浇筑时预留槽口，转盘球铰调整固定后进行二次浇筑混凝土。a)下转盘球铰安装顺序槽口清理→拼装下转盘球铰→初步定位→绑扎槽口内钢筋→安装调整固定支架→精确定位及调整→固定→浇筑混凝土。2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术b)安装槽口清理：首先根据设计位置采用精确测量放样对槽口进行检查，对不满足设计的地方进行处理；然后对槽口内混凝土面进行凿毛处理；最后将槽口内及钢筋上的碎渣、水泥浆清除。拼装下转盘球铰：下转盘球铰运到现场后进行检查，主要对下转盘球铰表面椭圆度及结构检查是否满足设计加工要求。下转盘球铰的现场组装，主要是下转盘球铰的锚固钢筋及调整螺栓的安装；此部分为螺栓连接，其它构件均在厂内进行焊接组装完成。初步定位：确定下转盘球铰中心十字线，放出锚固螺栓位置。下转盘球铰初步定位的目的是保证槽口内钢筋与转盘的锚固钢筋不发生冲突。用吊车将下球铰骨架吊入，并进行粗调。绑扎槽口内钢筋：在准备工作完成后，按照设计及规范的要求进行钢筋的绑扎。此项施工必须注意，当普通钢筋与下转盘球铰锚固螺栓发生冲突时，应适当移动普通钢筋。82020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术精确定位及调整：由测量人员根据施工图所示尺寸采用全站仪定出下转盘中心，并将以此点为中心画出下转盘、滑道边界线，待施工人员将下转盘安装完毕后，测量人员利用电子水准仪并利用固定调整架及调整螺栓将下转盘球铰悬吊，精确调整中心位置和高程，调整完成后将下承台架立钢筋与下球铰骨架焊接牢固。固定：精确定位及调整完成后，对下转盘球铰的中心、标高、平整度进行复查；中心位置利用全站仪检查，标高采用精度0.01㎜的电子水平仪多点复测，经检查合格后对其进行固定；竖向利用调整螺栓与横梁之间拧紧固定，横向采用在承台上预埋型钢，利用型钢固定。92020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术图2下转盘球铰的定位与安装2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术4.2.2滑道的安装在撑脚的下方（即下转盘顶面）设1道滑道，滑道由定位钢骨架和滑道面板组成，面板采取钢板分节段在现场拼装成型，在盘下利用调整螺栓调整固定，分节段浇筑混凝土。转体时保证撑脚可在滑道内滑动，以保持转体结构平稳。要求整个滑道面在同一水平面上，其相对高差不大于设计要求。112020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术12图3滑道的精调2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术13图4滑道精调到位2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术4.2.3下承台槽口混凝土浇筑施工浇筑微膨胀C50混凝土：混凝土的浇筑关键在于混凝土的密实度、浇筑过程中下转盘球铰应不受扰动、混凝土的收缩不至于对转盘产生影响。为解决这几个问题采取以下措施：利用下转盘球铰上设置混凝土浇筑及排气孔分块单独浇筑各肋板区，混凝土的浇筑顺序由中心向四周进行。在混凝土浇筑前搭设工作平台。人员在工作平台上作业，避免操作过程对其产生扰动。严格控制混凝土浇筑，加强混凝土的养护。混凝土凝固后采用中间敲击边缘观察的方法进行检查，对混凝土不密实的地方用钻孔压浆的方法进行处理。142020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术4.2.4上承台中转体系统的安装a)上球铰、聚四氟乙烯滑动片安装下球铰混凝土浇筑完成后，在中心销轴套管中放入黄油四氟粉，将中心销轴放到套管中，调整好垂直度与周边间隙。然后进行下球铰聚四氟乙烯滑动片和上球铰安装。聚四氟乙烯滑动片安装前，先将下球铰顶面清理干净，球铰表面及安装聚四氟乙烯滑动片的孔内不得有任何杂物，并将球面吹干。根据聚四氟乙烯滑动片的编号由内而外将其安放在相应的镶嵌孔内。152020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术图5下球铰的清理162020/4/15图6中心定位钢轴的安装中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术17聚四氟乙烯滑动片安装完成后，保证其顶面位于同一球面上，误差满足设计要求。检查合格后，在球面上各聚四氟乙烯滑动片间涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使黄油聚四氟乙烯粉均匀充满聚四氟乙烯滑动片之间的空间，并略高于聚四氟乙烯滑动片，保证其顶面有一层黄油聚四氟乙烯粉。整个安装过程应保持球面清洁，严禁将杂物带至球面上。将上球铰的两段销轴套管接好，用螺栓固定牢固。将上球铰吊起，在凸球面上涂抹一层聚四氟乙烯粉，然后将上球铰对准中心销轴轻落至下球铰上，用倒链微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙一致。试转上球铰，确保能够进行转动。去除被挤出的多余黄油，并用宽胶带将上下球铰边缘的缝隙密封，防止杂物进入球铰摩擦部分。2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术18图7镶嵌聚四氟乙烯片图8涂抹黄油和四氟粉2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术19图9上球铰吊装图10上球铰安装就位2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术20b)上转盘撑脚安装上转盘设撑脚，下设走板，钢管内灌注C50微膨胀混凝土。撑脚在工厂整体制造后运进现场，在下转盘混凝土浇筑完成，上球铰安装就位时即安装撑脚，在撑脚与下滑道之间支垫木板作为转体结构与滑道的间隙。间隙按设计要求设置，转体前在滑道面内铺装不锈钢板及聚四氟乙烯板。图11上转盘撑脚安装图2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术21c)上转盘施工上转盘是转体时的重要结构，在整个转体过程中是一个多向、立体的受力状态，受力复杂。转台是球铰、撑脚与上转盘相连接的部分，又是转体牵引索直接施加的部位。转台内预埋牵引索（钢绞线），采用P锚固定于上转盘混凝土内，牵引索作为转体牵引的主要受力索，每根索的埋设点与出口点均对称于转盘中心设置。牵引索外露部分应圆顺地缠绕在转台周围，互不干扰地搁置于转台预埋钢筋上，并做好保护措施。2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术22图12牵引索端安装2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术23d)上转盘临时固定措施为确保施工上部结构时转盘、球铰结构不发生移动，用钢楔将钢管混凝土撑脚与环道之间塞死，同时在上承台和下承台之间设置临时连接，下承台混凝土浇筑前预埋钢筋或型钢，将上下承台连接在一起。转体前切断，解除联系。2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术242020/4/154.2.5上承台混凝土浇筑上承台底模利用预先加工好的木模，混凝土浇筑时，均匀分料，确保上承台受力均匀。4.2.6连续梁墩身浇筑及墩梁固结墩身浇筑施工顺序：上承台顶面混凝土凿毛→承台顶面调平→绑扎钢筋→安装模板→预埋件预埋→混凝土浇筑→拆除模板→垫石施工墩梁固结按设计要求进行设置，以保证转体构件的稳定性。4.2.7转体连续梁梁体施工转体连续梁梁体在平行于既有铁路两侧采用满堂支架现浇施工，一次性施工节段长，施工中不需采用挂篮施工直接跨越既有线路而申请要点施工计划，工期得到保障。中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术252020/4/154.2.8转体施工a)转体段桥面附属施工及支架拆除在转体施工前，完成跨既有线界限内的桥面附属结构的施工，保证转体后不再进行既有线上方的施工作业。待正式转体前，桥面附属施工完成后，拆除全部支架，将转体构件的重量全部转移于球铰之上。b)清理滑道及临时锁定设施①清理环道，清除环道表面由于施工产生的污染物，并清除环道与撑脚之间的钢板，环道表面清理干净后，涂抹黄油四氟粉，仅可能的减少转动时的摩阻力。②解除临时锁定设施。转体前，对预埋的临时锁定装置进行割除。中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术262020/4/15图13清理滑道图14临时锁定设施的割除中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术27c)牵引动力系统连续梁每个主墩转体分别单独成为一套牵引系统。牵引动力系统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。千斤顶放置于配套的反力座上，反力座预埋型钢深入承台内，牵引反力座槽口位置及高度精确放样，准确定位。将调试好的牵引动力系统设备运到工地进行对位安装后，往油泵油箱内注满专用液压油，正确连接油路和电路，重新进行系统调试，使动力系统的同步性和连续性达到最佳状态。2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术28图15牵引动力系统图2020/4/15中铁四局第五工程有限公司客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术29①牵引索上转盘牵引索上转盘设置两束牵引索，逐根顺次沿着既定索道排列缠绕3/4圈以后穿过千斤顶。用千斤顶对牵引索钢绞线预紧，使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。牵引索安装完到使用期间注意保护，防止电焊打伤或电流通过、防潮防淋避免锈蚀。在上转盘上标注刻度，并在下转盘上埋设刻度指针，用以监控转动的距离。图16转盘转动刻度尺2020/4/1