桥梁水平转体施工技术及方案设计.ppt
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1、桥梁水平转体桥梁水平转体施工技术及方案设计施工技术及方案设计中铁三局集团公司技术开发部中铁三局集团公司技术开发部 1目录目录一、转体施工介绍二、水平转体方案设计三、转体施工关键技术及参数计算四、转体过程实例五、转体控制关键点2第一章第一章 转体桥施工介绍转体桥施工介绍 1.1 转体技术发展转体技术发展 从从1977年建成的第一座转体施工的年建成的第一座转体施工的遂宁建设桥至今,成功运用转体施工技遂宁建设桥至今,成功运用转体施工技术建成的桥梁逾百座,但大多转体吨位术建成的桥梁逾百座,但大多转体吨位较小,可以说转体施工是技术比较成熟较小,可以说转体施工是技术比较成熟的一种施工工艺集成,且近年来转体
2、吨的一种施工工艺集成,且近年来转体吨位一再被刷新,尤其是在丫髻沙突破万位一再被刷新,尤其是在丫髻沙突破万吨级后,转体吨位已到吨级后,转体吨位已到17000t,目前国,目前国内转体施工吨位最大的是郑州市解放路内转体施工吨位最大的是郑州市解放路斜拉立交桥,转体重为斜拉立交桥,转体重为17100t(超过了(超过了此前石家庄市环城公路跨石太铁路转体此前石家庄市环城公路跨石太铁路转体斜拉桥家庄的斜拉桥家庄的16500t)。)。3第一章第一章 转体桥概述转体桥概述 1.2 转体施工方法转体施工方法 根据桥梁结构的转动方向,可将桥梁转体施工方法分为竖转施工、平转施工以及平竖转相结合施工三种,其中以平转法应用
3、最广泛平转施工可分为平衡转动体系转体施工和无平衡重转体施工方法,其中平衡转动体施工又分为结构自平衡转体施工与需专门配重的转体施工。修建时间修建时间桥名桥名结构体系结构体系跨径布置跨径布置转体方法转体方法特点特点19771977四川遂宁建设桥四川遂宁建设桥砼箱肋拱砼箱肋拱7070平转平转国内首座转体桥国内首座转体桥19841984自贡水电局渡槽自贡水电局渡槽桁架桁架 竖转竖转国内首座竖体结构国内首座竖体结构19871987四川巫山龙门实验桥四川巫山龙门实验桥钢筋混凝土箱拱钢筋混凝土箱拱122122平转平转国内首座无平衡重转体国内首座无平衡重转体桥桥19931993安阳钢管混凝土拱桥安阳钢管混凝土
4、拱桥钢管混凝土拱钢管混凝土拱150150平转平转+竖转竖转国内首座平转国内首座平转+竖转转体竖转转体桥桥20042004宜恩平地坝大桥宜恩平地坝大桥混凝土箱拱混凝土箱拱132132平转平转薄壁开口施工跨度最大薄壁开口施工跨度最大20102010沪杭高铁大桥沪杭高铁大桥钢筋混凝土箱拱钢筋混凝土箱拱80+160+8080+160+80平转平转转体重量最大转体重量最大456小榄特大桥属于新建铁路广州至珠海城际快速轨道小榄特大桥属于新建铁路广州至珠海城际快速轨道交通工程,主桥跨布置为(交通工程,主桥跨布置为(100m+220m+100m)V构拱组合桥,主桥桥长构拱组合桥,主桥桥长420m。7广州丫髻沙
5、大桥,全长广州丫髻沙大桥,全长1084米,主桥采用三跨连续自锚中承式钢米,主桥采用三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥桥型,跨经为管混凝土拱桥桥型,跨经为7636076m,桥宽,桥宽36.5米,采用米,采用竖转、平转相结合的施工控制技术和竖转、平转相结合的施工控制技术和“变角度、变索力变角度、变索力”的液压的液压同步提升技术。同步提升技术。8第二章第二章 水平转体施工体系设计水平转体施工体系设计2.1 水平转体施工设计理念 连续梁水平转体施工属于有平衡重转体施工,为避免施工期间对线路、河道的影响,将连续梁沿线路、河流等建造,通过转动就位后合龙成桥,实现跨越,减少干扰,降工程难度,保证施工安全。转动
6、体系由转动平衡体系及转动牵引体系组成。绥芬河斜拉桥跨铁路线转体完成绥芬河斜拉桥跨铁路线转体完成9第二章第二章 水平转体施工体系设计水平转体施工体系设计2.2 转动体系结构设计(一)牵引式转动体系结构转体平衡系统主要由承台上下承台、上下转盘、销轴、钢支腿及滑道、混凝土辅助千斤顶反力座、混凝土牵引千斤顶反力座、预埋转动牵引钢绞线束组成。10第二章第二章 水平转体施工体系设计水平转体施工体系设计2.2 转动体系转动体系平面图转动体系平面图 转动体系立面图转动体系立面图 钢绞线钢绞线连续千斤顶连续千斤顶11第二章第二章 水平转体施工体系设计水平转体施工体系设计2.2 转动体系结构设计(一)顶推式转动体
7、系结构“液压同步滑移技术”采用液压爬行器作为滑移驱动设备。液压爬行器为组合式结构,一端以楔型夹块与滑移轨道连接,另一端以铰接点形式与滑移胎架或构件连接,中间利用液压油缸驱动爬行。液压爬行器的楔型夹块具有单向自锁作用。当油缸伸出时,夹块工作(夹紧),自动锁紧滑移轨道;油缸缩回时,夹块不工作(松开),与油缸同方向移动。12第二章第二章 水平转体施工体系设计水平转体施工体系设计2.2 转动体系结构设计(二)顶推式转动体系结构13第二章第二章 水平转体施工体系设计水平转体施工体系设计2.2 转动体系结构设计(二)顶推式转动体系结构14第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算1
8、 1、核心部件球铰加工及验收、核心部件球铰加工及验收15 一、球铰的加工 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,转体结构制作质量控制的好坏直接影响到转体施工的成败,必须保证球铰的加工质量及安装精度。目前国内的球铰一般由中国船舶重工集团公司第725研究所制作。二、球铰的验收 制作精度主要控制如下:球铰和接触面粗度Ra12.5,球面各处曲率误差2mm,边缘各点高程差1mm,水平截面椭圆度1.5mm,球铰上下球面形心与球铰转动中心应重合,误差0.2mm。序号项目设计指标出厂验收1球铰和接触球面光洁度不小于3 2球面各点处曲率半径误差不大于2mm 3球铰边缘各点高程误差不大于1mm
9、4水平截面椭圆度不大于1.5mm 5四氟板块顶面务必位于同一球面上误差不大于1mm 6上下球铰形心轴、转动轴务必重合误差不大于1mm 7钢套管中心轴务必于转动轴重合误差不大于1mm 8与上下球铰相焊钢管倾斜度不大于3%9下球面各点处球面度偏差不大于0.85mm 10四氟乙烯滑动片容许应力不小于100MPa第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算162 2 球铰安装工艺球铰安装工艺 第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算172 2、球铰安装工艺、球铰安装工艺 整体安装精度要求:中心误差不大于1.0mm,球铰正面相对高差不大于0.5mm。一、下
10、球铰钢型骨架 下球铰钢型骨架采用角钢支架设置,由工厂预制,运至现场后由吊车将其吊入,并进行粗调、精确调整,调整完成后将下承台预埋钢板与骨架预留钢筋焊接牢固。钢型骨架安装钢型骨架安装 第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算18第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算2 2、球铰安装工艺、球铰安装工艺 一、下球铰钢型骨架 关键作用:调整定位下球铰高程 钢型骨架安装中预留与下转盘的连接螺栓位置,骨架定位后,安装紧固螺母及M200.5细牙螺杆。(精调精度0.5mm)M200.5细牙螺杆192 2、球铰安装工艺球铰安装工艺 二、下球铰安装 吊装下球铰
11、使其安放在球铰钢型骨架上,调整中心位置,然后依靠固定调整M200.5细牙螺杆上下转动调整标高。利用全站仪、0.01mm的电子水准仪及铟钢尺多点复测。调整完毕后,竖向利用调整螺栓与横梁之间拧紧固定,横向利用承台上预埋型钢固定。第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算20下球铰、环道安装下球铰、环道安装212 2、球铰安装工艺球铰安装工艺 三、上球铰及聚四氟滑动片的安装 1)清理上下球铰球面;2)在中心销轴套管中放入黄油四氟粉;3)在下球铰凹球面上安装聚四氟乙烯滑板,用黄油四氟粉填满聚四氟乙烯滑板之间的间隙;4)将上球铰吊装到位,套进中心销轴内。5)球铰安装完毕对周边进行
12、防护,包裹严密,确保杂质不进入到摩擦面内。第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算22上球铰安装上球铰安装上球铰试转上球铰试转第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算23转盘安装关键工序图解骨架中心定位骨架中心定位 完成骨架安装完成骨架安装 下球铰安装下球铰安装 24安装四氟乙烯片安装四氟乙烯片 下球铰和销轴涂抹黄油和四氟乙烯粉下球铰和销轴涂抹黄油和四氟乙烯粉 上球铰安装上球铰安装 上球铰模板上球铰模板253 3、球铰安装工艺、球铰安装工艺 下球铰钢型骨架 关键作用:调整定位下球铰高程 钢型骨架安装中预留与下转盘的连接螺栓位置,骨架定位后,安
13、装紧固螺母及M200.5细牙螺杆。(精调精度0.5mm)M200.5细牙螺杆第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算263 3、滑道及撑脚安装、滑道及撑脚安装 第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算27 1)滑道安装 在钢撑脚的下方设有环形滑道,环道由专业厂家生产,现场采取分节段拼装,在盘下利用调整螺栓调整固定。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2mm。(平整度要求较高,现场二次验收)第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算28 2)撑脚安装 上转盘共设
14、有8组撑脚(钢管内灌注微膨胀混凝土),在下转盘混凝土浇筑完成,上球铰安装就位时即安装撑脚,安装撑脚时必须确保走形板与下滑道的间隙(根据本工程的特点设置为25mm)。转体前在滑道面铺装四氟乙烯板。2.4 2.4 滑道及撑脚安装滑道及撑脚安装 第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算293 3、临时固结、临时固结 由于转盘把整体承台分开,在浇筑桥塔与主梁时,为防止施工荷载、结构恒载对桥塔产生不平衡的倾覆弯矩,在施工上转盘时必须把桥墩和承台予以临时固结,待转体前,方可拆除。采用砂箱和预埋竖向精轧螺纹钢筋作为临时固结的措施。同时,在上下承台之间再增加型钢支撑,确保稳定。原则上
15、球铰在转体前不作为主要承力结构;第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算30 转体设备:本工程转体系统共1套,由2台QDCL2000型连续转体千斤顶、2台YTB液压泵站和1台LSDKC(A)8主控台通过高压油管和电缆线连接组成转体动力系统。转体上转盘埋设有两束索引索,每束牵引束由19根强度等级为1860MPa的15.24mm钢绞线组成。牵引索的另一端应在上转盘灌注时预埋入体内H形锚具锚固,作为牵引索固定端。4 4 转动牵引体系安装转动牵引体系安装 第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算31施工阶段序号工序工序工效(d)机具配置人员需做准备工
16、作及注意事项下承台1上到工序下承台第一层施工完成下施工时要注意预埋固定滑道和下球铰骨架定位系统2定位骨架及滑道安装滑道放样、下球铰骨架定位安装4汽车吊或塔吊8独立的控制网,此步骤的滑道要提前考虑并要严格做到现场二次验收平整度,3下球铰及滑道定位下球铰精确调整定位,滑道拼装调整焊接精确定位5全站仪、水准仪124钢筋、预埋件下盘球铰钢筋安装、各种预埋件安装7205复核定位二次复核滑道及下球铰定位精度1全站仪、水准仪86混凝土浇筑浇筑砼114检查下球铰砼密实情况,采取措施补救4 工效指标工效指标第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算32施工阶段序号工序施工内容工效(d)机
17、具配置人员需做准备工作及注意事项上承台7滑道清理、助推反力座养护、清理滑道,施工助推反力座212施工反力座预埋钢筋时要充分考虑到支撑脚的距离,防止转体时反力座到支撑脚无空间8上球铰安装、定位清理、打磨、安装上球铰2汽车吊或塔吊、全站仪12上球铰安装后要进行试转,要保证四周黄油均匀外漏,之后采取措施封堵好黄油9支撑脚及临时支撑安装支撑脚及临时支撑脚安装315支撑脚间隙要控制均匀,并要采取不宜压缩并转体时好清理的材料,临时撑脚要预压10上转盘模板安装上转盘底模51511钢筋、预埋件、牵引索定位1025注意转体范围钢筋与周边干涉,提前打弯;12模板加固2特别检查底模有脱空现场,同时考虑下沉量,侧模检
18、查斜支撑是否牢固、拉杆连接处焊接质量13混凝土浇筑1第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算335 5、转体施工、转体施工第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算34气象条件气象条件1 转体前一周与气象部门及时沟通,保证转体时风力小于5级。结构的倾覆稳定性安全系数取决于结构自身的抗倾覆力矩与风力构成的倾覆力矩二者之比,取大于1.3。设备调试设备调试 对使用的设备在使用前进行标定,之后对系统进行空载联试,以确定全部设备正常并满足要求。2拆除临时固结拆除临时固结3第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算35(2)关键参数
19、计算称重试验核心主要内容是通过试验测试竖向不平衡力矩MG及摩阻力矩MZ,通过计算球铰静摩阻系数:=MZ/0.98RN,转动体偏心距:e=MG/N,式中的R为球铰中心转盘球面半径;N为转体重量,通过对摩阻系数及偏心距的综合分析,为转体姿态分析及平衡配重提供技术支持,确保转体安全。第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算36转体施工前称重试验转体施工前称重试验(2)关键参数计算37 称重与配重称重与配重4位移测点测力点配重第三章第三章 转体施工关键技术及参数计算转体施工关键技术及参数计算38转体施工前称重试验转体施工前称重试验(1)试验方法测点布置及说明在转动体两侧(图中
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