转体动体系部分施工方案.doc

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1、转体动体系部分施工方案一、编制依据1、客运专线铁路桥涵工程质量验收暂行标准（铁建设160号）；2、铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设2005160号）；3、铁路工程混凝土施工质量验收补充（铁建设2009152号文）；4、客运专线桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）；5、铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（2005157号）；6、客运专线高性能混凝土暂行技术条件（科技基2005101号）；7、混凝土外加剂应用技术规范（GB50119-2003）；8、预应力筋用锚具、夹具与连接器应用技术规程（JGJ85-2002）；9、客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准（铁建设200785

2、号）；10、客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南（铁建设2006158号）；11、铁路工程测量规范（TB10101-2009）；12、高速铁路工程测量规范（TB10601-2009）；13、铁路工程基本作业施工安全技术规程（TB10301-2009）；14、铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10302-2009）；15、新建铁路杭州至长沙客运专线 宜春特大桥（杭长客专施图（桥）-HCJX-24）；16、新建铁路杭州至长沙客运专线 宜春特大桥（杭长客专施图（桥）-HCJX-24-）；17、新建铁路杭州至长沙客运专线DK750+800.838宜春特大桥 跨浙赣线（48+80+48）m连续梁 转

3、动体系部分（杭长客专施图（桥）-HCJX-24-）。18、南昌铁路局营业线施工与安全管理细则(南铁办2008222号) 19、铁路工务安全规则20、铁路技术管理规程。21、铁道部现行其它有关施工验收规范、标准与营业线施工管理相关文件等；22、铁路营业线施工管理办法（铁办2008190号）与其补充办法（铁办201051号）；二、工程概况沪昆客专宜春特大桥位于宜春市袁州区境内，该桥44#45#上跨既有沪昆铁路，上跨段里程于DK749+280 (44#墩)DK749+365（45#墩），与既有沪昆线成21夹角，跨越既有沪昆铁路上行线里程为K961+510，跨越既有沪昆铁路下行线里程为K961+525

4、，跨越方式为48m+80m+48m连续梁，44#、45#墩为连续梁主墩，基础采用直径2.5m嵌岩桩，每个承台各布置7根，呈三角形布置，桩间距6m。承台设计为正六边形承台，高度3.6m，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、球绞、上转盘、转体牵引系统、助推系统、轴线微调系统组成，其中：除下转盘、球绞、上转盘由设计设计外，转体牵引系统、助推系统、轴线微调系统由施工方根据现场情况具体设计。三、转体原理概述转动体系采用钢球绞，分上下两片。球体半径R7000m，球面直径3200m，采用厂家成套产品；其中下承台顶面设置下转盘，下转盘是转动体系的重要支撑，布置有转体系

5、统的下绞球、撑脚的环形滑道、转体牵引系统的反力座、助推系统、轴线微调系统等，下转体直径10.0m，高1.0m；布置有局部承压钢筋网以与连接下转盘上下球绞；下承台设置0.8m宽环形滑道，滑道中心半径3.75m；上承台设置预先在厂家加工好的上转盘撑脚，撑脚主要作用是保证转体时结构平稳，上转盘周围对称设置8个撑脚，每个撑脚为双圆柱形，下设20mm厚钢走板，双圆柱为两个630*8mm的钢管，撑脚内灌注C50微膨胀混凝土，安装时在撑脚走板下支垫10mm钢板作为转体结构与滑道的间隙，转体时支撑脚可在滑道内滑动。为保证转体的顺利实施，要求整个滑道面在一个水平面上，其相对高差不大于0.5mm。转体下转盘是支撑

6、转体结构全部重量的基础，球铰制造与安装，本桥采用平转法施工的转动体系，转动球铰是整个转体的核心，制作与安装要求精度很高，需要精心制作、精心安装。上下球铰安装要保证球面的光洁与椭圆度，球铰安装顶口务必水平；上下球铰间按设计位置镶嵌四氟板，四氟板间涂抹黄油与四氟粉，上下球铰中线穿定位钢销，精确定位。最后上下球铰吻合面外周用胶带缠绕密实以做到防尘、防水、防锈。 上转盘附着在下转盘上安装，固定成型后，试平转运行，检查无误后在支架上绑扎主墩钢筋、立模板、浇筑上承台与墩身混凝土，完成上转盘施工。 四、转动体系安装4.1施工工序总体施工顺序钻孔桩施工4.0m高下承台施工1.0m高下承台施工（下转盘与保险墩灯

7、预埋件施工）安装球绞、保险墩与转体临时设施浇筑上转盘混凝土墩身施工（保证墩底临时锁定）进入梁部施工阶段拆除墩底临时锁定实施转体墩底永久锁定合拢段施工。转盘安装顺序转盘安装顺序：下转盘球铰安装中心定位轴钢棒安装滑道安装临时锁定预留孔预留下球铰聚四氟乙烯滑块安装上球铰安装上转盘撑脚安装上转盘安装4.2下承台施工在下承台砼浇筑前，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预留孔。转体牵引系统的反力座的预埋转体系统中的牵引系统的反力座采用两根2m长I32b工字钢制作，两根工字钢中心间距50cm，工字埋入下承台50cm，并在下承台上制作简易托架，利用油顶拉动钢绞线牵引墩身

8、实现转体作业，为保证转体平稳，下承台中牵引系统的反力座对称设置。临时锁定装置的预留临时锁定装置的设置，采用两根对称布置的100mm实心钢棒将上承台与下承台锁定。实心钢棒深入下承台30cm，下承台预埋30cm长直径110cmPVC管，上承台预埋100cm长直径110cmPVC管，待上下承台施工完毕后将钢棒插入其中以对上下承台的相对位置关系进行固定，待转体完成后，将钢棒埋入其中，进行永久固定，并将上承台钢棒顶面用微膨胀混凝土浇筑封死。4.3下承台槽口中转体系统的安装在下承台槽口砼浇筑前，应将转动体系中的下转盘、环形滑道、临时锁定装、置预留孔预埋在下承台槽口中，将牵引系统的反力座预埋在下承台中。下转

9、盘球铰安装下转盘球铰采取在承台混凝土浇注时预留槽口，转盘球铰调整固定后进行二次浇注混凝土。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与调整固定浇注混凝土。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；最后将槽口内与钢筋上的碎渣、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与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与调整螺栓的安装；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

10、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。绑扎槽口内钢筋：在准备工作完成后，按照设计与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。精确定位与调整：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与调整螺栓将下转盘球铰悬吊，调整中心位置，然后依靠固定调整螺杆上下转动对下转盘与滑道进行。固定：精确定位与调整完成后，对下转盘球铰的中心、标高、平整度进行复

11、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。滑道的安装在撑脚的下方（即下转盘顶面）设有0.8m宽的滑道，滑道中心的半径为3.75m，滑道钢板采取分节段拼装，在盘下利用调整螺栓调整固定，分节段浇注混凝土。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0.5mm。4.4下承台槽口混凝土浇筑施工浇注混凝土：混凝土的浇注关键在于混凝土的密实度、浇注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

12、取以下措施：利用下转盘球铰上设置混凝土浇注与排气孔分块单独浇注各肋板区，混凝土的浇注顺序由中心向四周进行。在混凝土浇注前搭设工作平台。人员在工作平台上作业，避免操作过程对其产生扰动。严格控制混凝土浇注，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，对混凝土收缩产生的间隙用钻孔压浆的方法进行处理。4.5上承台中转体系统的安装上球铰、聚四氟乙烯滑动片安装下球铰混凝土浇注完成后，将转动中心轴的钢棒放入下转盘预埋套管中。然后进行下球铰聚四氟乙烯滑动片与上球铰安装。聚四氟乙烯滑动片安装前，先将下球铰顶面清理干净，球铰表面与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

13、四氟乙烯滑动片的编号将其安放在相应的镶嵌孔内。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0.5mm。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，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

14、摩擦部分。上转盘撑脚安装上转盘共设8个撑脚，每组撑脚由两根630*8mm钢管混凝土组成，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，在下转盘混凝土浇注完成，上球铰安装就位时即安装撑脚，在撑脚与下滑道之间支垫1cm钢板作为转体结构与滑道的间隙。转体前在滑道面内铺装不锈钢板与聚四氟乙烯板。转体前用砂箱作为临时支撑。上转盘安装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，设计采用三向预应力结构。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。转台内预埋牵引索固定端采用5孔扎花锚具，同一对牵引索的锚固端应在同一直径线上并对

15、称于圆心，注意每根索的预埋高度应与牵引方向一致。每根索埋入转台的长度应大于7.2m，每根索的出口点也应对称于转盘中心。牵引索外露部分应圆顺地缠绕在转台周围，互不干扰地搁置于预埋钢筋上，并做好保护措施。转盘试转在上转盘安装完毕后，应进行试转以检查球铰的运转是否正常，并通过测定并计算其摩擦系数，为转体施工提供依据。若测算的摩擦系数较设计出入较大，立即分析原因，并做出相应处理。上承台钢绞线预埋上承台对称布置钢绞线数做为张拉牵引索，埋入上承台不短于7.2m，深入上承台一端采用5孔扎花锚具（P锚）固定，通过5根7-s15.2钢绞线与油顶连接。4.6上承台混凝土浇筑上承台浇筑前，应通过临时锁定装置将转盘锁

16、定，撑脚与下滑道之间支垫1cm钢板，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。待混凝土强度达到设计要求后方可拆除边模与底模，撑脚与下滑道之间支垫1cm钢板需等墩身与梁部施工完成后进行体系转换时方可拆除。4.7连续梁墩身浇筑待上承台混凝土强度达到设计要求后拆除其边模与底模，保留撑脚与下滑道之间支垫1cm钢板作为支撑。连续梁墩身浇筑施工顺序 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4.8支架法施工梁部待设计图纸到后另行设计，详见转体施工连续梁梁部施工4.9体系转换待上承台与墩身、梁部混凝土达到设计强度后，进行整个转体系

17、统支承体系的转换，使转台支承于球铰上。采用油顶拉动预埋在上承台中的钢绞线施加转动力矩，使转台沿球铰中心轴转动。五、转体施工水平转体施工是本工程施工的重点核心部分。为确保水平转体施工安全。顺利的实施，需要解决水平转体施工工艺流程、水平转体施工的准备、转体施工预案的制定、转体过程控制测量等问题。起转时，牵引索的张拉力略小于设计转动牵引索力，其余力可采用辅助启动千斤顶施加。应分级、逐步、缓慢增加，使结构平稳起转。转体总重量W=6000KN球铰转动摩擦力矩M=u*dA*r=(2*u*r3)/3=2*u*R*w/3R球铰平面半径，R=1.6m；W转动总重量，W=60000KN；u球铰摩擦系数，u静=0.

18、1，u动=0.06启动时摩擦系数按静摩擦系数u静=0.1，M静=6400KNm转动过程中摩擦系数按动摩擦系数u静=0.06，M静=2840KNm启动时需要的牵引力实际转体按不平衡体系转动，即，人为控制转体结构偏向后侧，使一个支撑腿接触滑道，控制该支撑腿反力不超过2000KN，在上述设定的转动条件下，计算牵引力为：T=2/3*(RWu)/D+N*u*R撑/DD转台直径，D=10.2mN转体时支撑腿最大反力撑,N=2000KNR撑支撑腿半径,R撑=3.75m计算结果，启动时所需 最大牵引力2T=2*701KN 转动时所需 最大牵引力2T=2*421KN钢绞线屈服强度1860MPa，转体最大不超过其

19、70%，则1860MPa*70%*5*140mm2/1000=911KN满足要求！5.1转体工艺流程转体施工工艺流程图见下页5.2水平转体施工的准备转体准备a.底模拆除在转体实施前，撑脚与下滑道之间支垫1cm钢板，并将杂物清理干净。b.上下转盘间防水带拆除，抽出临时锁定装置中的100mm的钢棒，拆除临时固定装置。c.滑道润滑在转体实施前，应对滑道再进行一次润滑，确保滑道上的阻力处于最小状态。牵引索安装牵引索锚固端安装：采用P锚固定于下承台中的体牵引系统的反力座上。设备安装调试自动连续转体系统，由两台LSD200型连续顶推千斤顶、两台ZLDB液压泵站与一台ZLDK主控台通过高压油管与电缆线连接组

20、成。每台连续顶推千斤顶的公称牵引力2000KN，额定油压31.5MPa。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按水平、平行、对称的要求布置于转盘两侧，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高度相等。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 s=0.10，转动牵引力按动摩擦系数d=0.06考虑）反算出各泵油压值，按此油压值调整好泵站的最大允许油压，空载试运行，检查设备运行是否正常。试转a. 预紧钢绞线，用LSD200型千斤顶将钢绞线逐根以510KN的力预紧。预紧应采取对称进行的方式，并应重复数次，以保证各根钢绞线

21、受力均匀。在预紧过程中，应注意保证钢绞线平行地缠于上转盘上。b. 合上主控台与泵站电源，启动泵站，用主控台控制两千斤顶同时施力试转。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，以克服静摩阻力使桥梁转动。c. 试转时，应做好两项重要数据的测试工作。每分钟转速。即测量每分钟转动主桥的角度与悬臂端所转动的水平弦线距离，以便将转体速度控制在设计要求内；控制测点操作。测量组应测量每点动一次悬臂端所转动水平弦线距离的数据，以供转体初步到位后，进行精确定位提供操作依据。d. 试转过程中，应检查转体结构是否平衡稳定，有无故障，关键受力部位是否产生裂纹。如有异常情况，则应停止试转，查明原因并采取相应措

22、施整改后，方可继续试转。5.3转体操作转体前施工组织准备施工单位成立转体操作组、工程技术组、对外联络组、安全质量监测组、防护监察组、应急救援组与物资供应组。封闭点前的准备工作根据南昌铁路局营业线施工与安全管理细则(南铁办2008222号) 、铁路营业线施工管理办法（铁办2008190号）与其补充办法（铁办201051号）的通知，作如下准备：转体施工前一个月向南昌铁路局总工室、运输处提报施工方案与施工计划申请表。施工方案得到批准后，在施工前两日10：00点前向调度所进行登记，内容包括：施工项目、批准的文件号、施工地点、时间、影响范围等。施工当日，施工驻站联络员提前1小时到岗，与车站值班员对预登的

23、内容进行再次核对，确认无误后在预登施工项目栏下方共同签认后，车站值班员向列车调度员请求施工调度命令。接到施工调度命令后，施工负责人立即组织桥梁转体施工。施工负责人确认转体施工结束且不影响列车通行后，向施工驻站联络员下达消点命令，并由施工驻站联络员向车站值班员申请恢复列车正常通行。由于左右两座结构受空间位置限制，转体旋转就位必须同步平行进行。同时启动左右转体同步总控制油泵，正常转速控制在0.02rad/min左右。转体试运行 为检查转体过程中转体体系结构是否稳定，关键受力部位是否发生变形开裂等异形情况，观察牵引设备的性能以与测定上下球铰间的摩擦系数，预紧钢铰线，故而在正式转体之前进行试转体，试转

24、体一切正常方可进行正式转体，否则查明原因，提出整改方案。平转实施 1)转体前的准备工作 、转体重心位置的确定：用千斤顶对转体部分进行称重，测定其摩擦系数。 、环形滑道清理干净，检查滑道与撑脚间间隙，涂抹撑脚走道板前端黄油四氟粉。 、平转千斤顶、辅助千斤顶、微调千斤顶标定。 、平转千斤顶、牵引索、锚具、泵站配套安装、调试。要求各束钢绞线平直、不打绞、纽结。 、助推千斤顶与反推梁安装。 、安装微调与控制设备，作好各种测控标志，标明桥梁轴线位置。 、各关键部位再次检查。包括上转盘、球铰等部位。确认签字。 、技术准备（技术交底，记录表格，各观测点人员分工，控制信号，通讯联络等方面） 、转体静置24小时

25、后，各种测量数据上报监控组，确认其是否处于平衡状态。 、作业天气要求风力小于3级，无雨。 以上准备工作完毕，经检查无误后，报请监理工程师与设计代表签认。在铁路部门批准的时段内进行转体。2）、启动： 、同步张拉牵引千斤顶（LSD200型），吨位达到计算动摩阻力。 、助推千斤顶分级加力，按100KN一级分级加力，直至撑脚走板水平位移观测确定启动，并记录静摩阻力。 3）、平转： 、根据铁路部门确定的转体作业时间，两幅桥同步进行转体。平转过程中测量人员反复观测塔柱轴线偏位，梁端部位高程变化。 、匀速转动，平转基本到位（距设计位置约1m处）减速，降低平转速度，距设计位置0.5m处，采取点动操作，并与测量

26、人员配合确认点动后梁端弧长。在距设计位置0.1m处停转，测量轴线，根据差值，精确点动控制定位，防止超转。 4）、定位： 、转体就位后，精确调整转体倾斜位置，并用型钢将上下转盘抄死。临时墩墩顶与梁底先行抄死。防止梁体在外力作用下摆动。 、利用临时墩墩顶上设置的千斤顶，精确地调整梁体端部标高，并采取措施抄垫。同步转体控制措施1）、两桥同时启动，现场设同步启动指挥员，用对讲机通讯指挥。2）、千斤顶公称油压相同，转体采用同种型号的两套液压设备，转体时控制好油压表压力。3）、在T梁上安装速度传感器，转体过程中安排专人观测，随时反映双幅转体速度是否相同。4）、转体前在转盘上布置刻度并编号，转体过程中随时观

27、测两个转盘的转过刻度是否一致。5）、在转盘钢绞线上做好标记，观察两个转体的钢绞线是否等速。平转施工操作注意事项、所使用的牵引索钢绞线应尽量左、右均匀分布。、穿牵引索钢绞线时注意不能交叉或扭转。、千斤顶的安装应注意与钢绞线轴向保持一致，牵引同步。5.4防倾保险体系防倾保险体系是转体施工方法中的重要保证措施，根据设计构造的特点，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，须设置内环保险腿与调整倾斜的千斤顶。 利用上转盘上环形布置的撑脚作为内环保险腿，与下滑道间预留36mm间隙，在转体荷载作用下，沿滑道转动时留有间隙，便于确定荷载状态与转体姿态的调整。滑

28、道上清理干净，涂抹黄油四氟粉，便于撑脚滑移。沿滑道外侧布置4台千斤顶，便于转体施工过程中，调整转体倾斜姿态。 根据设计要求与确保转体结构稳定，转体结构重心在顺桥轴线上要求偏向边跨侧。（使整个转体结构在转动过程中由球铰与其后两钢撑脚三点受力，形成三点支承）若转体重心位置有偏差，可以通过梁上堆载调整。（确认重心的方法，采用调整姿态的千斤顶施加顶力，确认边跨侧两后撑脚竖向位移脱空时对应的顶力，反算出转体结构重心位置。） 5.5转体后球铰封盘梁体转体就位后，在两端利用已架设好的临时支墩固定梁体以保证梁体的稳定性，然后进行封盘施工。采用帮条焊焊接预埋基础与实体块中的钢筋，焊缝长度满足规范要求。采用第二次

29、封盘，第一次先封上盘混凝土，在与上部墩身的接口预埋压浆浇注钢管，待封盘混凝土凝固后用灌浆法填补因混凝土收缩留下的空隙，保证墩身与上下盘间混凝土的整体性。5.6限位控制体系 限位控制体系包括转体限位与微调装置，主要作用为转体结构转动到位出现偏差后需要对转体进行限位与调整使用。横桥向倾斜限位与微调：在上转盘上、下滑道外侧位置对称布设四台千斤顶，一侧起顶，另一侧预留限位，起顶限位值根据实测确定。调整完毕，用型钢将上下转盘之间抄死，撑脚与滑道间抄死。水平偏转限位与微调：利用下转盘上敷设的千斤顶反力座作为支点，顶推上转盘下撑脚，调整转体轴线偏位。调整到位后设置限位梁，将撑脚与千斤顶反力座之间撑死。第 15 页