桥梁转体球铰施工方法及工艺

1、2.5.5.6.桥梁转体球铰施工方法及工艺2.5.5.6.1.工程概况跨地方呼准铁路特大桥右线桥在47、48号桥墩跨越呼和南绕线以及甲兰营联络线，其上部结构采用（48+80+48）m单线预应力混凝土连续梁。由于桥墩距离该线路较近，为保证既有地方呼准铁路运营安全，减少施工过程中对既有线运营干扰，主桥采用平面转体结构施工，转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统组成。转体前在连续梁两主墩处平行于既有地方呼准铁路挂篮浇筑悬灌段施工，并在承台与墩身结合处设置转体系统，待连续梁施工至合拢段状态后，结合既有铁路运营、施工天气等因素，择机实施转体施工，将连续梁梁体小里程侧转角29度，大里程侧转角34度，

2、转体到位后再进行合拢段施工。转体球铰施施工界限限关系见见图2.5.55-23。图2.5.5-223转体球球铰施工工界限关关系图2.5.55.6.2.转转体施工工顺序转体施工顺顺序见表表2.55.5-3。2.5.55.6.3.施工方方法= 1 * GB2钻孔桩、承承台、墩墩身、连连续梁施施工见前前节，本本施工方方法不在在详述。表2.5.5-3转体施施工顺序序表序号施工顺序示示意图说明1第一步：11、改移移或改造造与连续续梁桥墩墩基础和和支架相相干扰的的光缆、电电缆等管管线。2、施工铁铁路路基基防护桩桩。3、施工主主墩的桩桩基和承承台，注注意预埋埋下转盘盘球铰骨骨架等预预埋件。4、施工边边墩的桩桩

3、基承台台和不等等跨顶帽帽外墩身身。2第二步：1、安装球球铰，施施工主墩墩上转盘盘。2、上转盘盘与下转转盘临时时固结，施施工主墩墩身。3第三步：11、施工0号块，桥桥墩和主主梁临时时固结。2、顺铁路路两侧悬悬臂施工工连续梁梁梁体。3、浇注边边跨满堂堂支架现现浇段，搭搭设支架架时注意意避免支支架与梁梁部转体体产生干干扰。3、浇筑竖竖墙、防防护墙、安安装角钢钢栏杆。4第四步：11、拆除除挂篮。2、解除上上下转盘盘之间的的临时固固结，利利用千斤斤顶反力力支座启启动转体体结构。3、两主墩墩同时转转体施工工，速度度不大于于0.001raad/mmin,小里程程侧转角角29度，大大里程侧侧转角34度。5第五

4、步：1、梁体就就位后，封封固上下下转盘。6第六步：11、安装装边跨合合拢段临临时刚性性连接构构造，在在支架上上现浇边边跨合拢拢段，养养生。2拆除边跨跨支架及及边跨合合拢段临临时刚性性连接构构造。3、拆除墩墩顶临时时固结，并并临时约约束48号墩支支座纵向向位移。4、安装中中跨合拢拢段处刚刚性连接接构造，先先合拢中中跨钢壳壳，再现现浇中跨跨合拢段段混凝土土，养生生。5、拆除中中支点支支墩。6、进行桥桥面铺设设等工作作。= 2 * GB2本施工采采用墩底底转体方方案，转转体球铰铰设于承承台与连连续梁桥桥墩之间间，钢绞绞球设在在承台中中心位置置。球铰铰下转盘盘锚固于于承台顶顶面，上上转盘锚锚固于墩墩身

5、底面面。球铰铰上下盘盘可以绕绕中心钢钢轴相对对转动，并并通过设设置四氟氟滑片、加加硅脂等等措施降降低转动动摩阻力力。= 3 * GB2转体施工工通过两两台以球球铰为中中心、对对称布置置的连续续千斤顶顶产生的的力偶克克服球铰铰摩阻力力产生的的力偶，从从而实现现墩身和和箱梁形形成的整整体相对对于承台台、桩基基匀速转转动至设设计位置置。= 4 * GB2箱梁浇筑筑前按设设计位置置预埋32精轧螺螺纹钢临临时固结结上下转转盘，另另外采用用上下楔楔形钢板板稳固撑撑脚并焊焊接，使使撑脚与与承台临临时固结结，以增增加梁体体施工的的横向抗抗颠覆性性。从而而避免箱箱梁浇筑筑过程中中承台与与墩身之之间的相相对变位位

6、。= 5 * GB2平行于既既有线路路，采用用挂篮悬悬灌现浇浇的方式式分次对对称浇筑筑完成连连续梁。= 6 * GB2连续梁达达到最大大悬臂状状态后，准准备进行行转体施施工。转转体前锯锯开上下下转盘间间的32精轧螺螺纹钢，同同时拆除除撑脚底底的楔形形钢板，然然后进行行转体施施工。箱梁转体体到设计计位置后后，再次次采用上上下楔形形钢板稳稳固撑脚脚将其锁锁定，保保证转体体单元不不再发生生位移。清清洗底盘盘表面，焊焊接预留留钢筋并并浇筑C50微膨胀胀混土，使使上下转转盘连成成一体。在在浇筑合合拢段，解解除墩梁梁临时固固结，实实现桥梁梁贯通。2.5.55.6.4.施工工工艺转体球铰施施工工艺艺见图22

7、.5.5-224转体体施工工工艺流程程图。图2.5.5-24转体球铰铰施工工工艺流程程图转体施工工准备上下转盘盘之间临临时支垫垫的清理理，有可可能影响响转体的的障碍物物清理。滑滑道范围围内杂物物：抽出出撑脚下下方的垫垫板，施施工前将将槽口内内的杂物物清除并并清洗干干净，确确保滑道道的平整整。边跨支架架：转体体前将边边跨现浇浇支架上上干千扰扰连续梁梁转体的的构件及及时清理理。承台周边边区域的的坡体：为满足足连续千千斤顶有有充足的的操作空空间，对对影响牵牵引施工工的承台台周边坡坡体有针针对性地地开挖，保保证反力力座后至至少有33m的操操作距离离。悬臂端钢钢筋及埋埋件：中中跨悬臂臂端钢筋筋伸出量量必

8、须控控制在330cmm以内，超超出部分分弯折处处理，埋埋件有干干扰时可可局部割割除。边边跨悬臂臂端钢筋筋伸出量量根据边边跨支架架构件悬悬出尺寸寸确定，干干扰时弯弯折。上下转盘盘之间预预留钢筋筋弯折：为方便便牵引过过程中钢钢束不被被干扰，人人员便于于检查、测测量，以以及保证证人员的的安全，上上下转盘盘之间预预留钢筋筋必须要要做弯折折处理。转体结构构转体结构由由下转盘盘、球铰铰、上转转盘、转转体牵引引系统组组成。见见图2.5.55-25转体结结构系统统示意图图。图2.5.5-225转体结结构系统统示意图图下转盘下转盘为支支撑转体体结构全全部重量量的基础础，转体体完成后后，与上上转盘共共同形成成基础

9、。下下转盘采采用C50混凝土土。下转转盘上设设置转体体系统的的下球铰铰、撑脚脚的环形形滑道及及转体拽拽拉千斤斤顶反力力座等。首先浇筑下下转盘混混凝土，浇浇筑顶高高程为下下球铰定定位骨架架底高程程。绑扎扎承台底底和侧面面四周钢钢筋，埋埋设冷却却管，进进行第一一层混凝凝土浇筑筑，并在在混凝土土顶面预预埋滑道道和下球球铰骨架架安装定定位埋件件。球铰铰为钢球球铰，分分上下两两片。待待下层混混凝土强强度达到到25后后，利用用预埋件件安装下下滑道骨骨架和下下球铰骨骨架。复复查无误误后，绑绑扎预留留槽两侧侧钢筋，安安装预留留槽模板板，浇筑筑第二次次混凝土土。球铰制造造与安装装上转盘球铰铰直径42000mmm

10、，下转转盘球铰铰直径30000mmm，厚度度均为440mmm。球铰铰是平均均法施工工的转体体系统，而而转动体体系的核核心是转转动球铰铰，它是是转体施施工的关关键结构构，制作作及安装装精度要要求很高高，必须须精心制制作，精精心安装装。其制造精度度控制如如下：A、球面光光洁度不不小于；B、球面各各处的曲曲率应相相等，其其曲率半半径只差差0.55mm；C、边缘各各点的高高程差1mmm；D、各镶嵌嵌四氟板板顶面应应位于同同一球面面上，其其误差0.22mm；E、椭圆度度1.55mmF、球铰上上、下锅锅形心轴轴、球铰铰转动轴轴中心轴轴务必重重合。钢球铰面在在工厂制制造加工工，在下下球铰面面上按设设计位置置

11、铣转四四氟板镶镶嵌孔，同同时在下下球铰面面上设置置适量的的混凝土土振动捣捣孔，以以方便球球铰面下下混凝土土的施工工。施工中要精精确安装装下球铰铰精密对对位后进进行锁定定。在混混凝土灌灌注前将将球铰中中心轴的的预埋套套筒精确确定位并并固定，以以便中心心轴的转转动。下球铰混凝凝土灌注注完成，将将转动中中心轴2700mm定定位钢销销轴放入入下转盘盘预埋套套筒中。然然后进行行下球铰铰聚四氟氟乙烯滑滑动片和和上球铰铰的安装装。聚四四氟乙烯烯滑动片片安装前前，先将将下球铰铰顶面清清洗干净净，球铰铰表面及及安装滑滑动片的的孔内不不得有任任何杂物物，并将将球面吹吹干。根根据聚四四氟乙烯烯片的编编号将球球铰滑动

12、动片安装装在相应应的镶嵌嵌孔内。滑动片安装装完成后后，各滑滑动片顶顶面应位位于同一一球面上上，其误误差0.22mm。检检查合格格后，在在球面上上滑动片片间涂抹抹黄油聚聚四氟乙乙烯粉，使使黄油聚聚四氟乙乙烯粉均均匀充满满滑动片片之间的的空间，并并略高于于滑动片片顶面，保保证滑动动片顶面面有一层层黄油聚聚四氟乙乙烯粉。涂涂抹完黄黄油聚四四氟乙烯烯粉后，严严禁杂物物掉入球球铰，并并尽快安安装上球球铰。上上球铰精精确定位位并临时时锁定限限位，下下球铰吻吻合面外外周围用用胶带缠缠绕密封封，严禁禁泥沙和和杂物进进入球铰铰摩擦部部。其下下转盘结结构见图图2.55.5-26。球铰安装装要点：A、保持球球铰面不

13、不变形，保保证球铰铰面光洁洁及椭圆圆度。B、球铰范范围内混混凝土振振捣务必必密实。C、防止混混凝土浆浆及其他他杂物进进入球铰铰摩擦部部。球铰安装装精度质质量控制制如下：A、球铰安安装顶口口务水平平，其顶顶面任意意两点误误差1mmm。B、球铰转转动中心心务必位位于设计计位置，其其误差：顺桥向向1,mm；横桥桥向1.55mm。转体上转转盘撑脚脚与滑道道上转盘撑脚脚即为转转体时支支撑结构构转体结结构平稳稳的保险险腿，从从转体时时保险腿腿的受力力情况考考虑，转转台对称称的两个个保险腿腿之间的的中心线线重合，使6个保险腿对称分布于纵横轴线的两侧。在撑脚的下方（即下盘顶面）保障撑脚可在滑道内滑动，以保持转

14、体结构平稳。设有1.1m宽的滑道，滑道中心线半径3.3m，转体时要求整个滑道面在一个水平面上，其相对高差不大于2mm。图2.5.5-226下转盘盘结构示示意图每个上转盘盘下设有有6组撑脚脚，每组组撑脚为为双圆柱柱形，下下设300mm厚厚钢板。双双圆柱为为两个8000mm24mmm的钢钢管，撑撑脚钢管管内灌注注C50无收缩缩混凝土土。撑脚脚在工厂厂整体制制造后运运进工地地，在下下转盘混混凝土灌灌注完成成上球铰铰安装就就位时即即安装撑撑脚，并并在撑脚脚走板下下支垫220mmm钢、四四氟组合合板（116mmm钢板+表层4mmm四氟氟板）（作作为转体体结构与与滑道的的间隙）。转转体前抽抽掉垫板板并在滑

15、滑道面内内铺装33mm不不锈钢板板。转体上转转盘上转盘是转转体的重重要结构构，在整整个转体体过程中中形成多多向、立立体的受受力状态态，上盘盘布有纵纵、横、竖竖三向预预应力钢钢筋。上上转盘为为八边形形，高22.0mm；转台台直径7.66m，高高度为00.8mm。转台台是球铰铰、撑脚脚与上转转盘相连连接的部部分，又又是转体体牵引力力直接施施加的部部分。转转体内预预埋转体体牵引索索，牵引引索的预预埋端采采用P型锚具具，同一一对索的的锚固端端在同一一直线上上并对称称与圆心心，注意意每根索索的预埋埋高度和和牵引方方向应一一致。每每根索埋埋入转盘盘长度大大于3.0m，每每根索的的出口点点对称于于转盘中中心

16、。牵牵引索外外露部分分圆顺地地缠绕在在转盘周周围，互互不干扰扰地搁置置于预埋埋钢筋上上，并做做好保护护措施，防防止施工工过程中中钢绞线线损坏或或生锈。上转盘采用用C50混凝土土，待上上盘混凝凝土达到到设计强强度后，进进行整个个转体系系统支撑撑体系转转换。抽抽去垫板板使转台台支承于于球铰上上。施加加转动力力矩，使使转台沿沿球铰中中心轴转转动。检检查球铰铰运转是是否正常常，测定定其摩擦擦系数，为为转体施施工提供供依据。其其上转盘盘结构见见图2.5.55-27。图2.5.5-227上转盘盘结构示示意图摩擦系数按按下式测测算：U=M/11.133GU-摩擦系系数M-转体力力矩（tm）G-转台总总重量（

17、t）设计静摩擦擦系数为为0.1，动摩摩擦系数数为0.006，若实实测实际际摩擦系系数较设设计出入入较大，应应分析找找出原因因，并作作出相应应处理。转体上转转盘预应应力施工工上转盘纵向向预应力力筋采用用10根15-75高强度度低松弛弛预应力力钢铰线线，横向向采用15根15-75高强度度低松弛弛预应力力钢绞线线，标准准强度为为R=118600Mpaa，弹性性模量E=11.955100Mpaa。采用用单端交交错张拉拉，张拉拉端采用用M155-155锚具，锚锚具应满满足铁铁路工程程预应力力筋用夹夹片式锚锚具，夹夹具和连连接器技技术条件件（TB/T31193-20008）规定定的I类锚具具的要求求。横向

18、向张拉控控制应力力13002Mppa，纵向向张拉控控制应力力13002Mppa.张拉顺顺序为对对称、交交错张拉拉，不可可一次性性张拉所所有应力力。预应应力道均均用波纹纹管制孔孔，波纹纹管用钢钢筋定位位，张拉拉后应及及时压降降封锚。竖向预应力力筋采用用32冷拉级精轧轧螺纹钢钢筋，轧轧丝锚。采采用无粘粘结套管管体系，在在上盘顶顶面单端端张拉，张张拉控制制力5900Mpaa，锚固固端埋在在上盘底底混凝土土里，锚锚板距底底模板88cm。钢材转体系统结结构用钢钢其质量量必须符符合现行行国家标标准碳碳素结构构钢（GB/T7000）的有有关规定定。转体结构构牵引力力计算转体总重量量W=4400000KNN其

19、摩擦力计计算公式式为F=WWu启动时静摩摩擦系数数按u=00.1，静摩摩擦力F=WWu=40000kNN；转动过程中中动摩擦擦系数u=00.066；转动过程中中动摩擦擦力F=WWu=24000KNN。转动拽拉力力计算：T=2/33（TWWu）/DR-球铰平平面半径径，R=1.50mm；W-转体总总重量，W=4400000KNN；D-转台直直径，D=7.6m；U-球铰摩摩擦系数数，u静=0.1，u动=0.06；计算结果：启动时所需需要最大大牵引力力T=22/3（RWWu静）/D=5266.3KKN转动时所需需要最大大牵引力力T=22/3（RWWu动）/D=3155.8KKN注：以上启启动时所所需

20、要最最大牵引引力和转转动时所所需最大大牵引力力按单组组撑脚与与球铰共共同受力力时的工工况考虑虑，且须须两端同同步牵引引。转体施工工试转试转的目的的主要是是检测理理论牵引引力的准准确性；测定摩摩擦系数数和最大大启动力力；将密密封几个个月的球球铰初步步转动，消消除部分分静摩阻阻；检验验牵引及及助推系系统，为为正式转转体提供供保障；检验转转体整体体平衡情情况。A、试转步步骤准备一设备备安装就就位设备备空载试试运行一一安装牵牵引索一一拆除上上、下盘盘之间的的固定装装置以及及支垫，清清理环道道，并涂涂润滑油油以减小小摩阻力力一全面面检查转转体结构构各关键键受力部部位是否否有裂纹纹及异常常情况一一转体试试

21、运行。B、试转时时要做如如下重要要数据的的测试工工作每分钟转速速；量测测每点动动一次悬悬臂端所所转动水水平弧线线距离的的数据，以以供转体体初步到到位后，为为进行精精确定位位提供操操作依据据。C、牵引系系统应注注意的几几个问题题联动试验，因因电气与与液压配配合比较较复杂，经经多次联联动试验验以保证证可靠性性；牵引引索中的的每根钢钢绞线受受力宜均均匀，以以免受力力不均出出现断丝丝从而各各个击破破；牵引引速度与与设计基基本相符符，避免免太快造造成转体体到位时时制动困困难。正式转体体A、转体前前准备在下承台上上画出上上承台转转体终点点线，并并作明显显标志。同同时，在在中跨梁梁顶端部部距离桥桥轴线110

22、0ccm处沿沿转体方方向的位位置作好好标记，当当该点和和桥轴线线标记点点重合时时，即标标志转体体将要完完成，要要控制转转体速度度。在上转盘外外圆画出出刻度，刻刻度值采采用试转转中测定定的每分分钟转速速值，以以便在转转体过程程中，观观察2个转体体是否同同步。在在转体悬悬臂端安安装速度度传感器器，随时时反应22个转体体的速度度是否相相同。根据试转体体的数据据对牵引引系统的的额定油油压进行行设置，控控制多台台连续顶顶的油表表读数与与设置相相符。B、正式转转体试转结束，各各项数据据采集完完成并能能指导正正式转体体，并对对试转过过程中出出现的异异常情况况全部处处理完毕毕后，进进行正式式转体。准备工作全全

23、部就绪绪，气象象条件符符合要求求，各岗岗位人员员到位，先先让辅助助千斤顶顶达到预预定吨位位，转体体人员接接到正式式实施转转体命令令后，启启动动力力系统设设备，并并使其在在“自动”状态下下运行。每座转体使使用的两两对称千千斤顶的的作用力力始终保保持大小小相等、方方向相反反，以保保证上转转盘仅承承受与摩摩擦力矩矩相平衡衡的动力力偶，无无倾覆力力矩产生生。转体结构到到达设定定位置时时，系统统“暂停”。为防防止结构构超转，先先借助惯惯性运行行结束后后，动力力系统改改由“手动”状态点点动操作作，每点点动操作作一次，测测量人员员测报轴轴线走行行现状数数据一次次，反复复循环，直直至结构构轴线精精确就位位，转

24、体体过程结结束。封铰转体结构精精确就位位后，测测量平面面及高程程，复核核均满足足要求后后，采用用钢楔块块进行抄抄垫固定定，并用用电焊将将钢楔块块与滑道道钢板，连连同上盘盘预埋钢钢板进行行全面焊焊接联结结，使转转体系统统临时固固结。系系统临时时锁定后后，迅速速进行预预埋钢筋筋及预埋埋件的焊焊接，进进行封铰铰混凝土土浇筑施施工，以以最短的的时间完完成转盘盘结构固固结。合拢待封铰混凝凝土强度度达到设设计要求求后开始始合拢段段施工。合合拢段施施工采用用先边跨跨后中跨跨施工顺顺序，边边跨合拢拢段及中中跨合拢拢段长度度按设计计长度进进行，采采用吊架架现浇法法施工。2.5.55.6.5.结构纠纠偏与精精度控

25、制制精控要箱纵及横分施段控制。连续梁支支架现浇浇阶段该阶段按设设计标高高并考虑虑支架沉沉降、设设计提供供的预拱拱度设置置支架标标高，并并严格控控制梁顶顶标高。纵纵横轴线线则参照照墩身轴轴线严格格放样控控制。连续梁转转体精度度初控该阶段重点点控制纵纵轴线，转转体前在在下转盘盘上标识识出上转转盘转体体到位后后的理论论纵横轴轴线，转转体前箱箱梁纵轴轴线即上上承台纵纵轴线位位置悬吊吊5kgg垂球。转转体过程程中通过垂球和和承台上上的油漆漆标识之之间的距距离初步步控制转转体精度度，当垂垂球距离离油漆标标识3mmm时，关关闭牵引引千斤顶顶油泵阀阀门。精确调整整阶段连续梁停止止转动并并稳定后后，进行行精确调

26、调整：先先利用YYCDll00tt螺旋式式千斤顶顶手动打打顶进行行纵轴线线调整；其次在在上下转转盘之间间横轴线线设YDDC2550t型千斤斤顶1台，采采用低侧侧顶起的的方法对对横断面面标高进进行调整整；同法法再进行行纵向标标高调整整；最后后再次校校核纵轴轴线。各各精度指指标满足足规范要要求后，迅迅速利用用限位型型钢固定定平面位位置，在在滑道与与撑脚之之间加设设钢楔子子保持调调整后的的标高。2.5.55.6.6.转体施施工措施施选择平面面转体法法施工拱拱桥可以以减少对对所跨线线路的影影响。转盘部分分是转体体桥的关关键部位位，转轴轴的定位位精度直直接影响响上部结结构位置置的准确确性，下下转盘表表面

27、的平平整度是是影响转转动过程程中摩擦擦力大小小的关键键因素，下下盘底混混凝土的的密实与与否，决决定着转转动系统统能否正正常转动动。试转是为为正式转转体作准准备，所所以应及及时调整整试转中中出现的的问题，保保证正式式转体的的正常进进行。转体过程程中应严严格控制制转体速速度及转转体结构构的变形形，并选选择合适适的合龙龙时间。设备运行行过程中中，各岗岗位人员员的注意意力必须须高度集集中，时时刻注意意监控动动力系统统设备的的运行情情况及转转体各部部位的运运行情况况。如果果出现异异常情况况，必须须立即停停机处理理，待彻彻底排除除隐患后后，方可可重新启启动设备备继续运运行。2.5.55.6.7.施工注注意事项项施工前，施施工单位位应对线线路平纵纵断面、桩桩基坐标标、系统统高程、立立交净高高等基础础数据进进行全面面复核。如如有问题题，应尽尽快与设设计单位位联系。转体过程程中应随随时观测测作业现现场的风风压，