竖向转体施工工艺工法

1、PAGE PAGE 19竖向转体施工工艺工法（QB/ZTYJGYGF-QL-1004-2011）厦门分公司 胡艳 徐建宁1前言1.1工艺艺工法概况况超大型液压压同步竖竖转技术术是一项项近几年年发展起起来的新新颖建筑筑施工技技术，该该技术一一反传统统的提升升方法，采采用柔性性钢绞线线或刚性性立柱承承重，提提升器集集群，计计算机控控制，液液压同步步提升新新原理。液压同同步提升升技术的的出现，适适应了当当前建设设事业蓬蓬勃发展展的需要要，是建建设施工工技术的的重大突突破，实现超超大型构构件的大大吨位、大跨度度、超高空空转体安安装。自动化化程度和和良好的的安全可可靠性蠃蠃得了重重大工程程的应用用，并将

2、将在更广广泛的施施工领域域内获得得推广。1.2工艺艺原理转体施工是是桥梁结结构在非非设计轴轴线位置置制作（浇浇注或拼拼接）成成形后，在轴线位置设置转铰及竖转提升铰，采用柔性钢绞线、钢丝绳或刚性立柱，通过传力体系将桥梁结构竖向转体提升安装就位。2工艺工法法特点2.1液压压同步竖竖转采用用计算机机实时控控制完成成同步竖竖转，具有负载载均衡，姿姿态校正正，应力力控制，操操作闭锁锁，参数数显示及及故障报报警等多多种功能能，是集集机，电电，液，传传感器，计计算机和和控制论论于一体体的现代代化大型型设备。2.2桥梁梁结构在在地面浇浇注或拼拼接；便便于机械械化作业业，从而而使质量量和装配配精度及及检测精精度

3、上更更容易得得到保证证。2.3桥梁梁主要结构构的拼装装等工作作在地面面进行，施施工效率率高，安安全防护护工作易易于组织织。2.4桥梁梁结构竖竖转吊装装，将高高空作业业量降至至最少，能能够有效效保证安安装工期期。3适用范围围适用于大型型直立桥桥梁结构构件地面面拼装，竖转安装。4主要引用用标准建筑结构构荷载规规范（GB5500009-220011）钢结构设设计规范范（GB5500117-220033）高耸结构构设计规规范（GB5501335-220066）钢结构工工程施工工质量验验收规范范（GB5502005-220011）液压系统统通用技技术条件件（GB337666-20001）液压缸试试验方法

4、法（GB/T1556222-20005）公路桥涵涵设计通通用规范范（JTGG D660-220044）公路桥涵涵施工技技术规范范（JTGG/TFF50-20111）5施工方法法桥梁结构在在在其平平面位置投投影线上上进行整整体浇注注或拼接接，在靠近近主塔桥桥墩位置置设置门门式塔架架、后锚锚索稳定定体系、竖竖转动力力体系、传传力装置置。钢结结构按照照工厂内内加工的的工艺段段进行拼拼装和焊焊接。完完成整体体预拼桥桥梁结构构在其根根部或塔座采采用铰链链定位，门式塔架塔顶架上设置提升动力设备或液压提升器，通过承重钢绞线与主塔上对应位置的地锚连接，同步牵引将主塔搬起，直至主塔达到设计位置，最后集中焊接根部

5、焊缝。液压同步提提升，采采用计算算机控制制系统，其其液压提提升器工工作原理理如下图图1：图1工艺原原理图6工艺流程程及操作作要点6.1施工工工艺流流程钢拱塔拱节段厂内制作钢拱塔拱节段厂内制作钢拱塔拱节段运输就位钢拱塔拱节段运输就位钢拱塔拱节段桥位拼装钢拱塔拱节段桥位拼装竖向转体临时铰安装提升门架及液压提升器安装竖向转体临时铰安装提升门架及液压提升器安装安装提升索及防护缆风绳安装提升索及防护缆风绳提升前全面检查各部位准备情况提升前全面检查各部位准备情况拱塔试提升拱塔试提升拱塔液压同步竖转安装就位拱塔液压同步竖转安装就位拱塔底部转铰封锁拱塔底部转铰封锁图2 钢拱拱塔液压压同步竖竖向转体体施工工工艺

6、流程程6.2操作作要点6.2.11液压提提升器的的选取根据主塔钢钢结构重重（含加加固材料料及吊点点重量），确确定结构构初始提提升力最最大吨位位及每个个吊点反反力，在在门式塔塔架顶部部配置超超大型液液压提升升器为主主塔竖转转提供提提升力。6.2.22液压提提升架的的设置提升门架一一般采用用可拆装装式钢构构件拼装装而成，门门架的跨跨度和净净空根据据钢拱塔塔的起吊吊点位置置确定。其其结构的的设计主主要考虑虑门架提提升过程程中的承承重能力力、门架架的整体体刚度及稳定定性。门门架内侧侧设两道内内缆风绳绳，与塔塔架底部部连接，以以加强塔塔架的稳稳定性。门门架及横横梁、门门架底部部及基础础螺栓锚锚接。门架基

7、础承承受较大大的垂直直荷载，每每个基础础采用钻钻孔灌注注桩，使使之作用用在持力力层上。门架基础承台采用高标号钢筋混凝土，承台内预设锚筋，通过螺栓与塔架底节连接。门架在其后后设后拉稳稳定索，以以平衡塔塔架的提提升力，保保证塔架架体系的的平衡。根根据提升升主塔时时的工况况分析，确确定提升升反力，换换算到后后拉稳定定索的拉拉力，依依此数据据配置后后拉稳定定索。稳稳定索采采用钢绞绞线加索索具形式式，索具必必须具备备分级加加载和卸卸载（加加载依次次为20，40，60，80，100）的的功能，以以完成施施工过程程中分级级加载平平衡的功功能。6.2.33拱塔底底部转铰铰在主塔提升升竖转过过程中，塔塔体在立立

8、面内旋旋转，所所以在塔塔体底部部设置旋旋转销轴轴。由于于底部要要承受巨巨大的水水平和垂垂直荷载载，且此此时塔体体未形成成整体，整整体性较较差，因因此在耳耳板处做做了适度度加强，以以使销轴轴的局部部荷载较较均匀的的传递至至塔体上上。（见见图3 主塔底底部转铰铰结构图图）图3 主塔塔底部转转铰结构构图6.2.44拱塔提提升吊点点提升点的数数量及设设计位置置主要从从两方面面进行考考虑，其其一主要要考虑提提升设备备的提升升能力要要求；其其二则考考虑提升升过程中中塔体的的变形控控制。主主塔提升升上吊点点设计形形式为吊吊笼吊吊点耳板板（销轴轴）连接接，吊点点耳板设设计在门门式塔架架（或主主塔）顶顶部，通通

9、过销轴轴将门式式塔架（后后主塔）与与吊笼连连接，吊吊笼内放放置提升升器。塔塔架提升升主塔上上吊点示示意图见见图4。图4提升塔塔架上吊吊点布置置示意图图提升下吊点点对应与与上吊点点而设置置，提升升下吊点点内安装装提升专专用地锚锚，提升升地锚通通过钢绞绞线与提提升上吊吊点内的的提升器器连接。提提升下吊吊点的设设置以尽尽量不改改变结构构原有受受力体系系为原则则。下吊吊点设置置在被提提升构件件上，相相同上吊吊点设计计形式，也也为吊点点耳板销轴连连接方式式。钢桥塔提升升下吊点点示意图图及提升升下吊点点塔体局局部加强强图见图图5和图6。图5提升下下吊点立立面示意意图图66提升下下吊点塔塔体加强强图面6.2

10、.55承重钢钢绞线选选取钢绞线作为为柔性承承重索具具，采用用高强度度低松弛弛预应力力钢绞线线。选取钢钢绞线应应根据最最大提升升力及钢钢绞线最最大允许许提升力力计算，根根据施工工安全规规范，考考虑安全全储备。6.2.66液压提提升系统统的布置置根据上述提提升设备备的配置置情况，在在提升拱拱塔时，门门架柱顶顶端设置置2台液压压提升器器及2台液压压泵站。液液压提升升器间距距上、下下吊点间间距相同同，每台台液压提提升器安安装于提提升吊笼笼里面，提提升吊笼笼与门架架顶端对对应耳板板销轴连连接。液液压泵站站布置于于门架顶顶部横梁梁中间，便便于连接接并控制制对应提提升器。6.2.77液压提提升系统统的连接接

11、液压提升系系统间的的连接主主要为提提升器内内穿钢绞绞线、提提升器泵泵站间油油管、线线路连接接、液压压泵站动动力线连连接等。1液压管路路的连接接液压泵站与与提升器器的油管管连接：连接油油管时，油油管接头头内的组组合垫圈圈应取出出，对应应管接头头或对接接头上应应有O形圈；应先接接低位置置油管，防防止油管管中的油油倒流出出来。泵站与与提升器器间油管管要一一一对应，逐逐根连接接；依照方案案制定的的并联或或窜连方方式连接接油管，确保正确，接完后进行全面复查。2控制、动动力线的的连接控制、动力力线的连连接包括括各类传传感器的的连接，液液压泵站站与提升升器之间间的控制制信号线线连接，液液压泵站站与计算算机同

12、步步控制系系统之间间的连接接，液压压泵站与与配电箱箱之间的的动力线线连接。6.2.88计算机机控制液液压提升升系统的的安装和和调试液压提升系系统在进进场安装装之前，元元件、部部件必须须经过严严格的检检测，并并达到合合格,并形成成检测报报告，并并保存所所有的检检测原始始记录。液液压提升升系统在在运输过过程中，应应对设备备保护。设设备运输输到位后后应做好好进场检检查。1 提升油油缸及钢钢绞线安安装应符符合下列列规定：油缸使用前前，应经经过负载载试验，并并检查锚锚具动作作以及锚锚片的工工作情况况；油缸缸就位后后的安装装位置应应达到设设计要求求；钢绞绞线导向向架安装装，应使使多余钢钢绞线距距上锚具具1

13、2m范围围内保持持垂直；应用疏疏导板理理顺钢绞绞线之后后，带钢钢绞线整整体吊装装；底锚锚和油缸缸钢绞线线穿入后后，应对对钢绞线线进行预预紧。2 提升泵泵站安装装应符合合下列规规定：泵站在安装装之前，应应严格试试验；应应平稳起起吊；泵泵站要有有防雨、散散热措施施，泵站站设置在在高空，要要有临边边安全设设施。3 计算机机控制系系统安装装应符合合下列规规定：提升控制系系统的配配线除弱弱点系统统外，均均应采用用额定电电压不低低于5000V的铜芯芯多股电电线或电电缆；在在易受机机械损伤伤或有液液压油滴滴落部位位，电线线或电缆缆应装于于钢管、线线槽或保保护罩内内；强电电与弱电电宜分开开敷设；控制系系统上的

14、的配线应应排列整整齐，导导线两端端应牢固固地压接接相应的的接线端端子，并并应有明明显的接接线编号号；户外外使用的的控制箱箱的防雷雷装置，应应安装正正确，牢牢固；传传感器安安装前应应经过标标定。4 液压提提升系统统在现场场安装后后应进行行系统调调试。并并符合下下列规定定：检查所有部部件、元元件的技技术状况况；检查查电动机机的转动动方向；检查液液压系统统换向阀阀、比例例阀、截截止阀的的控制作作用；检检查钢绞绞线、锚锚具及锚锚具的动动作是否否正确、迅迅速；检检查锚具具状态传传感器是是否正确确、灵敏敏，等等等。液压调试系系统通过过调试后后，应进进行空载载试车，验验证系统统的技术术状况：控制系统操操作的

15、方方向应符符合设计计要求；各传感感器反馈馈的信号号正常；各安全全保护装装置的动动作应正正确可靠靠；控制制柜等电电气设备备应工作作正常；顺序控控制的动动作符合合设计要要求；偏偏差控制制的动作作可靠有有效。5 液压调调试系统统完成空空载试车车后的验验收应符符合下列列规定：液压调试系系统的安安装、调调试和空空载试车车已全部部完成；系统的的电气接接线正确确，端子子固定牢牢固，接接触良好好，标志志清晰，性性能指标标符合现现行国家家标准的的有关规规定；系系统的所所有电气气设备均均已校验验合格；系统的的所有安安全保护护装置、安安全连锁锁互锁功功能等均均已校验验合格；系统的的所有声声光信号号装置显显示正确确，

16、清晰晰可靠；系统的的技术资资料齐全全，技术术资料应应包括：电气控控制电路路图、主主要电气气设备文文件（包包括产品品合格证证书、产产品说明明书、安安装图纸纸等）、安安装和调调试记录录（包括括传感器器标定、比比例阀标标定记录录等）。6.2.99钢拱塔塔提升安安装1主拱塔在在其平转转位置投投影线上上进行整整体拼装装完成后后，利用用门式塔塔架顶部部提升竖竖转设备备与后部部稳定索索同步分分级加载载，密切切同步配配合，提提升竖转转主塔；分级加加载完毕毕，即主主塔竖转转提升离离开拼装装塔架后后，暂停停提升，全全面检查查各设备备运行情情况及结结构件稳稳定情况况；2主塔提升升竖转至至接近设设计位置置后，暂暂停，

17、微微调提升升点，使使主塔处处于设计计位置，提提升设备备锁定、暂暂停，使使主塔保保持姿态态不变；3进行主塔塔底部铰铰接处的的补焊固固结作业业；6.2.110提升升过程的的控制和和监测提升过程的的控制及及监测有有利于观观测提升升过程中中的结构构变形及及结构受受力情况况，通过过监测手手段以确确定提升升过程中中的各项项指标，并并确保提提升过程程中的整整体同步步性。对对于主副副塔本体体提升竖竖转过程程的同步步性，依依靠液压压提升系系统本身身的计算算机同步步系统来来控制（详详见液压压同步控控制系统统说明），竖竖转实施施过程中中架设经经纬仪随随时跟踪踪监测提提升竖转转过程门门式塔架架顶中心心（主塔塔塔顶）偏

18、偏移。加加载过程程中各项项监测数数据均应应做好完完整记录录。7劳动力组组织表1 劳劳动力配配备表序号工种名称人数作业内容1装吊工6高空装吊作作业2张拉工8液压竖转作作业3电焊工10钢管拱焊接接作业4指挥人员4组织指挥、统统筹规划划、调度度5测量工10竖转作业测测量监控控6检测人员6检测数据分分析合计448主要机具具设备表2 主主要设备备配备表序号名 称规 格型 号设备单重1液压泵源系系统30KWTJD-6602.5吨2液压提升器器5000KKNTJJ-5500004.5吨3液压提升器器3500KKNTJJ-3350002.4吨4液压提升器器1400KKNTJJ-1140000.7吨5计算机控制

19、制系统16通道YT-16传感器位移7传感器锚具、行程程8专用钢绞线线18mmm9激光测距仪仪Destoo prro9质量控制制9.1易出出现的质质量问题题液压竖转安安装施工工质量控控制主要要包括被被提升结结构变形形，影响响成桥后后结构稳稳定，提提升支撑撑系统的的安装精精度控制制，提升升临时设设备加工工制造的的质量控控制，均均可能影影响整体体竖转安安装施工工的成败败。9.2保证证措施9.2.11被提升升结构的的安装保保证措施施被提升结构构提升点点的位置置应位于于提升点点的垂直直下方，水水平误差差宜控制制在提升升高度的的1/110000以内，且且不大于于30mmm。提提升点的的连接构构造和结结构调

20、整整、加固固的部位位均应按按设计要要求检查查验收。被被提升结结构的组组、拼装装应满足足现行国国家标准准钢结结构工程程施工质质量验收收规范及及结构设设计的相相关规定定。9.2.22提升支支承系统统的安装装保证措措施应根据现场场施工条条件及提提升支承承结构的的参数，编编制专项项施工方方案。提提升支承承系统的的安装过过程中，应应确保全全过程结结构稳定定可靠。独独立设置置提升支支承系统统时，其其临时基基础和支支架施工工质量应应符合现现行国家家和地方方相关施施工验收收规范的的要求。9.2.33提升支支承结构构制造质质量保证证措施大型门架起起重机整整体提升升支承结结构的制制造质量量验收应应按现行行国家标标

21、准钢钢结构工工程施工工质量验验收规范范的要要求及设设计文件件执行。提提升支承承结构安安装应编编制专项项的安装装方案。整整体提升升支承结结构的组组件应符符合设计计文件要要求；钢钢结构构构件应有有出厂合合格证及及预拼装装记录。安安装区域域内应场场地平整整，勿影响吊吊机作业业，缆风绳绳设置及及受力分分配合理理、地锚锚抗力应应符合设设计要求求。六级级以上的的大风和和雨雪天天不得进进行提升升支承结结构的安安装。提升支承结结构门型型支架宜宜在地面面将散件件拼装成成节段，再再分节段段安装。提提升门型型结构支支承结构构底节安安装宜采采用垫铁铁抄平、二二次灌浆浆工艺。二二次灌浆浆层强度度达到散散件强度度的70时

22、，方方可进行行上部支支承结构构安装。提升支承结结构的连连接螺栓栓应采用用二次拧拧紧工艺艺。提升升支承结结构的连连接螺栓栓在大型型龙门起起重机大大梁悬空空后，对对螺栓进行行全面检检查，对对松动的的螺栓要要拧紧。提升支承结结构将被被提升结结构提升升离地后后，不应应松动螺螺栓或缆缆风绳。卷扬机、起起重钢丝丝绳、扣扣件、滑滑轮组、吊吊耳均应应符合起起重吊装装的规定定。对缆缆风绳施施加预拉拉力的同同时应用用经纬仪仪对塔顶顶位移进进行监控控。宜对对称分级级施加预预应力。提提升支承承结构顶顶部位移移不得大大于计算算值的1.2倍。10.安全全措施10.1主主要安全全风险分分析吊装施工属属高空作业业，受气气候条

23、件件影响比较大，而而且吊装装难度较较大，易易发生高高空坠落落，物体体打击、触触电等安安全隐患患。10.2保保证措施施10.2.1施工工现场安安全措施施现场安全设设施齐备备，设置置牢靠，施施工中加加强安全全信息反反馈，不不断消除除施工过过程中的的事故隐隐患，使使安全信信息及时时得到反反馈；钢钢绞线在在安装时时，高空空应铺设设安装、操操作临时时平台，地地面应划划定安全全区，应应避免重重物坠落落，造成成人员伤伤亡；下下降前，应应进行全全面清场场，在下下降过程程中，应应指定专专人观察察地锚、上上下吊耳耳、提升升器、钢钢绞线等等的工作作情况，若若有异常常现象，直直接通知知现场指指挥。在在施工过过程中，施

24、施工人员员必须按按施工方方案的作作业要求求进行施施工。在在钢塔整整体液压压同步提提升过程程中，注注意观测测设备系系统的压压力、荷荷载变化化情况等等，并认认真做好好记录工工作。在在液压提提升过程程中，测测量人员员应通过过测量仪仪器配合合测量各各监测点点位移的的准确数数值。液液压提升升过程中中应密切切注意液液压提升升器、液液压泵源源系统、计计算机同同步控制制系统、传传感检测测系统等等的工作作状态。高空作业人员应持证上岗，且不能带病上岗。高空作业人员必须带好安全带，安全带应高挂低用。大风、大雨雪天不得从事露天高空作业，施工人员应注意防滑、防雨、防水及用电防护。不允许雨天进行焊接作业，如必须，需设置牢

25、靠的挡雨、挡风蓬，防护后方可作业。吊运设备和结构要充分做好准备，有专人指挥操作，遵守吊运安全规定；施工用电、照明用电按规定分线路接线，非电器人员不得私自动电，现场要配备标准配电盘，现场用电要设专职电工。电缆的敷设要符合有关标准规定。10.2.2突然停停电故障障各泵源控制制阀自动动关闭，提提升器液液压锁自自动锁紧紧，各上上下锚及及安全锚锚处于自自锁状态态；停电电后恢复复供电，系系统将自自动处于于安全停停止状态态。10.2.3液压油油管突然然爆裂故故障提升器液压压锁自动动锁紧，提提升器不不致下沉沉，各上上下锚及及安全锚锚处于自自锁状态态；更换换爆裂油油管。10.2.4液压泵泵源故障障通常的漏油油故

26、障能能够及时时解决。只只有在短短时检修修无效情情况下，快速更换相应电磁阀。10.2.5传感器器故障在短时检修修无效情情况下，更更换传感感器。10.2.6控制系系统故障障应准确判断断故障点点，在短短时检修修无效情情况下，更更换系统统零件、部部件乃至至整套系系统。其其它故障障，在液压压提升过过程中，任任何监测测人员发发现有异异常情况况都可随随时叫停停；但提提升的重重新启动动则必须须由现场场总指挥挥下达指指令，其其他任何何人不得得擅自重重新启动动提升作作业。11环保措措施同步液压起起重机应应在明显显位置设设置吨位位标牌，标标牌上应应标出：起重机机的名称称及型号号，制造造商名称称，设计计单位名名称，产

27、产品编号号、出厂厂日期。在在司机室室内明显显位置应应设置产产品性能能标牌，标标牌上应应标出：起重机机的名称称及型号号，主要要技术性性能参数数，出厂厂日期。在运输不得得超限运运输。施施工营地地和施工工现场的的生活垃垃圾，应应集中堆堆放，报废材材料或施施工中返返工的挖挖除材料料立即运运出现场场。12应用实实例12.1工工程简介介宜兴市荆邑邑大桥设设计为钢钢箱梁双双套拱斜斜拉桥主主桥采用用双套拱拱斜拉桥桥形式，斜斜拉桥总总长为1733m，主主要包括括双套拱拱塔和桥桥面钢箱箱梁两大大结构体体系。桥桥面钢箱箱梁在主主塔以北北为511m宽的的整体钢钢箱梁，主主塔区钢钢箱梁加加宽到558.55m，双双套拱塔塔分为主主副塔，主主塔整体体线形为为两段直直线段+两段椭椭圆弧线线段组成成，整体体成