钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法

1、钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法1.前言拱桥转体施施工技术术作为桥桥梁施工工方法之之一，在在特殊的的桥位上上与其他他施工方方法相比比，具有有明显的的优越性性和竞争争力。我我国自19777年在四四川首次次应用转转体法施施工净跨跨70mm箱型拱拱桥以来来，转体体技术不不断完善善和发展展，转体体方式越越来越多多，应用用越来越越广。但但以往各各种桥梁梁转体都都是采用用竖转或或平转单单一的转转体方式式，且跨跨越的障障碍多为为河流、峡峡谷等，在在安阳文文峰路立立交桥施施工中，运运用先竖竖转后平平转的双双向转体体施工技技术，不不但顺利利就位合合拢，而而且在繁繁忙的京京广铁路路干线上上作业不不中断行行车，

2、在在安全、质质量及效效益等方方面取得得了突出出的综合合效益。2.工法特特点2.0.11采用竖竖转，将将主拱肋肋放低到到地面最最低位置置拼装施施工，可可节约大大量的脚脚手架支支撑，大大型吊装装设备，而而且还避避免过高高的高空空作业，既既安全又又保证质质量。2.0.22采用平平转，可可大幅度度减少对对桥下铁铁路运输输作业的的干扰。可可不中断断行车，对对运输繁繁忙的铁铁路干线线尤为重重要。2.0.33采用高高强钢绞绞线液压压千斤顶顶竖转提提升系统统和力偶偶式千斤斤顶张拉拉平转系系统，较较钢丝绳绳卷扬机机系统，不不但技术术上先进进，而且且还安全全可靠，运运行平稳稳，节约约专用设设备投资资。2.0.44

3、平转时时采用小小环道钢钢筋混凝凝土支墩墩保险，大大环道四四个牛腿腿支撑保保险和用用压力传传感器监监控平衡衡重精确确整等三三重保险险措施，行行之有效效，确保保平转安安全可靠靠。3.运用范范围3.0.11适合跨跨越铁路路、公路路、山谷谷、河流流等大跨跨度拱桥桥施工。3.0.22适合平平原地区区建筑高高度高、场场地狭窄窄、缺少少大型装装吊机具具、设备备和支撑撑材料的的工地。4.工艺原原理4.0.11竖转：将拱肋肋分为两两半跨在在铁路两两边分别别就地拼拼装。在在拱脚与与墩身联联结处设设临时竖竖转铰；在墩顶顶设临时时塔架、墩墩后设平平衡梁并并配置及及平衡重重；在塔塔架顶设设扣索，张张拉系统统并用钢钢铰线

4、作作扣锁联联接拱肋肋（见图图4.11.1）。用用液压千千斤顶以以张拉方方式作动动力牵拉拉扣索，将将趴在地地平面拼拼装好的的拱肋拉拉起竖转转到以拱拱脚为轴轴心旋转转抬拉到到拱肋设设计高度度。tgtg原理：当拱拱肋在竖竖向范围围内旋转转时，根根据平衡衡性由拱拱肋自重重G计算出F1、F2，从而而得到平平衡配重重。 tgtgG平衡=G（090，为固定定值）F2F1G平衡G拱肋在旋转过程程中，逐渐减减小，当当到达预预定高度度时最小，则则G平衡为最最大，因因此，将将在地平平面拼装装好的拱拱肋以拱拱脚为轴轴，旋转转抬拉到到拱肋设设计高度度时，选选取平衡衡重大于于计算出出的最大大G平衡即可可。图4.1.1塔架

5、架顶扣索索张拉系系统设置置图4.0.22平转：在承台台与墩身身之间设设置水平平转盘（见见图4.1.22-1）。水水平转盘盘一般为为C500钢筋混混凝土球球缺面铰铰，并在在球铰下下盘心设设一钢轴轴。上下下盘充分分磨合并并加润滑滑剂。采采用力偶偶式千斤斤顶张拉拉系统将将墩身连连同竖转转体系组组成（部部分平衡衡重已卸卸去）同同时平转转。两岸岸半跨拱拱肋合拢拢对接（见见图4.1.22-2）。图4.1.2-11 水平转转盘设置置图原理：在平平转过程程中，根根据杠杆杆原理保保证配重重和拱肋肋自重平平衡。图4.1.2-22 两侧侧半跨拱拱肋合拢拢对接5.施工工工艺流程程及操作作要点5.1施工工工艺流流程5.

6、1.11 总体施施工流程程(见图5.11.1)5.1.22平、竖竖转施工工流程(见图5.11.2)5.2工艺艺操作要要点5.2.11水平转转盘制作作1、水平转转盘为钢钢筋混凝凝土球缺缺面铰。承承台施工工完毕后后，先在在其上制制作下转转盘，下下盘球面面利用刮刮板成型型。制作作时要保保证球面面位置的的准确和和球面形形状的一一致，并并用水砂砂轮将球球面磨光光。2、以下球球面为底底模，盖盖上塑料料膜，立立侧模浇浇上盘。3、待上盘盘混凝土土到一定定强度后后，吊起起上盘，取取掉塑料料膜，再再将上盘盘盖上，转转动上盘盘，进行行磨合。4、当球绞绞上下盘盘研磨光光滑并完完全密贴贴后，吊吊起上盘盘，将球球面清理理

7、干净，涂涂上专用用润滑剂剂，盖好好上盘并并临时固固定后进进行墩身身施工。施工准备施工准备基础承台施工制作水平转盘墩身施工拱肋拼装安装平衡重安装塔架安装竖转铰提升系统试验竖 转调整平衡体系平 转安装吊杆及横梁灌注钢管混凝土做桥面系安装系杆、逐次张拉竣 工图5.1.1 总体施施工流程程图下转盘灌注下转盘灌注养生15天作隔离剂作上盘铰吊装上盘隔离剂进行研磨封盘作墩身养生15天拱肋现场组焊塔架拼装、平衡重支架焊接扣索节点，安装竖转张拉设备安装平转设备平转、先东后西合拢焊接加平衡重先西后东图5.1.2 平、竖竖转施工工流程图图5、专用润润滑剂由由四氟粉粉与黄油油按一定定比例混混合而成成。5.2.22保险

8、栓栓及牛腿腿的安装装1为增加转转动体系系抗倾覆覆的能力力，在墩墩身底部部设置4个钢筋筋混凝土土保险栓栓，在墩墩身两侧侧设四个个钢制牛牛腿，并并在保险险柱、牛牛腿下面面各设相相应水平平环道（见见图5.2.22）。图5.2.2 牛腿和和保险柱柱2竖转时保保险柱、牛牛腿与水水平环道道间隙垫垫死并固固牢；平平转时保保险柱与与环道间间隙8mmm，并并用聚四四氟乙烯烯板填塞塞，牛腿腿末端设设置液压压千斤顶顶与环道道保持一一定间隙隙，并随随时监视视其变化化。5.2.33竖转铰铰安装拱肋竖转铰铰为钢销销轴铰，是是拱肋竖竖转时关关键部位位之一，除除要求其其足够的的强度、刚刚度外，在在安装中中应特别别注意以以下几

9、点点。1竖转铰座座标位置置要准确确，要保保证竖转转到位后后，拱肋肋各点坐坐标位置置与设计计位置相相符合。2两各轴的的同心度度要好，同同一竖转转铰的每每根销轴轴应位于于同一轴轴线上，以以防止竖竖转过程程中产生生过大的的局部应应力。3竖转铰轴轴线必须须水平，并并且与拱拱肋轴线线垂直，以以保证拱拱肋沿垂垂线平面面竖转和和拱肋两两侧主弦弦管水平平，以便便合拢。5.2.44拱肋竖竖转1在塔顶设设置摆动动式顶镐镐作业平平台。因因拱肋竖竖转时，扣扣索倾斜斜角不断断变化，顶顶镐作业业台也随随之摆动动，与受受力方向向一致。2扣索选用用直径15.2钢铰线线束，锚锚具选用用XYM工具无无顶压锚锚具。穿穿好扣索索后，

10、先先逐级张张拉调整整各钢铰铰线的预预拉力，使使其拉力力均匀。3为使拱肋肋两侧同同步竖转转，将两两侧张拉拉千斤顶顶油管路路并联，并并采用随随时量取取千斤顶顶行程，在在钢铰线线贴应变变片测量量应力，在在钢铰线线做长度度标记，量量取长度度变化情情况和随随时用水水平仪测测量两拱拱肋相对对高差。拱拱肋头端端相对高高差控制制在5cmm。5.2.55平衡重重调整1在竖转完完成后，为为保证水水平转体体顺利，必必须调整整平衡重重。调整整平衡重重以实测测为准，误误差控制制在万分分之一以以内。过过程中，随随拱肋不不断升高高，其重重心不断断移近墩墩身，从从而为维维持整体体平衡所所需的平平衡重，也也应相对对应调减减。为

11、了了简化操操作，采采用了竖竖转过程程不进行行平衡重重调整，待待竖转到到位后平平转开始始之前再再统一调调整的方方法。2调减配重重除以计计算数据据为依据据外，还还在墩身身牛腿及及平衡梁梁下各设设一台压压力传感感器，根根据传感感器压力力值计算算出应调调减的配配重值。3调减配重重采取分分批调减减，少减减多调的的原则，严严禁超减减。减载载至各压压力传感感器压力力为零，系系统平衡衡为准。为为保险起起见，调调整时设设限位架架。5.2.66平转及及对接合合拢1平转采用用力偶式式千斤顶顶张拉钢钢铰线平平转系统统。即在在上盘墩墩身底部部缠绕钢钢铰线，利利用千斤斤顶张拉拉钢铰线线使体系系转动（见见图5.2.66）。

12、图5.2.6 力偶式式平转系系统2平转时要要密切注注意转动动体系倾倾斜、摆摆动等异异常情况况；平转转快到位位时应放放慢，防防止平转转过位。3平转完毕毕，两拱拱肋对位位准确后后，应立立即进行行接头合合拢焊接接，竖转转铰加固固，用混混凝土封封固上转转盘等项项工作。5.2.77系杆张张拉对于系杆拱拱桥利用用系杆张张力平衡衡部分拱拱肋对桥桥墩侧推推力，所所以在吊吊装横梁梁，灌注注钢管砼砼和桥面面系施工工逐步增增大拱肋肋对桥墩墩侧推力力同时，应应相应逐逐次张拉拉系杆，减减少整个个桥体对对桥墩侧侧推力。5.3劳力力组织（按按文峰立立交桥施施工规模模，两侧侧转体分分别进行行）编号作业内容人数（人）1施工技术

13、22测量控制43油泵操作44千斤顶操作作55锚具操作46吊装作业107钳工、电工工68安全防护49安全、质量量检查110总指挥1计41人6.材料与与设备（按按文峰立立交桥规规模）序号名称规格单位数量备注1拆装式桁梁梁32m孔92钢构件加工工t1853工字钢100片6=16mm4工字钢63Cm4805钢铰线15.2t6.16锚具XYM155-122套407锚具XYM155-4套128公路空心板板梁=20mm片169千斤顶YD3200行程1.2m台1210千斤顶YCD-223台311千斤顶YD3200行程2500台1312吊车20-255t台213吊车40t台114油泵40500MPaa台67.施

14、工质质量控制制7.0.11建立完完善的质质量保证证体系，各各过程均均有专职职质检人人员检查查验收，前前一过程程不合格格不得转转入下一一过程施施工。7.0.22转体施施工应满满足公公路桥涵涵施工技技术规范范和公公路工程程质量检检验评定定标准的的规定和和要求，对对规范中中没有规规定的特特殊项目目和内容容，在转转体施工工作业细细则中要要有专项项规定。7.0.33坚持“三服从从、五不不施工、一一个坚持持”制度，即即“进度服服从计划划，进度度服从安安全、质质量，质质量否决决服从监监理”；“施工准准备不做做充分不不施工，试试验未达达到标准准不施工工，施工工方案和和质量保保证措施施未确定定不施工工，设计计图

15、纸没没有审核核方案、未未进行优优化不施施工，现现场没有有进行技技术交底底及特殊殊工序没没有作作业指导导书不不施工”；“坚持工工程质量量未达标标坚决进进行返工工”。7.0.44对工程程实施全全过程的的质量控控制，要要突出质质量的事事前控制制，重点点强调质质量的过过程控制制，做好好工程质质量的事事后控制制。7.0.55按照施施工方案案，对材材料、机机具、设设备、施施工工艺艺、操作作人员等等影响因因素进行行控制，以以保证总总体质量量处于稳稳定状态态。7.0.66做好施施工工艺艺质量控控制，对对全体施施工人员员进行“施工工工艺技术术标准”的交底底，对关关键环节节的质量量、工序序、材料料进行验验证，使使

16、施工工工艺的质质量控制制符合标标准化、规规范化、制制度化的的要求。7.0.77加强施施工工序序的质量量控制，实实行总工工程师负负责制，专专业工程程师、技技术员和和质检工工程师层层层把关关，对影影响施工工质量的的五大因因素（人人、材料料、机具具、方法法、环境境）进行行控制，使使工序质质量数据据波动处处于允许许的范围围内。通通过工序序检验等等方式，对对工序质质量进行行评定；在产生生偏离标标准的情情况下，分分析产生生的原因因，并及及时采取取措施，使使之处于于允许误误差范围围内。7.0.88定期对对全体施施工人员员进行规规程、规规范、工工序、工工艺、标标准、计计量、检检验等基基础知识识的培训训，开展展

17、质量管管理和质质量意识识教育。7.0.99实行班班组保证证本工序序、监督督前工序序、服务务后工序序的自检检、互检检、交接接检和专专业性的的“中间定定期”质量检检查，保保证不合合格工序序不转入入下道工工序。出出现不合合格工序序时，做做到“三不放放过”（原因因不清不不放过、责责任不明明不放过过、措施施未落实实不放过过），并并采取必必要的措措施，防防止再次次发生。7.0.110制订订施工作作业细则则和工艺艺操作要要点，并并在作业业前对现现场作业业人员培培训，使使每个操操作人员员都能熟熟练掌握握、正确确操作。7.0.111严把把进料关关，杜绝绝不合格格品进入入工地。7.0.112加强强测量控控制，确确

18、保孔跨跨尺寸和和拱肋拼拼装结构构尺寸的的精度，以以保证拱拱肋正确确对接合合拢。8.安全措措施8.0.11建立完完善的施施工安全全保证体体系，加加强施工工作业过过程中的的安全检检查，确确保作业业标准化化、规范范化。8.0.22制订适适应该工工程特点点的施工工安全措措施和注注意事项项，并在在施工过过程中认认真执行行。8.0.33高空作作业区设设置安全全防护网网和防护护围栏，高高空作业业人员必必须配带带安全防防护用品品。8.0.44加强施施工机具具设备管管理和施施工用电电管理，防防止机械械事故和和触电事事故。8.0.55加强铁铁路安全全防护，防防止机具具材料侵侵入铁路路限界及及铁路上上空作业业坠物砸

19、砸坏过往往列车。在在铁路两两侧设防防护栏杆杆，防止止人员随随意穿越越铁路。8.0.66对铁路路安全威威胁大的的施工过过程，派派专人与与车站值值班人员员联系，随随时掌握握列车动动态，并并加强现现场安全全防护。9.环保措措施9.0.11严格遵遵守国家家有关环环境保护护的法律律、法规规和规章章，按照照合同和和国家及及地方有有关环境境保护的的有关规规定，对对环境保保护工作作做全面面规划，综综合治理理。9.0.22及时与与环境保保护管理理机构取取得联系系，遵守守有关控控制环境境污染的的法规，从从组织管管理、防防止和减减轻水、气气污染、施施工噪音音及震动动控制、水水土保持持、粉尘尘控制等等多方面面采取一一

20、切合理理措施，将将施工现现场周围围环境的的污染降降至最小小程度，搞搞好污水水处理，防防止污染染水质，做做好水土土保持。9.0.33制定下下发环保保细则，对对职工进进行环保保教育，采采取有效效措施保保护自然然环境。废废弃物和和垃圾弃弃到指定定地点；疏通排排水系统统，防止止水土流流失；9.0.44定期清清理工程程废弃物物及工程程材料运运输过程程中的防防散落与与沿途污污染措施施，废水水除按环环境卫生生指标进进行处理理达标外外，并按按当地环环保要求求的指定定地点排排放。9.0.55对施工工场地及及进场道道路进行行硬化，并并在晴天天经常对对其进行行洒水，防防止尘土土飞扬，污污染周围围环境。9.0.66完

21、工后后及时清清理施工工场地，做做到“工完料料净”，不给给周围环环境遗留留工程垃垃圾。对对于偿还还用地，待待工程完完工后，覆覆盖熟土土，恢复复耕作条条件。10.经济济效益分分析10.0.1该桥桥主跨拱拱肋最高高达377m，如如要不采采用就地地搭架支支撑，则则需架高高40mm宽20mm脚手架架两座，租租用75t吊车四四台，仅仅此两项项费用计计60万元。采采用竖转转方案，费费用仅30万元，节节省50%。10.0.2采用用平转，可可避免或或减少空空中作业业对桥下下作业的的干扰。对对于繁忙忙的铁路路干线，可可不中断断行车，效效益更明明显。例例如，按按常规施施工，需需要点220次，采采用平转转后，只只在22个横梁梁吊装时时要点22次，节节约要点点近200次。10.0.3如果果采用卷卷扬机钢钢丝绳转转体方案案，需购购置15t大型卷卷扬机4台，直直径