铁路连续梁转体施工技术

中铁四局集团第五工程有限公司二○一四年六月客专线跨越沪昆铁路连续梁转体施工技术2目录

二.工程概况

三.施工方法概述

四.转体施工主要技术

2022/12/6五.结语一.摘要一、摘要

随着国家高速铁路的迅猛发展，转体法施工大跨度预应力钢筋混凝土连续梁已经广泛应用于一些跨主要陆地交通道路和跨既有铁路的桥梁施工中。桥梁转体施工是指将桥梁结构在非轴线设计位置制作，梁体浇筑成形后，利用摩擦系数很小的转盘或滑道，通过转动结构至设计轴线位置的一种施工方法。它可以将位于障碍上的桥梁结构置于障碍物外或近地面作业，大大减小安全风险，降低了施工难度。根据桥梁结构的转动方向，可以分为竖向转体法、水平转体法，以及水平及竖向相结合的转体方法，其中以水平转体法运用最多。关键词:高铁；水平转体；跨既有铁路2022/12/63二、工程概况沪昆客专线宜春特大桥位于宜春市袁州区境内，该桥44#～45#的连续梁主跨上跨既有沪昆铁路，与既有沪昆线成20°夹角，跨越方式为（48+80+48）m连续梁，基础采用直径Φ2.0m嵌岩桩，每个承台各布置7根，呈三角形布置。承台设计为八边形承台，下承台高度4m，上承台高度1.8m，中间球铰连接高度0.9m，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、球铰、上转盘、转体牵引系统、助推系统、轴线微调系统组成。42022/12/6三、施工方法概述

在常规的桥梁基础施工中，在上下承台间设置转动球铰，预埋牵引、限位、助推系统，利用连续千斤顶对称同步实施牵引作业，克服转动球铰的摩擦力，将事先在主墩上平行于既有铁路两侧进行施工完连续梁转体构件实施水平转动，转动一定角度后合拢，满足桥梁线形要求。52022/12/66四、转体施工主要技术4.1下承台施工在下承台现浇段混凝土浇筑前，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及限位装置、助推装置。图1下承台施工2022/12/674.2下承台槽口中转动体系系统的安装在下承台槽口混凝土浇筑前，应将转动体系中的下转盘、环形滑道、临时锁定装置、转动限位装置，将牵引系统的反力座预埋在下承台中。4.2.1下转盘球铰安装下转盘球铰采取在承台混凝土浇筑时预留槽口，转盘球铰调整固定后进行二次浇筑混凝土。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→精确定位及调整→固定→浇筑混凝土。2022/12/6b)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；最后将槽口内及钢筋上的碎渣、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及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及调整螺栓的安装；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。用吊车将下球铰骨架吊入，并进行粗调。绑扎槽口内钢筋：在准备工作完成后，按照设计及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。82022/12/6精确定位及调整：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及调整螺栓将下转盘球铰悬吊，精确调整中心位置和高程，调整完成后将下承台架立钢筋与下球铰骨架焊接牢固。固定：精确定位及调整完成后，对下转盘球铰的中心、标高、平整度进行复查；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。92022/12/6图2下转盘球铰的定位与安装2022/12/64.2.2滑道的安安装在撑脚的的下方（（即下转转盘顶面面）设1道滑道，，滑道由由定位钢钢骨架和和滑道面面板组成成，面板板采取钢钢板分节节段在现现场拼装装成型，，在盘下下利用调调整螺栓栓调整固固定，分分节段浇浇筑混凝凝土。转转体时保保证撑脚脚可在滑滑道内滑滑动，以以保持转转体结构构平稳。。要求整整个滑道道面在同同一水平平面上，，其相对对高差不不大于设设计要求求。112022/11/2712图3滑道的精精调2022/11/2713图4滑道精调调到位2022/11/274.2.3下承台槽槽口混凝凝土浇筑筑施工浇浇筑筑微膨胀胀C50混凝土：：混凝土土的浇筑筑关键在在于混凝凝土的密密实度、、浇筑过过程中下下转盘球球铰应不不受扰动动、混凝凝土的收收缩不至至于对转转盘产生生影响。。为解决决这几个个问题采采取以下下措施：：

利用用下转盘盘球铰上上设置混混凝土浇浇筑及排排气孔分分块单独独浇筑各各肋板区区，混凝凝土的浇浇筑顺序序由中心心向四周周进行。。在在混凝土土浇筑前前搭设工工作平台台。人员员在工作作平台上上作业，，避免操操作过程程对其产产生扰动动。严严格控控制混凝凝土浇筑筑，加强强混凝土土的养护护。混凝凝土凝固固后采用用中间敲敲击边缘缘观察的的方法进进行检查查，对混混凝土不不密实的的地方用用钻孔压压浆的方方法进行行处理。。142022/11/274.2.4上承台中中转体系系统的安安装a)上球铰、、聚四氟氟乙烯滑滑动片安安装下球铰铰混凝凝土浇浇筑完完成后后，在在中心心销轴轴套管管中放放入黄黄油四四氟粉粉，将将中心心销轴轴放到到套管管中，，调整整好垂垂直度度与周周边间间隙。。然后后进行行下球球铰聚聚四氟氟乙烯烯滑动动片和和上球球铰安安装。。聚四四氟乙乙烯滑滑动片片安装装前，，先将将下球球铰顶顶面清清理干干净，，球铰铰表面面及安安装聚聚四氟氟乙烯烯滑动动片的的孔内内不得得有任任何杂杂物，，并将将球面面吹干干。根根据聚聚四氟氟乙烯烯滑动动片的的编号号由内内而外外将其其安放放在相相应的的镶嵌嵌孔内内。152022/11/27图5下球铰铰的清清理162022/11/27图6中心定定位钢钢轴的的安装装17聚四氟氟乙烯烯滑动动片安安装完完成后后，保保证其其顶面面位于于同一一球面面上，，误差差满足足设计计要求求。检检查合合格后后，在在球面面上各各聚四四氟乙乙烯滑滑动片片间涂涂抹黄黄油聚聚四氟氟乙烯烯粉，，使黄黄油聚聚四氟氟乙烯烯粉均均匀充充满聚聚四氟氟乙烯烯滑动动片之之间的的空间间，并并略高高于聚聚四氟氟乙烯烯滑动动片，，保证证其顶顶面有有一层层黄油油聚四四氟乙乙烯粉粉。整整个安安装过过程应应保持持球面面清洁洁，严严禁将将杂物物带至至球面面上。。将上上球铰铰的两两段销销轴套套管接接好，，用螺螺栓固固定牢牢固。。将上上球铰铰吊起起，在在凸球球面上上涂抹抹一层层聚四四氟乙乙烯粉粉，然然后将将上球球铰对对准中中心销销轴轻轻落至至下球球铰上上，用用倒链链微调调上球球铰位位置，，使之之水平平并与与下球球铰外外圈间间隙一一致。。试转转上球球铰，，确保保能够够进行行转动动。去去除被被挤出出的多多余黄黄油，，并用用宽胶胶带将将上下下球铰铰边缘缘的缝缝隙密密封，，防止止杂物物进入入球铰铰摩擦擦部分分。2022/11/2718图7镶嵌聚聚四氟氟乙烯烯片图8涂抹黄黄油和和四氟氟粉2022/11/2719图9上球铰铰吊装装图10上球铰铰安装装就位位2022/11/2720b)上转盘盘撑脚脚安装装上转盘盘设撑撑脚，，下设设走板板，钢钢管内内灌注注C50微膨胀胀混凝凝土。。撑脚脚在工工厂整整体制制造后后运进进现场场，在在下转转盘混混凝土土浇筑筑完成成，上上球铰铰安装装就位位时即即安装装撑脚脚，在在撑脚脚与下下滑道道之间间支垫垫木板板作为为转体体结构构与滑滑道的的间隙隙。间间隙按按设计计要求求设置置，转转体前前在滑滑道面面内铺铺装不不锈钢钢板及及聚四四氟乙乙烯板板。图11上转盘盘撑脚脚安装装图2022/11/2721c)上转盘施工工上转盘是转转体时的重重要结构，，在整个转转体过程中中是一个多多向、立体体的受力状状态，受力力复杂。转转台是球铰铰、撑脚与与上转盘相相连接的部部分，又是是转体牵引引索直接施施加的部位位。转台内内预埋牵引引索（钢绞绞线），采采用P锚固定于上上转盘混凝凝土内，牵牵引索作为为转体牵引引的主要受受力索，每每根索的埋埋设点与出出口点均对对称于转盘盘中心设置置。牵引索索外露部分分应圆顺地地缠绕在转转台周围，，互不干扰扰地搁置于于转台预埋埋钢筋上，，并做好保保护措施。。2022/11/2722图12牵引索端安安装2022/11/2723d)上转盘临时时固定措施施为确保施工工上部结构构时转盘、、球铰结构构不发生移移动，用钢钢楔将钢管管混凝土撑撑脚与环道道之间塞死死，同时在在上承台和和下承台之之间设置临临时连接，，下承台混混凝土浇筑筑前预埋钢钢筋或型钢钢，将上下下承台连接接在一起。。转体前切切断，解除除联系。2022/11/27242022/11/274.2.5上承台混凝凝土浇筑上承台底模模利用预先先加工好的的木模，混混凝土浇筑筑时，均匀匀分料，确确保上承台台受力均匀匀。4.2.6连续梁墩身身浇筑及墩墩梁固结墩身浇筑施施工顺序：：上承台顶面面混凝土凿凿毛→承台台顶面调平平→绑扎钢钢筋→安装装模板→预预埋件预埋埋→混凝土土浇筑→拆拆除模板→→垫石施工工墩梁固结按按设计要求求进行设置置，以保证证转体构件件的稳定性性。4.2.7转体连续梁梁梁体施工工转体连续梁梁梁体在平平行于既有有铁路两侧侧采用满堂堂支架现浇浇施工，一一次性施工工节段长，，施工中不不需采用挂挂篮施工直直接跨越既既有线路而而申请要点点施工计划划，工期得得到保障。。252022/11/274.2.8转体施工a)转体段桥面面附属施工工及支架拆拆除在转体施工工前，完成成跨既有线线界限内的的桥面附属属结构的施施工，保证证转体后不不再进行既既有线上方方的施工作作业。待正式转体体前，桥面面附属施工工完成后，，拆除全部部支架，将将转体构件件的重量全全部转移于于球铰之上上。b)清理滑道及及临时锁定定设施①清理环道道，清除环环道表面由由于施工产产生的污染染物，并清清除环道与与撑脚之间间的钢板，，环道表面面清理干净净后，涂抹抹黄油四氟氟粉，仅可可能的减少少转动时的的摩阻力。。②解除临时时锁定设施施。转体前前，对预埋埋的临时锁锁定装置进进行割除。。262022/11/27图13清理滑道图14临时锁定设设施的割除除27c)牵引动力系系统连续梁每个个主墩转体体分别单独独成为一套套牵引系统统。牵引动动力系统两两台连续千千斤顶分别别水平、平平行、对称称的布置于于转盘两侧侧，千斤顶顶的中心线线与上转盘盘外圆相切切，中心线线高度与上上转盘预埋埋钢绞线的的中心线水水平。千斤斤顶放置于于配套的反反力座上，，反力座预预埋型钢深深入承台内内，牵引反反力座槽口口位置及高高度精确放放样，准确确定位。将将调试好的的牵引动力力系统设备备运到工地地进行对位位安装后，，往油泵油油箱内注满满专用液压压油，正确确连接油路路和电路，，重新进行行系统调试试，使动力力系统的同同步性和连连续性达到到最佳状态态。2022/11/2728图15牵引引动动力力系系统统图图2022/11/2729①牵牵引引索索上上转转盘盘牵引引索索上上转转盘盘设设置置两两束束牵牵引引索索，，逐逐根根顺顺次次沿沿着着既既定定索索道道排排列列缠缠绕绕3/4圈以以后后穿穿过过千千斤斤顶顶。。用用千千斤斤顶顶对对牵牵引引索索钢钢绞绞线线预预紧紧，，使使同同一一束束牵牵引引索索各各钢钢绞绞线线持持力力基基本本一一致致。。牵牵引引索索安安装装完完到到使使用用期期间间注注意意保保护护，，防防止止电电焊焊打打伤伤或或电电流流通通过过、、防防潮潮防防淋淋避避免免锈锈蚀蚀。。在上转盘上标标注刻度，并并在下转盘上上埋设刻度指指针，用以监监控转动的距距离。图16转盘转动刻度度尺2022/11/2730②牵引设备测测试牵引设备主要要有：连续千千斤顶、控制制柜、泵站、、预紧用千斤斤顶等，转转体施工前对对转体工程中中的液压及电电器设备进行行测试和标定定，保证所有有的牵引设备备测试标定合合格，合格后后方可正式使使用。d)不平衡重称重重试验及配重重转体前先进行行梁体的不平平衡称重试验验，试验完成成后根据转体体结构物不平平衡力矩（混混凝土施工不不平衡力矩+结构物产生不不平衡力矩+观测分析调整整值），制定定配载方案。。e)试转待各项准备和和测试工作完完成后，在正正式转动前两两天，需进行行结构转体试试运转，全面面检查一遍牵牵引动力系统统是否状态良良好。试转时时应做好转动动牵引力、动动力储备系数数、牵引索钢钢绞线的安全全系数、惯性性制动距离及及试转角度的的测试工作。。2022/11/27312022/11/27图17承配重试验32f)试转主要收集集的重要数据据①试转过程中中静止启动时时的最大牵引引力。②试转过程中中转动时的最最大牵引力。。③转体速度控控制、转动角角速度及牵引引索伸长值。。④控制采取点点动方式操作作，测量组应应测量每点动动一次悬臂端端所转动水平平弧线距离的的数据，以供供转体初步到到位后，进行行精确定位提提供操作依据据。⑤试转过程中中，应检查转转体结构是否否平衡稳定，，有无故障，，关键受力部部位是否产生生裂纹。如有有异常情况，，应立即停止止试转，查明明原因和采取取相应措施整整改后方可继继续试转。⑥转体的时间间2022/11/2733h)正式转体①在转体前精精确定位出转转体构件端部部的轴线位置置的中心点位位，并计算出出该点的设计计标高，并实实测出该点的的标高，在转转动过程中该该点标高的变变化以便判断断出是否由于于转动过程中中造成的构件件的纵向倾斜斜。②在箱梁两端端的边跨直线线段上布设2台全站仪，进进行转体就位位的过程观测测。在转动过过程中，及时时反测中心点点位坐标，与与设计中心点点坐标比对，，判断转动的的水平距离是是否达到设计计轴线位置。。③在连续梁两两端各布设一一台水准仪，，用来观测T构端部就位后后的梁顶高程程。2022/11/27342022/11/27④转体时当主梁梁端部即将到到达设计位置置前10cm时，采用点动动操作，与测测量人员密切切配合，利用用试转取得的的点动数据，，通过测量T构端部到设计计位置的实际际弧线长，确确定点动次数数。用转体限限位装置以防防超转，在梁梁端可设置对对拉倒链进行行水平微调。。⑤平面定位后后，对转体T构进行水平校校正，使用上上盘下设置千千斤顶和转体体T构上的配重调调整纵横向标标高。标高调调整到位后及及时用钢锲块块塞死撑脚下下的空隙，千千斤顶回油后后，复测标高高，如不满足足要求则重复复以上循环，，直至标高满满足要求为止止。⑥精确就位后后，应立即焊焊死撑脚，连连接上下承台台间钢筋，进进行封盘混凝凝土浇筑施工工，以最短的的时间完成上上下承台永久久固结。35i)合拢段施工及及体系转换施工步骤为：：形成两个单单悬臂静定体体系→中跨合合拢段施工→→解除临时锁锁定和墩梁固固结→边跨合合拢→完成连连续梁体系转转换。2022/11/2736图15转体梁梁转体体前图16转体梁梁成型型后2022/11/27372022/11/274.2.9转体施施工过过程中中的关关键部部位以以及注注意事事项转体施施工过过程中中的关关键控控制部部位在在于下下转盘盘球铰铰、滑滑道、、上转转盘球球铰精精确安安装，，确保保其中中心、、标高高符合合设计计及规规范要要求。。施工过过程中中需要要注意意在安安装下下球铰铰时，，首先先清理理槽口口，吊吊装下下转盘盘球铰铰时必必须保保证槽槽口内内钢筋筋与球球铰锚锚固螺螺栓不不发生生冲突突，在在下球球铰定定位时时必须须采用用电子子水准准仪并并利用用固定定调整整架及及调整整螺栓栓将下下转盘盘球铰铰悬吊吊，精精确调调整中中心位位置和和高程程，调调整完完成后后将下下承台台架立立钢筋筋与下下球铰铰骨架架焊接接牢固固。滑道顾顾名思思义，，必须须保证证水平平，节节段拼拼装连连接完完成后后对拼拼缝进进行打打磨处处理，，要求求整个个滑道道面在在同一一水平平面上上，其其相对对高差差不大大于设设计要要求。。38在浇筑筑下承承台槽槽口混混凝土土时，，为解解决浇浇筑过过程中中下转转盘球球铰应应不受受扰动动、混混凝土土的收收缩不不至于于对转转盘产产生影影响。。主要要采取取以下下措施施：a)利用下下转盘盘球铰铰上设设置混混凝土土浇筑筑及排排气孔孔分块块单独独浇筑筑各肋肋板区区，混混凝土土的浇浇筑顺顺序由由中心心向四四周进进行。。b)搭设工工作平平台。。人员员在工工作平平台上上作业业，避避免操操作过过程对对其产产生扰扰动。。聚四氟氟乙烯烯滑动动片安安装前前，先先将下下球铰铰顶面面清理理干净净，球球铰表表面及及安装装聚四四氟乙乙烯滑滑动片片的孔孔内不不得有有任何何杂物物，并并将球球面吹吹干。。在撑脚脚与下下滑道道之间间支垫垫木板板作为为转体体结构构与滑滑道的的间隙隙。间间隙