大跨度大吨位型刚构转体控制技术

岩溶区大跨大吨位T型刚构桥转体法成桥关键技术文件五140鉴鉴定文件技术报告之四大跨度大吨位T型刚构转体控制技术中铁十一局集团有限公司中铁十一局集团第三工程有限公司二〇一四年八月5大跨度大吨位T型刚构转体控制技术京广铁路是国内铁路主干线之一，铁路运输繁忙，平均约5分钟就有一辆列车通过，且在桥梁转体区域存在大量接触网，其立柱横梁距离转体梁梁底的距离最小为80cm，梁悬臂较长后造成挠度比较大，因此梁体的线型控制极为关键。另外，如能避免在既有线上方施工则可最大限度的减小施工风险。因此，余家湾上行特大桥T型刚构转体桥采用自平衡平面转体施工，中间不设合拢段，一次转体到位，转体梁段直接落于边墩支座上，以避免上部结构施工对既有线行车安全的影响。5.1转动系统设计与安装5.1.1转动系统设计转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统组成。下转盘设置于下承台上；下承台顶面设置环形滑道、助推反力支座、牵引反力支座等设施。球铰布设在上下承台之间，上下球面板设置圆柱形滑块，上球面板顶面与托盘相连，托盘上设置转盘，采用钢管混凝土支撑（钢管直径900mm、壁厚16mm），对称预埋钢绞线作为牵引设施，在转盘上浇筑上承台、墩身、梁体。球铰由上、下球铰、球铰间四氟乙烯板、固定上下球铰的钢销、下球铰钢骨架组成。球体半径R8000mm，球面投影直径4000mm（图5.1.1-1）。5.1.2转体系统安装施工顺序先施工下转盘，下转盘构造分三次浇筑，(下转盘混凝土浇筑时，预留钢筋接头、定位钢筋以及一定空间，方便环道及球铰支架的定位)完成，浇筑下承台第一次混凝土→安装球铰定位底座→安装下球铰、环道→浇筑环道下、球铰下混凝土→浇筑反力支座。再施工安装上球铰及销轴，设置受力砂箱及撑脚安装（上转盘设有6组撑脚，每个撑脚为双圆柱形，下设20mm厚钢走板）。图5.1.1-1转动体系布布置图下球铰上镶嵌聚四氟乙烯滑动片，球铰间填充黄油聚四氟乙烯粉；定位销轴采用27cm的钢销。上转盘（上承台）分两次浇筑施工，第一次在上球铰安装完毕和钢撑脚完成后，绑扎上球铰钢筋网片及转盘钢筋，浇筑砼；第二次在转体完成后封铰，浇筑上转盘剩余部分混凝土（图5.1.2-1）。承台施工工艺流程如图5.1.2-2所示：1球铰安装转体球铰为焊接后机加工结构，下球面板上镶嵌有填充聚四氟乙烯复合夹层滑板，与上球面板组成摩擦面，并涂抹120:1的黄油四氟粉润滑。转体球铰的球面板采用Q345钢板，转体球铰的加强肋板采用Q235钢板，销轴采用45锻钢，支座骨架采用Q235角钢。球铰各零件的外形尺寸及公差使用钢直尺、卷尺测量，各零件的组焊严格按焊接工艺要求操作，焊缝光滑平整，无裂纹、咬边、气孔、夹渣等缺陷；上、下球铰的球面板拼焊时开坡口，球面板采用压制成型，成型后与放射筋及环形筋组焊；工作球面加工后要求表面光滑，其表面粗糙度不大于Ra63。加工后的球面各处的曲率半径相等，使用样板和塞尺检查，球面与样板的误差在0.85mm以内。上、下球铰球面的水平截面为圆形，椭圆度不大于1.5mm。球铰边缘各点高程相等，球铰边缘不得有挠曲变形。图5.1.2-1下承台混凝凝土三次浇筑筑示意图下球铰凹球面镶嵌的聚四氟乙烯滑片顶面在同一球面上，且其球心与下球铰凹球面的球心重合，同心圆内高程要求在0.5mm以内。使用样板和塞尺检查，滑片顶面与样板的误差在0.85mm以内。上、下球铰焊接的定位轴套管中心轴与转动轴重合，轴与轴套四周间隙为10mm（图5.1.2-3）。图5.1.2-2承承台施工工艺艺流程图图5.1.2-3球铰安装装图2下球铰定位钢骨架安装浇筑下承台第一层3m厚混凝土时，在混凝土顶面预埋钢板和定位角钢，预埋位置与钢骨架的四角一一对应，角钢沿钢骨架内外对称布置。安装定位钢骨架，下球铰骨架采用吊车吊入，而后人工调整安装精度在1mm以内。骨架调整完成后将下承台架立角钢与骨架预留钢筋焊接牢固，固定好球铰定位底座后，绑扎钢筋、立模浇筑下球铰骨架砼（同时绑扎滑道及下转盘两侧钢筋，安装预留槽模板，留出滑道钢板及球铰预留槽。）混凝土的浇筑过程中避免扰动下球铰骨架（图5.1.2-4，图5.1.2-5）。因梁体结构绕轴心转动，T构在球铰安装时考虑重心，按绕重心控制。图5.1.2-4骨骨架中心对位位图图5.1.2-5滑道骨架安安装图3下球铰安装及精调安装前对下转盘球铰表面椭圆度及结构进行检查；下球铰采用80T吊车吊装就位，就位后将其连接到骨架上，带上螺母，对其进行对中和调平。用全站仪采用坐标放样法，进行定位控制，对中要求下球铰中心，纵横向误差不大于1mm；水平调整先使用普通水准仪粗调，然后使用精密水准仪精平，具体做法是：在球铰圆周上取10个点进行观测对比，使其周围顶面各点相对误差不大于1mm，球铰调整校平由调节螺母实现。最后进行综合检查，确定在允许误差范围内，将调整螺栓固定（图5.1.2-6）。图5.1.2-6下球铰铰安装示意依靠固定调整螺杆上下转动调整标高，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㎜的精密水平仪及铟钢尺多点复测，合格后进行固定；竖向利用调整螺栓与横梁之间拧紧固定，横向利用承台上预埋型钢固定（图5.1.2-7）。图5.1.2-7下球铰定位位安装图为避免浇筑过程中下转盘球铰不受扰动、混凝土的收缩对转盘产生不良影响，采取一次性分层浇筑施工上下转盘混凝土，浇筑顺序为“自内向外、分层浇筑、一次成型”。考虑到球铰及环道下钢筋网片布置较密，混凝土塌落度控制在160±10mm范围，混凝土采用泵送入模。混凝土浇筑前打开下球铰预留的振捣孔盖板，混凝土从下球铰的一侧布料，通过球铰盘面向另一侧流动。等混凝土浇筑面与环道还有10cm时，振动棒通过球铰上预留的振捣孔捣鼓，同时振动棒沿球铰斜插捣鼓，确保下球铰下混凝土密实。环道下混凝土用两个振动棒对称环道斜插振捣，确保环道下混凝土密实。利用下转盘球铰上设置的混凝土排气孔分块单独浇筑各肋板区，混凝土的浇筑顺序由中心向四周进行。人员在搭设好的工作平台上作业，避免操作过程对其产生扰动。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。下球铰下混凝土浇筑完成后进行牵引墩浇筑。4球铰盘面清理及销轴安装和聚四氟乙烯滑块安装下球铰混凝土浇筑完成后，将转动中心轴φ270mm的钢棒放入下转盘预埋管中。然后进行下球铰聚四氟乙烯滑动片和上球铰安装。聚四氟乙烯滑动片安装前，先将下球铰顶面清理干净，球铰表面及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。安装滑片，在下球铰凹球面上按照顺序由内到外安装聚四氟乙烯滑板，用黄油四氟粉填满聚四氟乙烯滑板之间的间隙，使黄油面与四氟滑板面相平；四氟乙烯滑片安装时，按照事先编好的编号与下球铰上的编号对号入座，然后涂黄油四氟乙烯粉，（黄油四氟乙烯粉重量配比为，黄油：四氟乙烯粉=120:1），编号向下，白色部位朝上，相邻滑片间和滑片上面涂满黄油四氟乙烯粉。涂抹完黄油聚四氟乙烯粉后。聚四氟乙烯滑动片安装完成后，保证其顶面在同一球面上，误差不大于1mm。检查合格后再球面上各聚四氟乙烯滑动片见涂抹黄油聚四氟乙烯粉，使黄油与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（图5.1.2-8，图5.1.2-9）。图5.1.2-8清理球面面及安装滑片片图5.1.2-9涂抹黄油聚聚四氟乙烯粉粉及销轴安装装5安装上球铰及试转中心销轴放到套管中（预先放入黄油四氟粉），调整垂直度与间隙。将上球铰吊装到位，套进中心销轴内。微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙垂直。中心钢销轴定位后，吊装上球铰，吊装上球铰前，将锅形上球铰底面用抹布擦洗干净，均匀涂抹少量黄油，然后进行吊装。上球铰精确就位并将上球铰用角钢与承台焊接相连，防止长时间放置，而影响精度。上下球铰吻合面四周用胶带缠绕密封，严禁泥沙或杂物进入球铰摩擦部位。球铰安装完毕对周边进行防护，上下球铰之间缠绕包裹严密，确保杂质不进入到摩擦面内（图5.1.2-10）。图5.1.2-100上球铰铰安装图采用人工加力杆的方式对上转盘进行试转，靠上转盘的自重将其与滑块顶面充分密粘，试转完成后，人工去除被挤出的润滑油脂，并用宽胶带将上下球铰边缘的缝隙密封，防止杂物进入球（图5.1.2-10）。图5.1.2-100上转盘盘试转图6滑道及撑脚制作与安装滑道钢板厚度20mm、宽度1150mm。加工时按4等分加工，现场安装拼装成整体。撑脚采用φ900×16mm型Q235A材质，地下走板采用20mm厚钢板加工。环形滑道设置在在钢撑脚的下方，利用调整螺栓调整固定。为保持转体结构平稳，撑脚转体时在滑道内顺畅滑动，要求环道、球铰支架定位牢固，角钢顶面平整、水平，相对高差小于5mm，环道钢板由螺母调整调平，顶面高程误差控制在±0.5mm。环道钢材表面加工平整，加工完毕后，做好防腐、防锈工作，特别在安装到位后做好防尘、防腐、防锈措施。滑道顶面设置排气孔，在混凝土浇筑过程中对不密实的位置采用注浆填充的方法保证其密实。上转盘共设直径900mm的6组撑脚，高为1.42m的钢筒，壁厚16mm，钢管内灌注C55微膨胀混凝土，对称分布于纵轴线的两侧。在撑脚的下方（即下盘顶面）设有1.15m宽的滑道，滑道面放置5mm厚聚四氟乙烯板。安装撑脚时确保撑脚与下滑道的间隙为20mm，撑脚内灌注C55微膨胀混凝土。在下转盘混凝土浇筑完成上球铰安装就位时即安装撑脚（图5.1.2-11）。图5.1.2-111撑脚安安装示意图为确保上部结构施工时转盘、球铰结构不发生移动，用薄砂箱配合钢楔将撑脚与环道之间临时固定。7上转盘支撑及临时加固措施为保证上部梁体的稳定，施工时在上、下承台之间设置6组砂箱承受上部荷载，砂箱内用干燥细砂填充。砂箱上部支撑选用钢管，钢管内填充微膨胀性混凝土，砂箱根部设置卸砂孔。砂箱在转体前拆除，使上部荷载集中于球铰之上，形成转动体系。砂箱选用Φ500mmδ15mm与Φ460mmδ15mm钢管组合而成，砂箱内用砂选用干燥细砂。砂箱上部钢管内填充微膨胀性混凝土，采用M24mm螺栓封闭，脱架时拧去螺栓，让砂流出即可，或者用高压水枪冲击(砂箱内填充的为干燥细砂，安装砂箱前将砂箱做静态预压，以消除因砂在砂箱内不密实受压产生的变形)。砂箱均匀布置在撑脚之间，设6组，每组四个（图5.1.2-12，图5.1.2-13）。图5.1.2-122砂箱示意意图图5.1.2-133砂箱布布置示意图为更有效确保转体前转盘、球铰结构不发生移动，用薄砂箱配合钢楔将钢管砼撑脚与环道之间塞死，其次砂箱受力也作为临时固结措施之一，保证上下转盘纵向、横向临时锁定，确保上转盘及T构在施工过程中不发生滑移。8上转盘施工上转盘为直径为13m的圆盘，内镶上球铰、撑脚、牵引索锚具，外面缠绕牵引索钢绞线。本转体系统牵引索采用强度级别1860MPa的12-φj15.2钢绞线两束，锚具采用P型锚具OVM15-15P两套（图）。浇筑上转盘前按照施工放样位置，将牵引索分散预埋，牵引索锚固端埋入转盘4m以上，同一对索的锚固端对称于圆心，每根索的预埋高度和牵引方向一致，每对索的出口点对称于转盘中心，并圆顺地缠绕在转盘上，在施工时特别注意牵引索的牵引方向，埋入上转盘深度不小于4m。图5.1.2-144上转盘盘示意图5.2梁段转体与控制5.2.1转体方案转体结构脱架后，对转体进行称重试验，按照试验结果进行合理配重。人工将牵引索按照顺序均匀排列并临时固定在牵引墩边，对牵引钢索进行预紧；安装全自动连续顶推千斤顶、液压泵站及主控台组成整套转动动力系统后进行试转，实际测定动、静摩阻系数及转体过程中惯性影响系数。确认无误后开始转体，转体就位前，利用转体系统的点动功能缓慢就位，准确调整轴线位置后对撑脚与环道临时固结，确保结构稳定。考虑到两侧顶梁受力不一致，在顶梁结束后两侧千斤顶继续受力，球铰放开固结，待应力均匀后再次固结。5.2.2转体前的复核与计算转动体系主要包括：滑道、钢管撑脚、球铰、托盘、转盘、牵引索、助推反力支座、墩身、T构梁体。1转体结构牵引力理论及对比考虑动摩擦力矩全部由两束牵引钢绞线索承受，则钢绞线索牵引力T1为T1=1020kN，实际转体过程中为1200kN启动力计算T1=1700kN，实际转体过程中为1800KN。2牵引支座设置与计算图5.3.2-1牵引引反力支座正正面图牵引支座尺寸：高1.45m×宽0.95m×厚1.1m。张拉受力面设两根I43a工字钢，混凝土保护层厚度为35mm，布置方式如图所示:F=1700KN则MA=1020×0.15=153MB=2040×1.2=2448KN·Mfc=14.3MPa，fy=300MPa而=2448KN·Mx=0.42m补充说明各字母的含义配筋大于最小配筋率0.2及45fc/fy。验证A点配筋同样符合要求。主筋配筋布置位置：紧靠43工字钢后，按两层布置，每层13排2@φ22mm束筋，3惯性制动距离计算与对比转动单元达到设计位置之前，连续千斤顶停止牵引，转动单元在惯性力作用下继续转动，此时动摩擦力将阻止整个转动单元继续转动并迫使其停止转动。转动单元的转动速度由位于牵引力支座上的连续千斤顶对钢绞线的牵引速度确定，跨径为115m的连续箱梁的单个T构梁端头转动线速度V2=ωr2=0.02×115=2.3m/min（依据《高速铁路桥涵工程施工技术指南铁建设（2010）241号》角速度ω不大于0.02rad/min）为保证转动单元的安全，连续千斤顶以0.12m/min的速度牵引钢绞线，带动转盘转动，那么，梁端以2.3m/min速度转动时，其动能W1=MV22/2=145000×0.022/2=29在摩擦力矩作用下，设止动所要的转角为α，提供的摩擦力矩为W1=αM1，则α=W1/M1=29/11600=0.0025rad此时梁端中心线与梁体就位中线的差距L=αr2=115×0.0025=0.29m（式中W1为梁体的转动动能；M为转动体的质量；α为止动角度）。在止动阶段，当梁顶端部的结构横断面中心线与设计桥位纵断面轴线相差0.29m时停止牵引，利用惯性就位。然后在控制测量指挥下，利用千斤顶逐步将转动单元顶推到设计线位置。理论计算是在拉力匀速没有任何变化的情况下，实际情况很难达到，在转体中采用点动控制，在试转体阶段试验得到按动电控拉力表在拉力为1200KN时的梁段惯性距离（表5.3.2-1）。表5.3.2-1梁段惯性距离序号梁段移动距离（mm）惯性距离（m）1s点动00.22s点动00.53s点动00.55s点动0.50.510s点动0.2115s点动0.81.020s点动1.71.9从表5.3.2-1可知，受现场风力、砼施工误差等各种条件影响，与理论计算存在一定差距，但差别较小。5.2.3不平衡承重试验在转体过程中梁体会对转体球铰产生横向不平衡力矩。转体前对结构进行转体梁横向不平衡力矩测试、转体梁纵向不平衡力矩测试、摩阻系数测试、转体姿态分析、转体梁平衡配重。并采用压重来平衡或消除施工误差以及其它因素引起的不平衡力矩。压重纵向布置在主墩附近，横向布置在腹板上方；（在滑道外侧、T构纵横轴线方向设置4台4000KN的备用千斤顶，在转体时调整运行状态，防止转动单元失衡，并且根据称重试验在1号梁段附近梁段配重，以便在转体时根据转动单元进行配重）。另外，应采取相应限位措施：借助反力孔对转体进行限位，下承台预留辐射状φ10cm反力孔，辐射线两个孔位插入钢棒架设型梁后形成一组限位梁，限位梁与撑脚接触建立限位体系。余家湾上行特大桥2×115m转体T构转体部分施工完成后，于2012年12月26日对转体部分的不平衡力矩、转动球铰力矩进行了测试，现将试验方法及测试结果如下：1工况分析工况1-转动球铰摩阻力矩较小当转动球铰摩阻力矩较小时，落架后的转体部分在自身的不平衡力矩作用下发生纵桥向转动（图5.3.3-1以纵桥向顶升和落顶为例且假定重心偏向东侧，横桥向顶升同理）。此时进行顶升和落顶试验。图5.3.3-1摩摩阻力矩小于于不平衡力矩矩时的测试方方法及测点布布置工况2-转动球铰摩阻力矩很大当转动球铰摩阻力矩较大时，意味着落架后转体部分在自身的不平衡力矩作用下未能发生转动，此时需要靠安装在下转盘两侧的千斤顶施加顶力方能使转体部分转动（图5.3.3-2以纵桥向顶升为例且假定重心偏向东侧，横桥向顶升同理）。图5.3.3-2摩摩阻力矩小于于不平衡力矩矩时的测试方方法及测点布布置根据本桥施工过程中的测试结果（如撑脚的间隙压密量、主墩的应力状态等）分析，转体部分转体施工前，球铰的摩阻力矩大于不平衡力矩，因此采用工况2的测试方法。2纵桥向不平衡力矩及摩阻力矩测试结果纵桥向不平衡力矩测试中位移测点为A、B、C、D，千斤顶及荷载传感器布置点为1#、2#、3#、4#，（图5.3.3-3）。图5.3.3-3千千斤顶加载点点及竖向位移移测点布置平平面图根据测试结果可知：大里程侧顶梁时使梁体发生转动的顶力为Pcr1=2760kN；小里程侧顶梁时使梁体发生转动时的顶力为Pcr2=3670kN，荷载－位移曲线如图5.3.3-4所示。图5.3.3-4纵纵桥向转动顶顶升荷载-位移曲线纵桥向不平衡力矩及球铰摩阻力矩：纵桥向1QUOTE纵桥向球铰摩擦系数及偏心矩：采用公式编辑器重新编辑上述公式转动体部分重心沿桥梁纵向偏向小里程一侧18mm。3横桥向不平衡力矩及摩阻力矩测试结果横桥向不平衡力矩测试中位移测点为A、B、C、D，千斤顶及荷载传感器布置点为5#、6#、7#、8#，见图3。根据测试结果可知：外侧顶梁时使梁体发生转动的顶力为Pcr3=3630kN；内侧顶梁时使梁体发生转动时的顶力为Pcr4=3960kN，荷载－位移曲线见图5.3.3-5。图5.3.3-5横横桥向转动顶顶升荷载-位移曲线横桥向不平衡力矩及球铰摩阻力矩横桥向球铰摩擦系数及偏心矩转动体部分重心沿桥梁横向偏向内侧7mm。4结论1）转动体部分纵桥向不平衡弯矩和摩阻力矩分别为2598.1kN·m、18357.7kN·m，相对于球铰几何中心，实测转动体重心沿纵桥向偏向小里程侧18.0mm，球铰纵桥向摩擦系数为0.0158。2）转动体部分横桥向不平衡弯矩和摩阻力矩分别为993.6kN·m、21895.2kN·m，相对于球铰几何中心，实测转动体重心沿横桥向偏向内侧7.0mm，球铰横桥向摩擦系数为0.0189。3）综合纵、横桥向转动测试结果，球铰摩擦系数为μ=0.0174。4）施工误差较小，球铰安装基本位于重心位置，转体前转动体部分的偏心距较小，球铰摩阻力矩大于不平衡力矩，即转动体平转状态下无需配重。5.2.4脱架及转动体系的形成当上部构造砼浇筑完毕，强度和龄期满足要求，且纵向预应力已经张拉完成后，即具备了转动体系脱架的条件。要求脱架完成后，转动体系的重量全部支承在下球铰上安装的四氟乙烯片上，整个转动体系的标高下降数量理论上是四氟乙烯片承受的压力产生的弹性压缩值，它取决于正压力和四氟乙烯片材料的弹模。脱架完成后，转动体系的重量不应该支承在撑脚和环道上。所以在安装撑脚时撑脚与环道之间留置3.0cm空隙。如果脱架后，撑脚底钢板与环道钢板间隙偏大，在撑脚下临时挂一块适当厚度的钢板随同转体，增加防倾斜的保险度。脱架步骤为：清除上下承台间杂物→拆除撑脚下钢楔块→拧开砂箱卸砂孔螺栓→使砂箱内砂自然流出或用高压水枪冲击→移走砂箱→转动体系形成。为了判断转动体系脱架前后实际的重心偏离情况，在浇筑上承台时在其四周设置永久观测标志，并在施工全过程观测记录（精度0.5mm）它们的变化。如果脱架后，上盘四周标高是均匀下沉，则初步判断重心状态与设计要求基本吻合。支架拆除严格按照支架拆除方案对称拆除，避免梁体在拆除过程中出现应力集中现象。支架拆除前在上转盘四角设置百分表，拆除中根据百分表的读数控制支架的拆除。5.2.5试转在箱梁翼板外缘设置安全防护网；认真清理箱梁内外的杂物，用高密度钢丝网封住箱梁两端，禁止非施工人员进入施工区域。拆除上、下转盘间支撑沙箱；解除多余约束全面检查转体结构各关键受力部位是否有裂缝及异常情况。通过监测标出T构的重心，若出现重心偏移，采用配重，以满足平衡转动条件。处理完毕后转体结构静置监测，监测时间大于2小时。在下承台顶布置转体牵引系统的设备、工具、锚具、连接好控制台、泵站、千斤顶间的信号线，连接控制台、泵站电源，接好泵站与千斤顶间的油路并将设备调试完毕。人工理顺钢绞线，将钢绞线牵引索顺着牵引方向绕过转盘后穿入2500kN连续千斤顶，先用1-5KN逐根对钢绞线预紧，保证每根钢绞线受力均匀；再在2MPa油压下对该束钢绞线整体预紧，使同一束牵引索各根钢绞线持力基本一致，预紧应采取对称方式进行。打开主控台及泵站电源，启动泵站，用主控台控制两台千斤顶同时施力转体。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，以克服超静摩阻力来启动桥梁转动，若还不能启动，则停止试转，另行研究处理。转体时，记录时间和速度，根据实测结果与计算结果比对进行调整转速，即做好两项重要数据的测试工作。检查转体结构是否平衡稳定，有无故障，关键受力部位是否发生变形开裂等异常情况。如有异常情况发生，则停止试转，查明原因并采取相应措施整改处理后继续试转。（1）测试内容与结果：启动牵引力；单位时间转动箱体的角度及悬臂端所转动的水平弧线距离；点动操作时受惯性影响大小（每点动一次悬臂端所转动水平弧线距离）。（2）考虑动摩擦力矩全部由两束牵引钢绞线索承受，则钢绞线索牵引力T1为T1=1020kN；启动力计算T1=1700kN。实际转体过程中试转体初始启动力为1800KN，启动后启动力迅速下降到980KN，再次重新启动力为1200KN。初始启动力略大于理论计算，其它均小于设计值。5.2.6正式转体再次检查撑脚与滑道的间隙，防止撑脚在转动过程中与环道贴死，增大转动过程中的牵引力和不稳定，必须采用千斤顶进行顶塞滑板，最少铺设一层。检查转体半径范围梁体下方的安全高度，最小安全高度必须大于转动过程中梁体竖向向下位移的最大值。启动牵引力控制：根据试转确定的启动牵引力T0，分级加载到位，具体如下：油压加载到2MPa，依次加载0.5MPa至T0。转速控制：转体启动后，将动力系统调整到预计的牵引力使其在“自动”状态下运行，转动速度控制在0.01～0.15rad/min之间，保证平稳转动。核对实际转动速度和预计速度的差值，确定“自动”状态下运行时间。牵引系统操作控制：在梁端位移剩余2m左右是时，改“自动连续牵引”为“手动连续牵引”，在梁端位移剩余50cm左右时，改“手动连续牵引”为“手动点动牵引”。梁端监控：转体就位采用2台全站仪观测中线，时刻注意观察桥面转体情况，在距终点2m以内，桥面监控人员每转过10cm汇报一次；在50cm内，采用“点动”方式就位，每2cm报一次。两侧梁段设置刚性垂球，辅墩上设置对中线。转动初就位控制：在梁端距离目标位置（设计位置）10cm左右，停止点动牵引操作，完成正式转体。精确就位需通过精调来实现。应急预案：当转动体系快到预定位置时，迅速将2台2500KN螺旋千斤顶、型钢、钢板对称地安放到助推反力孔上作为限位装置，防止转体到位后继续前行。限位装置作为转动单元微调装置（借助反力孔对转体进行限位，具体方法为在反力孔内插入钢棒，架设限位梁，限位梁与撑脚接触位置小于设计角度1°，保证有一定的调节余地，限位梁对称布置）。通过观察上承台轴线上悬挂的锤球与下承台轴线的差值以及测量人员测量的数据，调整助推千斤顶的顶推速度，采用经纬仪校正箱梁端头中线指挥转动单元就位，中线偏差不大于15mm。转动单元就位后，利用备用的型钢、螺旋千斤顶、钢楔子将转盘固定，防止风或其他因素引起转动体发生位移。牵引设备：牵引动力系统由2台250t连续型牵引千斤顶（图5.3.6牵引设备）、两台液压泵站及一台主控台通过高压油管和电缆连接组成，两台连续千斤顶分别水平、平行、对称地布置于转盘两侧，千斤顶的中心线与上转盘外圆相切，中心线高度与上转盘预埋钢绞线的中心线水平。千斤顶放置于配套的反力座上，反力座预埋钢筋和型钢深入承台内，反力座在下转盘承台混凝土浇筑完成后立模浇筑，牵引反力座槽口位置及高度精确放样，准确定位，并能承受大于300t的反力作用；每套连续顶推千斤顶公称牵引力(前后顶)2500KN，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶（前、后顶）前端均配有夹持装置。图5.3.6牵引引设备5.2.7转体精调转体施工前，对转体上的轴线控制点进行测量放样，转体到位剩余50cm时，用两台全站仪进行轴线位置贯通观测。本桥特点是悬臂较大，辅墩需要顶梁，称重完毕后的千斤顶暂时不拆除。正式转体完毕后梁段剩余50cm达到位置，此时根据上转盘倾斜程度及轴线偏差，精确计算牵引多少达到设计位置，具体步骤如下：（1）辅墩顶梁为主，上转盘顶举为辅完成竖向精调在下承台顶面与纵横桥向较低位置分别安放2台4000KN千斤顶，对桥体的纵横向高程进行调整。顶举系统由下至上依次为δ=20mm钢板、千斤顶、锚板垫板、δ=20mm钢板、2层δ=5mm钢板聚四氟乙烯板夹黄油。两块重叠的聚四氟乙烯板可以减小顶举千斤顶转盘的滑动摩擦力，达到在顶举的工况下实现水平移动。根据计算位置先进行水平精调，再进行竖向精调，反复调整直至达到要求。（2）水平牵引系统完成水平精调牵引系统主要由正式转体的全自动连续千斤顶操作完成。在系统工作前，牵引系统须将牵引束钢绞线卸载、松弛、以防在顶举过程中上转盘出现不可预见的转动，影响精确调整，发生过转事故。在墩顶垂直度或梁端标高顶举调整好后，牵引系统根据指令预紧牵引束，严格按指令作1秒、0.5秒或0.2秒的点动操作，以便精确调整梁端轴线。牵引系统等梁端轴线精确调整到位后，按指令将牵引束钢绞线卸载、松弛。如发现上转盘有回转现象，则按指令将牵引束钢绞线预紧。5.3转体监控5.3.1监控内容（1）转体前的平衡监测根据1号梁段附近梁段配重的变化，监测结构高程变化，确保结构平衡，本桥根据称重结果施工比较准确，不予配重。（2）脱架及形成转动体系的监测脱架及形成转动体系过程中，监测上承台四周永久观测点，掌握桥梁重心状态；监测结构的受力和变形状态，为转体的安全顺利进行提供依据。（3）转体过程监测监测结构在转体过程中高程的变化，确保转体顺利进行。（4）转动单元的精调监测整个精调过程中，利用电子水准仪对纵横桥向高程进行准确测量；利用全站仪对桥梁轴线进行跟踪监测。确保转体后桥体符合设计要求。（5）支座浇筑完成支座浇筑完成后，测量全桥的线形和受力状态，为桥梁验收提供资料。为了防止温度的影响，最佳的观测时间宜安排在早晨太阳出来之前进行。每个施工阶段的变形测试时间需根据施工阶段的进度来定，分别测量立模后、浇筑完混凝土后、预应力钢束张拉之后施工梁段的标高，而且在合拢之前、合拢之后、二恒施加之后对整个桥梁的梁顶标高进行一次复测。整个施工过程中主要观测的内容概括有：测量混凝土浇筑前的高程；测量混凝土浇筑后的高程；测量预应力钢束张拉前的高程；测量预应力束张拉后的高程；测量合拢段两端合拢前后的高程。5.3.2监控流程支架现浇施工的过程中，最主要的是在支架立模前将立模标高确定好，通过支架的预压获得支架弹性变形以及支架承台的沉降值，并消除支架的非弹性变形，将支架弹性变形值、支架承台沉降值、梁体预拱度与梁体设计标高相加得到立模标高值。每一梁段的施工包含的施工顺序为：首先根据预先分析计算的支架变形值确定支架的标高，定位后再测量支架的标高测量结果；支架预压并重新根据消除了非弹性变形的支架标高值通过理论计算分析得到新的立模标高，按此标高立模；在立模、绑扎钢筋后，又将该梁段高程测量一遍并记录，并重新测量支架标高值；将标高数据分析处理，若需要调整应给出分析计算后的新标高值；浇筑完该梁段混凝土后，并在第二天将已浇筑梁段的标高测量出来，建立测点与标高的关系；在张拉完预应力钢束后，测量所有已施工梁段上的高程测点；分析测量结果，预报下一梁段标高。整个施工过程中，计算分析与支架预压的过程尤为重要，因为立模浇筑后标高无法进行较大调整，必须严格控制标高值，理论值与实际值的对比及反馈需要严格反复控制。5.3.3误差控制由于桥梁的跨度、结构特性、施工精度等原因，致使桥梁结构在施工过程中，不可避免的会出现一定的误差值。但是过大的误差将导致桥梁的线形偏差从而影响支架现浇施工桥梁的合拢及整个成桥线形，根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）中规定，成桥线形与设计线形误差在+1.5cm和-0.5cm之间，合拢误差在1.5cm以内。根据规范及现有的大跨度T型刚构桥误差限值施工控制标准，余家湾特大桥主桥的控制精度标准为：（1）支架定位标高与预报标高之差控制在以内；（2）成桥后顶面高程差控制在以内；（3）合拢相对设计高程差控制在以内；5.3.4测点布置挠度观测资料是控制成桥线形最主要的依据，余家湾特大桥主桥线形监测断面设的位置通过表7.1里程位置给出。为了控制墩顶的设计标高，根据T型刚构桥以往的施工监控经验，在每个0#块的顶板各布置6个高程观测点，同时将其定为稳定点，作为后续各现浇梁段及立模高程观测基准点。支架现浇每个监测断面上布置两个对称的高程观测点，测点横向布置在箱梁腹板中心线处，不仅可以测量箱梁的挠度，同时通过横向布置的两个高程测点可以知道箱梁是否发生了扭转变形。标高测点用光圆钢筋，钢筋头露出箱梁顶3～5cm，将其测头磨平并用油漆作为标记（图5.4.4-1）。图5.4.4-1高高程测点布置置图5.3.5结果分析二期恒载施工后，高程实测数据与理论值数据列如表5.4.5-1所示。表5.4.5-1理论高程与实测高程梁节段里程(m)距离(m)理论高程（m)实测高程（m）误差(cm）1026.355535.81107736635.8152000000.41第五梁段1.61027.955535.83100085635.8342000000.323.51031.455535.87584497835.8783000000.251.21032.655535.89178886335.8951000000.333.11035.755535.93203334835.9346000000.263.11038.855535.97235580035.9741000000.173.31042.155535.99898850236.0019000000.2931045.155536.00388861636.0079000000.4031048.155535.99152246335.9948000000.3331051.155535.96461198335.9668000000.2231054.155535.92323368435.9248000000.1631057.155535.86848808035.8699000000.1431060.155535.79898831835.8019000000.29第四梁段31063.155535.71668846435.7189000000.2231066.155535.62156679935.6249000000.3331069.155535.51368875235.5167000000.3031072.155535.39358820235.3961000000.2531075.155535.26138804335.2659000000.4531078.155535.11663341035.1179000000.1331081.155534.96198836034.9651000000.3131084.155534.79488824134.7979000000.30第三梁段31087.155534.61690039334.6191000000.2231090.155534.42721145334.4291000000.1931093.155534.22696647134.2281000000.1131096.155534.01424453434.0174000000.3231099.155533.79211170333.7962000000.4131102.155533.55761179933.5599000000.2331105.155533.31206653933.3148000000.2731108.155533.05520060433.0591000000.39第二梁段31111.155532.78837716132.7910000000.2631114.155532.50901173332.5135000000.4531117.155532.22028866432.2251000000.4831120.155531.91980020731.9225000000.273.51123.655531.55746699531.5591000000.162.51126.155531.28993320731.2918000000.1931129.155530.95658899530.9584000000.18第一梁段1.71130.855530.76382289830.7681000000.4331133.855530.41818871130.4218000000.363.51137.355529.89861106029.9014000000.280.81138.155529.64861129229.6499000000.131.81139.955529.66157717329.6659000000.430.81140.755529.66742221629.6694000000.201.41142.155529.67657790529.6781000000.151.41143.555529.68711187629.6910000000.390.81144.355529.69252235329.6971000000.461.81146.155529.70488889229.7081000000.320.81146.955529.96614418029.9697000000.363.51150.455530.53495598130.5387000000.3731153.455530.92280086830.9275000000.471.71155.1555311429000000.34第二梁段31158.155531.51503360731.5179000000.292.51160.655531.81774464531.8208000000.313.51164.155532.22932200732.2315000000.2231167.155532.57201116432.5753000000.3331170.155532.90330017832.9081000000.4831173.155533.22610095733.2284000000.2331176.155533.537299