预应力混凝土转体桥综合施工技术

预应力混凝土转体桥综合施工技术中建八局第二建设有限公司

2021年7月Contents目录

立项背景和总体思路第一部分关键技术和创新成果第二部分第四部分创新实干奋斗担当知识产权和第三方评价

经济社会效益及对企业技术进步的影响第五部分指标先进性和实施效果第三部分立项背景和总体思路第一部分第一部分立项背景和总体思路

社会背景

目前，转体施工在我国工程建设中具有广阔的应用前景，但针对大跨宽幅超重桥梁对新型转体装置关键技术、转体施工工艺、转体施工安全动态监控等方面的综合施工技术研究较少，不利于转体桥施工的推广应用。1.1立项背景

在项目管理中，其核心在于增强自主创新能力，积极主动地创新运用新技术、新工艺，通过系统的思维模式，规范的操作方式实施科学管理，加强管理创新和技术创新，提高从业人员素质，从而促进企业规范化、科学化、精细化，不断提升企业的综合竞争力，进而树立良好的社会形象，同时也派生更大的社会效益、环境效益，最终形成企业的综合效益，促进整个建筑业的良性发展，形成合力助推国家“十四五”规划落地。上跨京九铁路转体桥通车鸟瞰图第一部分立项背景和总体思路

工程简介

本综合施工技术的依托项目为上跨京九铁路立交桥，隶属于董家口至梁山公路宁阳至梁山段，起自泰安市宁阳县境内京台高速，经泰安市宁阳县、东平县及济宁市汶上县，在梁山县境内到达终点，接河南台辉高速公路，是山东省“九纵五横一环七连”高速公路网中“横四”线的一部分。

上跨京九铁路立交桥设计为2×75mT型刚构预应力混凝土箱梁结构，桥面宽度32.7m，采用支架现浇+转体法施工，转体长度为（70+70）m，转体角度78.6o，转体总重2.2万吨。

该董梁公路宁梁段工程由山东高速集团有限公司与中国建筑第八工程局有限公司共同投资建设运营，中国建筑第八工程局有限公司施工一合同段，施工总里程88km，工程造价44.4亿。1.1立项背景上跨京九铁路转体桥顺利转体第一部分立项背景和总体思路1.2开发思路和技术路线1积极研发应用施工新工艺、新技术、新设备2联合优质理论资源，提升解决问题的技术能力3技术总结贯穿于施工全过程，通过理论分析、模型数值仿真、现场试验研究，总结科研成果、发表专利、工法、论文等，推广施工技术成果开发思路基于新型转体装置为核心模块的转体系统研究，主要方向为转体支座优化、安装及控制技术技术路线基于新型转体装置的转体姿态控制研究，主要方向为智能动态自纠偏施工技术研究转体桥大体积混凝土结构水化热分析及智能温控系统研究转体施工安全动态监测与控制技术研究第一部分立项背景和总体思路1.2开发思路和技术路线关键技术和创新成果第二部分工程技术难点转体系统承受荷载大，牵引系统启动瞬间力值大，传统牵引索锚固方式施工难度大，不利于受力传递，影响牵引力稳定输出。转体桥大体积混凝土结构温控同步控制效果，将影响转体系统的耐久性和整体性，是转体桥施工的难点。转体自重大，转体系统装配误差，均易引起转体过程产生不平衡力矩，传统转体系统不能调整姿态，撑脚与接触滑道存在卡塞风险，转体天窗时间短，转体风险高。转体过程控制是整个转体桥的关键工作，转体牵引拽拉、转体速度、转体姿态及防过等技术，均为转体施工技术的制约点和安全动态监控的难点。第二部分关键技术和创新成果2.1工程技术难点2.2五项关键技术科技馆关键技术组成01020304转体结构设计及优化研究转体姿态自动纠偏技术基于智能温控系统的大体积混凝土施工技术050405转体施工安全动态监测及控制技术转体支座装配及转体控制技术第二部分关键技术和创新成果2.3.1创新成果一：转体结构设计及优化研究1、技术难点转体支座增设牵引耳板示意图

传统牵引系统设计中，牵引锚固长度与转体重量成正比，过大的锚固长度施工不便，对转体系统内部应力分配存在一定影响，影响结构整体性。2、创新点-牵引系统耳板锚固优化研制自带牵引锚固耳板的转体支座，优化转体系统牵引设计，提升转盘系统的整体性、安全性。增设牵引耳板转体系统结构应力云图第二部分关键技术和创新成果2.3.2创新成果二：转体姿态自动纠偏技术1、技术难点传统撑脚与新式撑脚改进示意图

随着结构自重的加大，极易引起转体环节产生不平衡力矩，传统转体系统无法实现对桥梁转体姿态的自动调整，转体过程倾覆风险高，影响转体平稳实施。2、创新点-自纠偏滚轮式撑脚

研发自纠偏滚轮式撑脚，并作为转体姿态自动纠偏系统的核心结构，改进了转体施工工艺，可以化解倾覆风险，实现转体姿态自调整，提升转体系统的安全储备。新式撑脚结构应力云图第二部分关键技术和创新成果2.3.3创新成果三：转体支座装配及转体控制技术1、技术难点支座专用托架及安装定位托撑示意作为转体系统的核心装置，转体支座体积大，自重大，其装配精度和施工质量将直接影响后续转体施工。转体过程中确保牵引力与转体速度匹配，有效掌控转体姿态及转体防过等技术，是转体施工的关键，更是转体施工的难点。2、创新点-转体支座快速装配化及转体过程智能控制

研制支座专用托架可有效防止支座安装前受损，制作一种定位托撑装置，保证安装的效率和精度，确保后续转体施工顺利完成。

研发智能牵引系统，建立智能纠偏系统，研制一种转体限位装置，解决牵引系统工作参数、转体速度、高程监控、转体姿态调整、就位及防过、合龙前调整等问题，确保转体过程可控。转体姿态智能自纠偏系统示意第二部分关键技术和创新成果2.3.4创新成果四：基于智能温控系统的大体积混凝土施工技术1、技术难点大体积混凝土智能温控系统

采用传统的水冷方式对大体积混凝土进行降温，无法精准调控混凝土内表温差，往往导致结构产生大量温缩裂缝。2、创新点-智能温控同步系统

研发大体积混凝土智能温控系统，基于实体在线数据中心进行处理分析，发出温度超差预警，通过智能控制开关调节冷凝系统，分阶段对混凝土温度进行智能化控制，实现温控施工科学化、同步化。第二部分关键技术和创新成果2.3.5创新成果五：转体施工安全动态监测及控制技术1、技术难点转体姿态智能自纠偏系统示意图转体过程中因梁体自重产生的不平衡力矩会引起转体倾覆风险，转体过程中有效掌控转体姿态及转体防过等技术是转体施工的关键，更是转体施工的难点。2、创新点-智能牵引及纠偏系统智能张拉牵引系统，实现了转体过程平稳、匀速进行。基于激光位移监测与自纠偏滚轮式撑脚构建智能自纠偏系统，实现对转体姿态的过程监控及转体后梁体线形二次调整目标，有效保证了转体过程安全可控。支座极端位移情况下梁端位移阈值监控示意第二部分关键技术和创新成果指标先进性和实施效果第三部分第三部分指标先进性和实施效果133.1指标先进性支座安装5h，纵、横向误差1mm新式转体系统精准装配混凝土内表温差小于25℃大体积混凝土温差控制平面位置相对高程符合设计要求转体合龙位置高程合规角速度ω小于0.02rad/min转体拽拉平缓速度平稳

本综合施工技术基于新式转体系统的构成，针对核心装置转体支座提出优化牵引设计，改进转体工艺，提升新式转体系统的安全性，并进一步深化转体支座运输安装技术，实现转体装置的快速装配。在此基础上，研发新式撑脚、限位装置等，提出转体过程中牵引拽拉、转体速度、转体姿态及转体防过等施工技术控制措施，保证转体施工安全可控。第三部分指标先进性和实施效果13工程安全方面本桥先后完成深基坑施工、大体积承台浇筑、高墩浇筑、大型现浇组合支架设计安拆、梁体分段现浇、张拉、要点转体、合龙等关键工序，投入劳务工人580余人次。无一起安全事故发生，实现0伤亡率目标。工程质量方面本桥转体后平面位置、线形及桥面相对高程等参数均满足设计要求，实体质量合格。2020年10月27日正式通过交工验收，综合评定分数99.57，为山东省高速公路历年来交工验收最高分。工程进度方面本桥2019年10月11日开工，2020年9月17日实施转体，2020年10月5日合龙段完成。虽历经新冠疫情影响，但项目以技术创新、科学管理赢得进度，发挥“令行禁止、使命必达”的铁军精神，顺利转体，为董梁公路宁梁段工程提前1个月通车做出重要贡献，受到建设单位的高度肯定。3.2实施效果知识产权和第三方评价第四部分第四部分知识产权和第三方评价序号专利类型专利名称申请号1发明《一种基于自调节撑脚的桥梁转体系统及方法》202010732544.22实用新型《一种转体桥转体施工限位装置》201820876835.73实用新型《一种自带牵引锚固耳板的新型转体支座》202021547314.04实用新型《一种大体积混凝土智能温控系统》202021547320.64.1专利序号专利类型专利名称登记号1软件著作权《大体积混凝土智能化温控系统V1.0》2020SR0993335第四部分知识产权和第三方评价4.2软件著作权第四部分知识产权和第三方评价2021年4月17日，山东省建筑业协会组织专家对中建八局第二建设有限公司、山东交通学院完成的“基于新式转体系统的大跨宽幅预应力混凝土转体桥综合施工技术”项目进行了科技成果评价。评价专家委员会审阅了相关技术资料，经综合评议，该项目研究成果总体上达到国际先进水平。4.3第三方评价经济社会效益及对企业技术进步的影响第五部分经济效益证明1本综合施工技术的应用大大加快了施工速度，有效降低了施工成本，转体过程安全、平稳，有力保障了省政府年度通车目标，省、市地方多家主流新闻媒体都对转体及通车做了重点报道，引来业内多次观摩，得到了参建各方及济南铁路局的一致好评，获得科技进步效益102万元，取得了良好的经济和社会效益。2本综合施工技术的应用促进了转体桥施工工效的提升，转体后平面位置和相对高程均符合设计要求，有效保证了转体桥整体施工质量优良，圆满完成董梁高速宁梁段控制性工程的施工任务，为今后类似工程的建造起到了积极的指导作用。主流媒体报道第五部分经济社会效益及对企业技术进步的影响5.1经济社会效益业主通车表扬信23

通过理论分析、模型数值仿真、现场试验研究，结合董梁公路宁梁段上跨京九铁