下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法

由中铁七局集团有限公司完成的工法下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法01形成原因操作原理材料设备工法特点施工工艺质量控制目录030502040607安全措施效益分析荣誉表彰环保措施应用实例目录0901108010基本信息《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》是中铁七局集团有限公司完成的建筑类施工工法；该工法的作者分别是刘林山、张群胜、刘宝贵、杜翔斌；适用范围是跨越铁路、公路、山谷、河流等大跨度拱桥施工，平原地区建筑高度高、场地狭窄、缺少大型装吊机具、设备和支撑材料的工地。《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》主要的工法特点是采用竖转，将主拱肋放低到地面最低位置拼装施工，可节约大量的脚手架支撑，大型吊装设备，而且还避免过高的高空作业，既安全又保证质量。2008年1月31日，《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2005-2006年度国家一级工法。形成原因形成原因拱桥转体施工技术作为桥梁施工方法之一，在特殊的桥位上与其他施工方法相比，有优越性和竞争力。中国自1977年在四川首次应用转体法施工净跨70米箱形拱桥以来，转体技术不断完善和发展，转体方式越来越多，应用越来越广。以往各种桥梁转体都是采用竖转或平转单一的转体方式，跨越的障碍多为河流、峡谷等，在安阳文峰路立交桥施工中，运用先竖转后平转的双向转体施工技术，顺利就位合拢，在京广铁路干线上作业不中断行车，在安全、质量及效益等方面取得了综合效益。

工法特点工法特点《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》的工法特点是：1.采用竖转，将主拱肋放低到地面最低位置拼装施工，可节约大量的脚手架支撑，大型吊装设备，而且还避免过高的高空作业，既安全又保证质量。2.采用平转，可大幅度减少对桥下铁路运输作业的干扰。可不中断行车，对运输繁忙的铁路干线尤为重要。3.采用高强钢绞线液压千斤顶竖转提升系统和力偶式千斤顶张拉平转系统，较钢丝绳卷扬机系统，不但技术上先进，而且还安全可靠，运行平稳，节约专用设备投资。4.平转时采用小环道钢筋混凝土支墩保险，大环道四个牛腿支撑保险和用压力传感器监控平衡重精确整等三重保险措施，行之有效，确保平转安全可靠。

操作原理工艺原理适用范围操作原理适用范围《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》1.适合跨越铁路、公路、山谷、河流等大跨度拱桥施工。2.适合平原地区建筑高度高、场地狭窄缺少大型装吊机具、设备和支撑材料的工地。

工艺原理《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》的工艺原理如下：1.竖转：将拱肋分为两半跨在铁路两边分别就地拼装。在拱脚与墩身联结处设临时竖转铰；在顶设临时塔架、后设平衡梁并配置及平衡重；在塔架顶设扣索，张拉系统并用钢绞线作扣锁连接拱肋（见图1）。用液压千斤顶以张拉方式作动力牵拉扣索，将趴在地平面拼装好的拱肋拉起竖转到以拱脚为轴心旋转抬拉到拱肋设计高度。原理：当拱肋在竖向范围内旋转时，根据平衡性由拱肋自重G计算出F1、F2，从而得到平衡配重。G平衡≥（0<α<90℃，β为固定值）在旋转过程中，a逐渐减小，当到达预定高度时a最小，则G平衡为最大，因此，将在地平面拼装好的拱肋以拱脚为轴，旋转抬拉到拱肋设计高度时，选取平衡重大于计算出的最大G平衡即可。图1塔架顶扣索张拉系统设置图2.平转：在承台与墩身之间设置水平转盘（见图2）水平转盘一般为C50钢筋混凝土球缺面铰，并在球铰下盘心设一钢轴。上下盘充分磨合并加润滑剂。采用力偶式千斤顶张拉系统将墩身连同竖转体系组成（部分平衡重已卸去）同时平转。两侧半跨拱肋合拢对接（见图2）。原理：在平转过程中，根据杠杆原理保证配重和拱肋自重平衡。施工工艺操作要点工艺流程施工工艺工艺流程《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》的总体施工流程（见图4）。

图4总体施工流程图一、水平转盘制作1.水平转盘为钢筋混凝土球缺面铰。承台施工完毕后，先在其上制作下转盘，下盘球面利用刮板成型。制作时要保证球面位置的准确和球面形状的一致，并用水砂轮将球面磨光。2.以下球面为底模，盖上塑料膜，立侧模浇上盘。3.待上盘混凝土到一定强度后，吊起上盘，取掉塑料膜，再将上盘盖上，转动上盘，进行磨合。4.当球上下盘研磨光滑并完全密贴后，吊起上盘，将球面清理干净，涂上专用润滑剂，盖好上盘并临时固定后进行墩身施工。

二、平、竖转施工流程（见图5）

图5平、竖转施工流程图操作要点《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》的操作要点如下：一、水平转盘制作1.水平转盘为钢筋混凝土球缺面铰。承台施工完毕后，先在其上制作下转盘，下盘球面利用刮板成型。制作时要保证球面位置的准确和球面形状的一致，并用水砂轮将球面磨光。2.以下球面为底模，盖上塑料膜，立侧模浇上盘。3.待上盘混凝土到一定强度后，吊起上盘取掉塑料膜，再将上盘盖上，转动上盘，进行磨合。4.当球绞上下盘研磨光滑并完全密贴后吊起上盘，将球面清理干净，涂上专用润滑剂，盖好上盘并临时固定后进行墩身施工。5.专用润滑剂由四氟粉与黄油按一定比例混合而成。二、保险栓及牛腿的安装1.为增加转动体系抗倾覆的能力，在墩身底部设置4个钢筋混凝土保险栓，在墩身两侧设四个钢制牛腿，并在保险柱、牛腿下面各设相应水平环道（见图6）。材料设备材料设备《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》所用的材料及设备明细（见表2）：质量控制质量控制《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》的质量控制要求如下：1.建立完善的质量保证体系，各过程均有专职质检人员检查验收，前一过程不合格不得转入下一过程施工。2.转体施工应满足《公路桥涵施工技术规范》和《公路工程质量检验评定标准》的规定和要求，对规范中没有规定的特殊项目和内容，在转体施工作业细则中要有专项规定.3.坚持“三服从、五不施工、一个坚持”制度，即“进度服从计划，进度服从安全、质量，质量否决服从监理”；“施工准备不做充分不施工，试验未达到标准不施工，施工方案和质量保证措施未确定不施工，设计图纸没有审核方案、未进行优化不施工，现场没有进行技术交底及特殊工序没有《作业指导书》不施工”；“坚持工程质量未达标坚决进行返工”。4.对工程实施全过程的质量控制，要突出质量的事前控制，重点强调质量的过程控制，做好工程质量的事后控制。5.按照施工方案，对材料、机具、设备、施工工艺、操作人员等影响因素进行控制，以保证总体质量处于稳定状态。6.安全措施安全措施采用《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：1.建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业过程中的安全检查，确保作业标准化、规范化。2.制订适应该工程特点的施工安全措施和注意事项，并在施工过程中认真执行。3.高空作业区设置安全防护和防护围栏，高空作业人员必须配带安全防护用品。4.加强施工机具设备管理和施工用电管理，防止机械事故和触电事故。5.加强铁路安全防护，防止机具材料侵入铁路限界及铁路上空作业坠物砸坏过往列车。在铁路两侧设防护栏杆，防止人员随意穿越铁路。6.对铁路安全威胁大的施工过程，派专人与车站值班人员，随时掌握列车动态，并加强现场安全防护。

环保措施环保措施《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》的环保措施如下：1.严格遵守国家有关环境保护的法律、法规和规章，按照合同和国家及地方有关环境保护的有关规定，对环境保护工作做全面规划，综合治理。2.及时与环境保护管理机构取得，遵守有关控制环境污染的法规，从组织管理、防止和减轻水、气污染、施工噪声及震动控制、水土保持、粉尘控制等多方面采取一切合理措施，将施工现场周围环境的污染降至最小程度，搞好污水处理，防止污染水质，做好水土保持3.制定下发环保细则，对职工进行环保教育，采取有效措施保护自然环境。废弃物和垃圾弃到指定地点；疏通排水系统，防止水土流失。4.定期清理工程废弃物及工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施，废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地环保要求的指定地点排放。5.对施工场地及进场道路进行硬化，并在晴天经常对其进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。6.完工后及时清理施工场地，做到“工完料净”，不给周围环境遗留工程垃圾。对于偿还用地，待工程完工后，覆盖熟土，恢复耕作条件。效益分析效益分析《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》的效益分析是：1.该桥主跨拱肋最高达37米，如要不采用就地搭架支撑，则需架高40米宽20米脚手架两座，租用75吨吊车四台，仅此两项费用计60万元。采用竖转方案，费用仅30万元，节省50%。2.采用平转，可避免或减少空中作业对桥下作业的干扰。对于繁忙的铁路干线，可不中断行车，效益更明显。例如，按常规施工，需要点220次，采用平转后，只在22个横梁吊装时要点22次，节约要点近200次。3.如果采用卷扬机钢丝绳转体方案，需购置15吨大型卷扬机4台，直径40毫米钢丝绳8000米此两项就需资金50万，这些机具材料通用度小，而且钢丝绳过长弹性大，不稳定。采用顶镐钢绞线转体方案，顶镐只需少量添置，钢绞线亦可重复使用，资金只用不到10万元。

注：施工费用以2005-2006年施工材料价格计算应用实例应用实例《下承式钢管拱肋公路跨铁路桥双向转体施工工法》的应用实例如下：安阳文峰立交桥位于安阳火车站南咽喉，横跨京广上行正线和站线14条线路。主跨138米，高39米，结构为下承式钢管混凝土系杆拱桥，主拱肋由4根直径720毫米钢管组焊成正梯形，腹管直径300毫米由于该桥位于运输繁忙的京广铁路干线上，为减少主桥施工对运输的影响采用将主桥分成两个半跨。分别在线路两侧拼装，然后采用平转，使其在空中对接合拢的施工技术。此外，由于主拱肋距地面最大高度达37米，若采用满堂支架正位拼装方案。一则需大量支撑脚手特大型吊装设备，二则不安全，故采用将拱架放低到地平面制作，然后竖转将其抬高到正位。该桥单侧平转总重2719吨，平转角度78°，单侧拱肋竖转总重346.4吨，转角，端点升高高度31.9米由于数据计算准确，施工方法科学可靠，实施操作严格标准，协调配