称沟驿特大桥21#、22#转体施工方案

中铁二局宝兰客专甘肃段BLTJ-12标称沟驿特大桥21#、22#墩转体方案PAGE2中铁二局宝兰客运专线甘肃段BLTJ-12标称沟驿特大桥21号、22号墩转体方案编制：日期：复核：日期：审核：日期：中铁二局宝兰客运专线甘肃段项目经理部二〇一三年八月目录1.编制依据 12.工程概况 13施工方案 33.1临边防护 33.1.1钢管柱防抛网 33.1.2防撞墩 43.2地下管线保护 43.3旋挖钻机防倾覆方案 53.3.1场地平整碾压 53.3.2钻机桅杆上部设缆风绳 53.3.3配置专业操作人员和盯防人员 53.3.4钢筋笼的安装 63.4承台施工 73.4.1承台基坑防护 73.4.2钢筋混凝土套箱 83.5承台转体结构施工 93.5.1转体结构概况 93.5.2下承台第一次混凝土浇筑 113.5.3球铰制作与安装 143.5.4滑道安装 213.5.5下承台的第二次混凝土浇筑 223.5.6上转盘支撑系统 243.5.7上下转盘临时固结 273.5.8上转盘混凝土施工 273.5.9转体系统安装精度的控制 303.6墩身施工 313.7转体准备 313.7.1转体索引力计算 313.7.2牵引千斤顶选择 323.7.3转体时间的计算 333.7.4惯性制动距离计算 343.7.5平衡措施 343.8不平衡称重试验 353.8.1试验目的 353.8.2试验内容 353.8.3试验方法 353.8.4摩阻系数及偏心距 363.8.5施力设备及测点布置 383.8.6试验步骤 383.8.7测试仪器和设备 403.8.8进度安排 403.8.9实验配合事项 413.9转体 413.9.1主要设备布置 443.9.2脱架及转动体系的形成 463.9.3转体施工 463.9.4备用方案 513.10限位措施 513.11过转应急措施 523.12转动单元的精调 523.13锁定与封铰 523.14转体施工监控 523.14.1施工监控系统组成 533.14.2施工监测监控内容 533.14.3施工监控的工作项目 533.14.4转体施工有限元模拟计算 543.14.5转体施工现场监测 553.14.6监控仪器 573.14.7施工监控的现场工作要求 574.劳动力及主要机械设备 584.1施工组织管理机构 584.2主要施工机械设备配备 594.2主要工程数量 595安全施工保证措施 605.1既有线施工安全措施 605.2防机械伤害措施 615.3汽车吊装安全事项 625.4转体安全事项 646施工质量保证措施 647.应急救援预案 657.1应急救援预案目的 657.2应急救援组织及职责 657.3紧急情况的处理程序 677.4应急物资及设备 687.5事故应急措施(预案) 697.5.1发生高空坠落事故应急预案 697.5.2坍塌事故应急预案 697.5.3机械伤害事故应急预案 707.5.4影响既有线行车事故应急预案 717.6应急救援预案演练 738文明施工及环境保护措施 748.1文明施工措施 748.2环境保护措施 758.3水土流失防治措施 75称沟驿特大桥21号、22号墩转体方案1.编制依据⑴国家相关法律、法规和铁道部规章制度；⑵承发包合同、招投标文件和施工合同；⑶《称沟驿特大桥施工图》施桥（特）78A、78B；⑷《（40+56+40）m连续梁转体施工》宝兰客专施桥（特）78C⑸《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10752-2010；⑹《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设﹙2010﹚241号；⑺《中华人民共和国安全生产法》；⑻《铁路运输安全保护条例》；⑼《建设工程安全生产管理条例》；⑽《铁路技术管理规程》；⑾《铁路200〜250km/h既有线技术管理办法》；⑿《铁路客运专线技术管理办法（试行）》（200〜250km/h部分）；⒀《铁路交通事故调查处理规则》；⒁《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运〔2012〕280号）；⒂《兰州铁路局营业线施工安全管理实施细则》（兰铁办〔2013〕02号）；⒃现场调查资料以及相关安全操作规程。⒄球铰厂家提供的球铰细部图。2.工程概况称沟驿特大桥在DK962+011～DK962+167处上跨既有陇海铁路，上部结构为（40+56+40）m预应力混凝土连续梁，下部结构为圆端形桥墩，钻孔桩基础。既有陇海铁路为I级双线电气化铁路,宝兰客运专线与既有陇海铁路线夹角为85°。为保证既有线运营安全，减少施工过程中既有线运营干扰和加快施工进度，连续梁采用转体施工，即在21号、22号墩处平行于既有陇海铁路挂篮浇筑悬灌段施工，待施工至最大悬臂状态后，结合既有线运营，施工要点及天气等因素，择机实施转体施工。将梁体及桥墩逆时针旋转85°，转体到位后再进行合拢段施工。连续梁（20～23号）主墩为21号、22号墩，主跨上跨既有陇海铁路。其中21号墩、22号墩临近陇海铁路,每个墩均有12根直径1.5米钻孔桩，21号墩桩长74m，22号墩桩长68m，桩基采用旋挖钻机施工。21号、22号墩下承台尺寸均为：14.6(宽)×14.6(长)×3.2m(高)。21号墩墩高15m(含托盘)，22号墩墩高9.5m连续梁主跨跨越陇海铁路双线长度13.3米，宝兰铁路梁底距离陇海铁路轨面15.05m，距接触网线顶面2.735m。其中21号墩承台边距陇海铁路防护网最小距离为10.3m，22号墩承台距陇海铁路防护网最小距离为17.71m。关系示意图见附图1:“称沟驿特大桥跨陇海线平面、立面图”PAGE753施工方案称沟驿特大桥基础均为桩基础，采用旋挖钻施工，墩身模板施工采用定型钢模，输送泵配合浇筑混凝土，连续梁0#块采用钢管支架施工，悬臂段采用挂篮悬灌。21号墩～22号墩连续梁主梁跨陇海铁路采取转体施工，转体后在陇海铁路上部施工合拢段。在桩基施工前，先在铁路防护网与21号墩之间设置防抛网防护，中跨合拢段施工时挂篮底部设置一全封闭安全防护简易吊篮。总体方案流程如下：对既有线施工调查及设防→平整场地及施工放样→基础施工→基坑开挖→承台（下承台、上承台）施工→墩身施工→0#梁段施工→悬灌段施工→桥梁转体→桥梁锁定及封绞等。详见附件2:“称沟驿特大桥20号～23号墩连续梁立面图”。3.1临边防护3.1.1钢管柱防抛网在施工桩基前，先在既有线防护网外侧施工临边防护。21号墩承台边距陇海铁路防护网最小距离为10.3m，22号墩承台距陇海铁路防护网最小距离为17.71m。由于22号墩距离既有线较远，不设防护网，兰州铁路局要求21号墩与铁路防护网之间设置防抛网。防护方法为：Φ200mm钢管柱，间距4m，高出地面18m，钢管柱之间采用L7.5角钢连接，钢管柱上挂金属防抛网，基础采用1.5m×1.5m×1.5mC20混凝土，每个钢管立柱设置一根缆风绳，顶部距离钢管顶下2m设置4个耳筋，缆风绳与钢管栓结牢固，下部与锚固桩预埋件栓结牢固，锚固桩直径1m，深度5m，桩顶预埋φ32圆钢拉环3.1.2防撞墩为了防止施工机械撞击防抛网，在距离防抛网外侧底部0.6的位置设置混凝土防撞墩，具体参数为：0.6m（长）×0.6m（宽）×0.6m（高），中心间距2m。3.2地下管线保护钻孔桩施工前，首先探明地下管线，避免破坏地下管线，影响行车。现已请兰州通信段、兰州电务段的工作人员携带地下通信、信号探测仪进行了探测，目前已将既有线地下管线埋设情况探明。具体情况是：电力线埋设在既有陇海铁路防护栅栏外4.7m处地下,距离21号墩基坑边缘5.6m，距离22号墩基坑边缘12m，现场施工对电力线无影响,所以不改迁和防护电力线。防护栅栏外侧15.7m处,距离22号墩2m，有一道通信信号线，该线路离22号墩承台边距离较近，存在安全隐患，需对地下通信线进行保护。具体措施是：在距离22号墩承台侧0.5m处施工1.5m深,0.3m宽的钢筋混凝土隔离墙挡护(采用φ8的双层钢筋网片)。该隔离墙在桩基施工前由人工开挖和砼浇注。3.3旋挖钻机防倾覆方案3.3.1场地平整碾压防抛网安装完成后，进行场地平整，为防止旋挖钻机施工过程发生倾覆必须采取牢固的防倾覆措施，将松软土层置换，然后用压路机分层碾压，确保基底稳固和设备就位稳定牢固。3.3.2钻机桅杆上部设缆风绳旋挖挖钻机施工时保持与接触网至少2米以上的安全距离。为防止旋挖钻机施工过程发生倾覆倒向铁路，在相对侧设缆风绳施加抗拉力。缆绳基础设置在铁路相对侧临近转体墩的地锚上。地锚采用采用1.5m直径深5m的钻孔桩,预埋φ32钢筋与缆绳连接。旋挖钻机施工时用缆绳将钻机主臂与地锚连接在一起。钻机正对既有线摆放,两缆风绳的夹角不得小于60°。地锚按承台正中线左右15m布置,地锚距最远桩基的水平投影距离为24.34m,保证两缆风绳的夹角为61°17′35″,从而所有桩基的两缆风绳的夹角不小于60°，地锚与旋挖钻机之间的缆风绳之间预留2m的富余量，保证旋挖钻机能旋转弃土。3.3.3配置专业操作人员和盯防人员旋挖钻机操作人员按国家有关规定经培训考试合格后持特种设备作业人员操作证上岗。大型机械临近营业线施工时，要严格执行“一机一人”的专职防护，“人随机动”，来车时提前停止吊装作业，现场设置警戒线的防护措施。3.3.4钢筋笼的安装⑴吊车就位前，在其就位处铺设大块钢板。而且受力支腿必须打在钢板上，同时必须打副腿，必须平衡支撑，汽车吊正对既有线侧摆放。⑵必须派专人指挥，严禁无人指挥或多人指挥。⑶吊装设备每天作业前要检查，检查设备性能是否完好，挂钩是否符合要求。钢筋笼起吊前，安检人员必须检查钢丝绳有无破损、编织接头是否完好、U型卡是否正确安装和禁锢是否牢靠。⑷在大臂竖起前，必须在吊车第一节大臂系钢丝绳，钢丝绳在旋转作业时，由专人拉着钢丝绳与吊车同步转动。⑸钢筋笼制作完成后，分节段用平板车运至施工现场，为防止钢筋笼倒入既有线，每节段长度不大于6m。由于钢筋笼自重不足5t，钢筋笼采用25t的汽车吊吊装焊接，钢筋笼主筋接头采用单面帮条焊，并在孔口牢固定位，以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。吊装钢筋笼时，起吊点必须加固。起吊钢筋笼时，必须在钢筋笼下部系缆绳，防护人员进行拽拉，防止钢筋笼在起吊离地后由于晃动摆幅过大发生安全事故。⑹钢筋笼吊装过程时，必须由安检人员监控检查吊车支腿是否有沉降现象。如有沉降现象，立即停止吊装作业。对支腿进行重新支护后，再重新进行试吊，如无异常方准吊装。⑺上半节钢筋笼吊起就位后，由专门拉钢丝绳的人将吊车主臂系有的钢丝绳另一端系在地锚上，松紧状态以不影响吊车15°范围内转动作业为准。3.4承台施工钻孔桩完成并达到一定强度后，进行承台基坑开挖。称沟驿特大桥21号、22号墩下承台尺寸均为：14.6m×14.6m×3.2m。转体墩的承台由下承台、上转盘、上承台部分组成。承台基坑地质原设计为砂质黄土,已安排人在基坑附近进行地质探孔,已探明基坑7m范围内为砂质黄土夹泥岩,且无渗水。为保证基坑边坡稳定，21号墩、22号墩承台开挖时采用钢筋混凝土套箱防护，21号墩钢筋混凝土套箱高7m，厚0.4m,22号墩钢筋混凝土套箱高3m,厚0.4m。3.4.1承台基坑防护⑴防止基坑出现坍塌事故，在基坑边坡顶上布置基线（每基坑边一条），每条基线上设1～3个变形观测点，同时又作为沉降观测点。利用高程水准控制点作为沉降观测的起算点，与基坑周边建（构）筑物、基坑边、重要管线监测点一起构成基坑支护沉降观测网。每天观测两次，如果沉降量或位移量较大时，对基坑进行支挡加固处理。⑵承台基坑开挖时，承台上方四周设置排水沟，防止地表水流入及渗入基坑，基坑底设置集水坑，用抽水机将集水坑内的水排到基坑外；⑶承台基坑开挖后，基坑四周设置安全警示标志和防护栏，防止人员掉入基坑。⑷基坑开挖出的土石方运到指定的弃土场，基坑顶部5m范围内禁止堆放弃土。⑸基坑开挖使用机械作业时必须由专人指挥。3.4.2钢筋混凝土套箱由于21号、22号墩为临近既有线施工，为陆上承台，承台无需筑岛，承台基坑无水，承台采用钢筋混凝土套箱施工时承台底部无需封底。按设计要求对套箱进行测量放样后，平整套箱基础。21号墩套箱分两次施工，22号墩套箱一次施工。先于地面机械开挖至1.5m后（此时坑壁应严格平顺，砂浆抹面作外膜），再施工相应的套箱。⑴绑扎壁板钢筋，安装壁板模板按混凝土套箱的结构设计要求绑扎好壁板钢筋，其间距、位置及混凝土保护层厚度等的设置必须符合要求，在绑扎壁板钢筋完成后安装壁板模板。⑵浇筑套箱壁板混凝土严格按混凝土浇筑规范操作，混凝土拌合严格按施工配合比配料，砂、石、水泥、水及外加剂等原材料必须经过质量检验并符合要求，计量要准确，保证混凝土拌合时间。混凝土入模后及时振捣，避免出现欠振、过振、漏振等现象。必须保证外表尺寸和外观质量，混凝土的密实度要求应特别严格，应符合箱内无水时，不会出现四壁渗漏现象。⑶养护及拆模混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面湿润，至少浇水养护七天以上，当日平均气温低于5℃⑷混凝土套箱下沉混凝土套箱浇筑完毕并达到设计强度的80%后，拆除四壁模板检查浇筑质量，发现缺陷，及时恢复，经养护达到设计强度后，进行全面检查。下沉障碍物清理完毕后，混凝土套箱下沉，由于基坑无水，下沉套箱时可采用人工配合配合机械开挖的方式，机械进行面积开挖，但沿套箱壁的开挖必须对称、水平、然后人工对称、水平挖套箱刃脚下泥土。操作人员按照设计和技术标准要求下放套箱，边放边观察，发现异常情况，分析原因及时矫正，下沉速度控制在lm／h。套箱下沉过程中，应有专职测量人员对套箱进行测量定位，随时纠正套箱偏移倾斜，保证套箱位置与设计一致，混凝土套箱下沉到位后应进行最终的平面位置和标高调整。若套箱下沉阻力较大，可对称适当对套箱加载，促使其下沉。⑸破除桩头待基坑开挖至设计高程后，清除混凝土套箱内的杂物，施作垫层及破桩检测，合格后绑扎承台钢筋及相应预埋件。3.5承台转体结构施工3.5.1转体结构概况转体结构由下转盘、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。球铰竖向承载力4500t，平面直径270cm，我部委托中国船舶重工集团公司下属的七二五研究所加工球铰(包括滑道、撑脚、沙箱部分)。转动球铰是转动体系的核心，是转体施工的关键结构。它由上下球铰、球铰间聚四氟乙烯滑片、固定上下球铰的27cm钢销、下球铰钢骨架组成。它是整个转体的核心，在转体过程中支撑转体重量，是整个平衡转体的支撑中心。上转盘设有8组撑脚，每个撑脚为双圆柱形，下设20mm厚钢走板，撑脚底与滑道间距10mm，作业时转体时防止结构倾斜。助推反力支座：在滑道两侧设8对助推反力支座，高30cm，厚度40cm，主要作用是球铰失灵时用千斤顶强制转体或刚启动牵引较困难时借助辅助千斤顶。牵引支座：设两个牵引支座，高160cm，宽160cm，长180cm。3.5.2下承台第一次混凝土浇筑下转盘构造分三次浇注完成（见图），总体施工顺序如下：浇注下承台第一次混凝土→安装球铰定位底座→安装下球铰→安装环道→浇注第二次承台混凝土（球铰和环道部分）→浇注反力座混凝土。下承台混凝土第一次浇筑施工：(1)承台钢筋绑扎，钢筋外侧绑扎与混凝土同寿命的混凝土垫块，以确保保护层厚度满足要求。钢筋绑扎按顺序进行，自下向上，从内而外，逐根安装到位，避免混乱。若采用点焊固定时，不得烧伤主筋。安装成型的承台钢筋应做到整体性好，尺寸、位置、高程符合验收标准。同时避免施工过程中踩踏钢筋，在雨天绑扎钢筋时注意保持钢筋洁净，塑料布及时覆盖在现场未加工的钢筋，已绑扎钢筋注意防止泥水污染。钢筋在钢筋加工棚内加工，载重汽车运输至工地，在现场进行绑扎和焊接成型。承台钢筋绑扎的同时，绑扎预埋钢筋。(2)下承台采用钢筋混凝土套箱内壁作为外模。(3)下承台先浇筑C45混凝土，但要预留1m的空间（下承台顶面往下），以利于球铰安装。由于本承台为大体积混凝土，为了降低大体积混凝土由于水泥水化热而引起的内外温差，设置冷却装置，详见下图，使混凝土在凝固过程中产生的水化热散发出去，保证混凝土质量，在钢筋绑扎过程中，分层分区埋设好冷却水管网，冷却管要求密封、不渗漏，并设测温装置。外部接进出水总管、水泵，出、入冷却管设置在下承台顶面。采用2个5m3水箱储蓄冷却用水，利用水压差进行混凝土内冷却管采用直径50mm钢管。平面布设间距为如图所示，层间距100cm，上下两层离表面分别为120cm、100cm。冷却水管布设后进行通水试验，检验钢管是否渗漏及水流能否满足要求。21号、22号承台冷却管平面布置图为了准确测量、监控混凝土内部的温度，指导混凝土的养护，确保大体积混凝土的施工质量，在构件内合理布设温度测量元件。测温时按混凝土中所做测温线做好标记，根据混凝土浇筑完8-9小时后温度开始上升，2-3天内部温度达到最高，5天后温度开始缓慢下降这一规律，在浇筑完混凝土8小时后进行通水，24小时水流方向变换一次。在混凝土温度变化的过程中派专人对混凝土内部，表层以及环境温度进行不间断检测，并及时填写测温记录表。具体测量步骤为：在温度上升过程中，每2小时观测一次，温度最高阶段每4小时观测一次，温度下降过程中每8小时观测一次，总检测时间不少于20天(对温度的要求：芯部和表层温差、表层和环境温差不得大于15℃在承台混凝土养护期间测定混凝土表面和内部的温度，拆模温差和养护时间应符合施工质量验收标准和设计规定。(4)承台混凝土灌注（牵引墩预埋件第一次浇筑时放置）承台混凝土采用滑槽和串筒下料，避免混凝土出现离析。混凝土拌合严格按施工配合比配料，砂、石、水泥、水及外加剂等原材料必须经过质量检验并符合要求，计量准确，保证混凝土拌合时间。承台混凝土主要由1号拌合站供应，专门由6台8m3混凝土罐车供料。1号拌合站混凝土供应不及时时可从3号拌合站同时供料。混凝土分层连续灌注，一次成型，分层厚度为30cm左右，分层间隔灌注时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间(在8h以内)；振捣前振捣棒垂直或略有倾斜地插入砼中，倾斜适度，否则会减小插入深度而影响振捣效果；插入振捣棒时稍快，提出时略慢，并边提边振，以免在混凝土中留下空洞；振捣棒的移动距离不超过振捣器作用半径的1.5倍，并与模板保持5～10cm的距离。振捣棒插入下层混凝土5～10cm，以保证上下层混凝土之间的结合质量；混凝土浇筑后随即进行振捣，振捣时间一般控制在30秒以上，有下列情况之一时即表明混凝土已振捣密实：A、混凝土表面停止沉落或沉落不明显；B、振捣时不再出现显著气泡或振动棒周围无气泡冒出；C、混凝土表面平坦、无气体排出；D、混凝土已将模板边角部位填满充实。配备满足灌注要的发电机和水泵，确保停电时水、电的及时供应，保证混凝土的连续灌注。混凝土灌注过程中，为降低混凝土内部温度，控制混凝土的入模温度在25℃混凝土的拌合温度与外界温度要符合要求。每层循环冷却水管被灌注的混凝土覆盖并振捣完毕，即可在该层循环冷却水管内通水。冷却水管使用完毕后压注水泥浆封闭。混凝土振捣采用插入式振捣器，振捣深度超过每层的接触面一定深度，保证下层在初凝前再进行一次振捣，使混凝土具有良好的密实度，防止漏振，但同时不能过振，确保质量良好。振捣时，振动棒垂直插入，快入慢出，其移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍，即45～60cm。振捣时插点均匀，成行或交错式前进，以免过振或漏振，振棒振动时间约20～30s，每一次振动完毕后，边振动边徐徐拔出振动棒。混凝土以不再下沉、无气泡冒出、表面泛光为度，振捣时注意不碰松模板或使钢筋移位。在承台混凝土灌注完毕后，及时抹面收浆、养护。按规范要求及时制作混凝土试件，其中同条件养护试件多做几组。指定专人填写混凝土施工记录，详细记录原材料质量、混凝土的配合比、坍落度、拌合质量、混凝土的浇筑和振捣方法、浇筑进度和浇筑过程出现的问题等，以备检查。(5)承台混凝土养护大体积混凝土浇筑后，及时养护防止出现裂纹。混凝土采用保湿蓄热法养护，即承台混凝土浇筑完毕，初凝后土工布覆盖，用冷却管流出的水进行养护，保持混凝土表面湿润。在混凝土凝结过程中将产生大量水化热，为降低混凝土内部温度，减少混凝土内外温差，将预先设置的冷却水管投入运行降低混凝土内温度，始终使承台中心及表面温度差控制在15℃通过调节冷却水管进出水流量和流速，提高混凝土内部降温效率，控制温差，缩短混凝土养护时间。（6）冷却水管压浆承台冷却水管停止循环水冷却后，先用空压机将水管内残余水压出，并吹干冷却水管，然后用压浆机向水管压注水泥浆，以封闭管路。3.5.3球铰制作与安装球铰由上、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。球面投影直径2700mm。球铰结构总图上球铰结构图下球铰结构图3.3.3.1球铰由中国船舶重工集团公司下属的七二五研究所加工，铰钢球铰在工厂加工完成后，经脉冲反射法及HS-510数探仪对转盘进行探伤检测，并进行试磨合，各项指标满足设计和规范要求后整体运至工地安装。⑴设计要求①转体球铰的满足竖向承载力45000KN要求。②转体球铰为焊接后机加工结构。③转体球铰的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。⑵材料①转体球铰的球面板采用Q345B钢板，钢板的化学成分及机械性能符合GB1591的有关规定。②转体球铰的加强肋板采用Q235钢板，钢板的化学成分及机械性能符合GB700的有关规定。③转体球铰的销轴采用45锻钢，材料的化学成份及机械性能符合GB/T17107的有关规定。④支座骨架采用Q235角钢，材料的化学成分及机械性能符合GB700的有关规定。⑶制作技术要求①转体球铰各零件的外形尺寸及公差使用钢直尺、卷尺测量，符合设计图纸的要求。②转体球铰各零件的组焊严格按焊接工艺要求操作，并采取措施控制焊接变形。焊缝光滑平整，无裂纹、咬边、气孔、夹渣等缺陷。③上、下球铰的球面板拼焊时开坡口。④上、下球铰的球面板采用压制成型，成型后与放射筋及环形筋组焊。⑤上、下球铰的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1mm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。⑥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1mm以内。⑦与上、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10mm3.3.3.2球铰安装时，由球铰厂家派相应专业技术人员驻工地现场进行技术指导，确保球铰安装符合设计及规范要求。⑴定位钢骨架安装下承台第一次浇筑混凝土后开始安装定位钢骨架，下球铰骨架采用吊车吊入，而后粗调，粗调完毕后将下球铰调入定位骨架上，带上螺母，对其进行对中和调平，然后采用人工精确调整。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。固定骨架后，将下球铰调离定位骨架，再绑扎完骨架下部钢筋，再吊入下球铰进行精平，立模浇筑下球铰骨架砼（同时安装环形滑道骨架，绑扎滑道及下转盘两侧钢筋。）混凝土的浇筑过程中严格保证下球铰骨架不能扰动、混凝土的收缩不至于对骨架产生影响。⑵安装下球铰：安装前对下转盘球铰表面椭圆度及结构进行检查；其它构件均在厂内进行焊接组装完成。下球铰采用50T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，顺桥向向误差不大于1mm，横桥向向误差不大于1.5mm；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3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⑶安装上球铰（安装前做好滑道安装）①清理上下球铰球面。安装上球铰前，应注意保护好球铰。将上球铰凸球面涂抹黄后，用防水塑料布将整个上球铰严密包起来，放置在厚木块上。使用时，将上球铰吊起，去除防水塑料布，用纱布将凸球面擦拭干净，检查凸球面上有无生锈，如有，可用酸洗或布轮抛光方法清除。 ②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。③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，严禁杂物掉入球铰内，并安装上球铰。④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，待上盘混凝土浇筑完毕，球铰转体之前，用刀片讲胶带划开使用。⑤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。球铰安装成立指挥小组，由组长对现场统一指挥。采用对讲机进行通讯联络，检查和记录球铰及滑道的安装精度，随时调整球铰安装。现场指挥组组成表组别负责人职责指挥组谭兵在施工前，对工程大队进行技术交底，对施工现场统一指挥、球铰及滑道安装前各项工作的检查落实、施工时各项指令的下达。技术组张云聪球铰安装前对设备进行检查尺寸，对作业人员进行技术交底，带领工程队技术人员进行施工测量放样。技术组还要提前作好转体、应急预案，施工过程中负责监督关键工序的执行情况。精测组刘文军对球铰球面曲率半径差、边缘各点高程差、椭圆度；球铰转动中心安装误差；环形滑道及四氟板的高程等进行测量复核。安全组马伟在施工过程中对全体施工人员的安全环境进行检查。同时负责在转体承台施工过程中每一道工序质检签证工作。后勤组万刚富负责对全体施工人员提供后勤保障。3.5.4滑道安装⑴滑道的制作滑道钢板厚度20mm、宽度900mm。加工时按4等分加工，现场安装拼装成整体。⑵滑道安装在下转盘顶面设置外径4.15m，宽0.9m的环形滑道，滑道由表层5mm的四氟滑板及下层3mm的不锈钢板组成，滑道钢板焊接在滑道型钢骨架上（施工完下承台第二次混凝土后再进行焊接不锈钢板）。钢骨架顶面钢板厚20mm，滑道预留φ10cm钢管捣固浇筑孔。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。施工完下承台第二次混凝土后，再进行不锈钢板焊接。不锈钢板焊接在滑道骨架顶部20mm厚普通钢板时采用不锈钢焊条。不锈钢板在厂家加工时已预留2排塞焊的小孔，将不锈钢板平铺钢板上后，将不锈钢焊条将塞焊小孔焊满，高出不锈钢板部分用打磨机打磨光滑。并在不锈钢板外侧边缘将不锈钢板于底部钢板焊接密实。四氟板采用环氧树脂的胶黏剂黏于不锈钢板上。3.5.5下承台的第二次混凝土浇筑安装完下球铰及滑道后进行混凝土的第二次混凝土浇筑。混凝土施工前应对第一次浇筑混凝土顶面进行凿毛处理。应凿除已浇筑混凝土表面的水泥砂浆和松软层，凿毛后露出的新鲜混凝土面不低于总面积的75%。凿毛时混凝土强度应符合以下规定：人工凿毛不低时，不低于2.5MPa;用风动机等凿毛时，不低于10MPa。经凿毛处理的混凝土面应用水冲洗干净，但不得存有积水。在浇筑新混凝土前，对水平施工缝宜在旧混凝土面上铺一层厚10~20mm、水胶比略低于混凝土、胶砂比为1:2的水泥砂浆；或铺一层厚30cm的新鲜混凝土，其粗骨料宜比新浇筑混凝土减少10%。下承台的第二次混凝土施工：⑴承台钢筋绑扎，钢筋外侧绑扎与混凝土同寿命的混凝土垫块，以确保保护层厚度满足要求。钢筋绑扎按顺序进行，自下向上，从内而外，逐根安装到位，避免混乱。若采用点焊固定时，不得烧伤主筋。安装成型的承台钢筋应做到整体性好，尺寸、位置、高程符合验收标准。同时预埋上下转盘临时固结预埋钢板，将预埋钢板与承台钢筋焊接牢固。将下球铰钢架、滑道骨架与下转盘钢筋进行焊接，混凝土的浇筑过程中严格保证下球铰骨架、及滑道骨架不能扰动、混凝土的收缩不至于对骨架产生影响。下转盘顶部预留N7、N8作为上下转盘的连接钢筋，N7钢筋与上转盘预留的N3对应设置，N8钢筋与上转盘预留的N6对应设置，转体旋转到位后，采用N9a钢筋将N7与N3、N9b钢筋将N8与N6钢筋焊接起来，以达到永久固定上下转盘的作用。搭接焊采用上面焊时，最小焊接不得小于10d。N8钢筋沿圆周均匀设置，一周设置104根该类钢筋，各钢筋圆周夹角3.46°。⑵下承台采用钢筋混凝土套箱内壁作为外模。⑶混凝土浇筑①在加工转盘及滑道钢板时就充分考虑到混凝土施工时的密实性问题，在下转盘上留有振捣孔和排气孔。②安装过程中采用高精度水准仪进行全过程测量控制，并在盘下混凝土浇注前后对每座转盘进行监测。③转盘盘面用多层塑料布进行封闭，在形成对盘面保护的同时，更更有利于浇筑完毕后对盘面的清理。排气孔预先选用同孔径的塑料管连接盘下。④在盘下混凝土浇筑到接近下盘底面约20㎝时，首先将已经浇筑的混凝土充分振捣密实后上层混凝土采用单方面向整体推进浇筑，浇筑层厚控制在50㎝左右，即让混凝土将盘面充分掩埋，一次浇满盘下混凝土。⑤当混凝土浇筑到每个振捣孔位置时，在水平方向振捣的同时，采用插入式振捣设备从振捣孔深入盘下，捣固密实，现场观察混凝土不产生下沉，而周围排气孔充分有混土冒出。3.5.6上转盘支撑系统⑴撑脚施工上转盘共设直径1320mm的8组撑脚，高为1.49m的钢筒，壁厚8mm，撑脚内灌注C45纤维混凝土，对称分布于纵轴线的两侧。在撑脚的下方（即下盘顶面）设有0.9m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10mm，撑脚内灌注C45纤维混凝土，为减少撑脚与环形滑道的摩擦，撑脚底部焊接20mm厚的不锈钢板，不锈钢板磨光度不下于6.3级。在下转盘混凝土浇筑完成上球铰安装就位时即安装撑脚。为了加强钢管与承台混凝土之间的连接，在N1预埋段分别设置4个φ80mm孔洞。为确保上部结构施工时转盘、球铰结构不发生移动，用钢楔将钢砼撑脚与环道之间塞死。撑脚图片⑵砂箱施工为保证上部梁体的稳定，施工时在上、下承台之间设置8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Φ550mmδ15mm与Φ508mmδ15mm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8组，每组2个。砂箱示意图砂箱布置示意图3.5.7上下转盘临时固结为更有效确保转体前转盘、球铰结构不发生移动，用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。在上下转盘中间对称设置4个临时固结型钢，型钢采用工40C工字钢，工字钢上部埋入上转盘1m，下部与预埋至下转盘的钢板螺栓连接。保证上下转盘纵向、横向临时锁定，确保上转盘连续梁在施工过程中不发生滑移。3.5.8上转盘混凝土施工上转盘由两部分组成，下部为一个直径960cm、高为60cm的圆柱体，内镶上球铰、撑脚、牵引索锚具，外面缠绕牵引索钢绞线。上部为长宽均为960cm，高为220cm的正方形体。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：转体完成后封铰，浇筑上转盘剩余部分混凝土。

上转盘埋设有两束索引索，每束由9根（左、右旋各半），强度等级为1860MPa的Φ15.2mm钢绞线组成，锚具采用H型锚具OVM15-9H两套。在牵引反应力支座假设千斤顶侧预埋700*650*30mm钢板，钢板焊接4根φ20钢筋作为锚筋，千斤顶与钢板采用焊接加固。 牵引索的另一端应在上转盘灌注时预埋入上转盘混凝土体内，作为牵引索固定端。牵引索固定端的钢绞线每束解开缠绕在三层10*10cm间距的钢筋网片上。在钢绞线处上转盘处预埋φ80mm钢管，钢管长3.267m，安装前提前R=250的半径冷弯，以使钢绞线顺畅传力。牵引索外露部分圆顺地缠绕在转盘周围，互不干扰地搁置于预埋钢筋上，并做好保护措施，防止施工过程中钢绞线损伤或严重生锈。特别注意防止电焊打伤或电流通过，另外要注意防潮防淋避免锈蚀。上转盘底模采用木模，侧模采用5mm厚钢模。底模采用钢管脚手架支撑。考虑封铰混凝土的填充密实情况，在上承台施工时预埋压浆管，对封绞混凝土与上承台底面之间进行压浆填充。压浆管埋置从下向上埋置，以保证压浆时填充密实及压浆管通畅。3.5.9转体系统安装精度的控制⑴确保球铰和滑道安装精度采取的措施采用性能满足高精度要求的全站仪，使中心点的定位精度达到±2mm以内；配备电子水准仪型精密自动安平水准仪，每公里往返测中误差为0.4mm，读数达到0.01mm；组织现场工程技术人员、机械设备到场，吊装球铰和滑道安装。根据技术人员的现场定位测量，安放在其准确的平面位置上；待其吊装就位以后，首先对其初平，采取“边测边调，先松后紧，对角抄平，步步紧跟”的原则和方法来操作，直至达到规范的要求。⑵球铰安装的精度控制球铰及其骨架采用吊车吊装就位，人工调平对中安装。①先安装下球铰骨架，设计要求球铰骨架顶面相对高差≯5mm，采用提高安装球铰定位骨架的精度的方法减少下球铰安装时的调整工作量，施工中提高至≯2mm，中心偏差≯1mm。骨架与预埋定位钢筋和角钢焊接牢固，防止浇筑混凝土时发生位移，影响球铰安装。骨架安装就位检查合格后，即可进行第二次混凝土浇筑。滑道骨架中心和球铰中心重合，与理论中心偏差不大于1mm。②下球铰安装精度控制整个转体球铰安装的关键步骤是下球铰的安装质量。浇筑完成第二次混凝土后，吊车吊装下球铰放在骨架上，人工对中和调平，安装精度：顺桥向±1mm，横桥向±1.5mm，下球铰正面相对高差≯1mm。在可调精度内提高下球铰正面相对高差安装精度≯0.5mm。检查合格后，固定死调整螺栓，然后再检查一次，修整下球铰正面高程。然后浇筑球铰下突出部分的混凝土。浇筑下球铰砼：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，采取以下措施：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。③上球铰精度控制a浇筑完成牵引反力座混凝土后，把下球铰表面和安装孔内清理干净，在下球铰上安装四氟乙烯片，四氟乙烯片在工厂内进行安装调试后编好号码，现场对号入座，安装后顶面在同一球面上误差不大于0.2mm；b在下球铰上和定位销轴上及套筒内按照120：1的比例涂黄油和四氟乙烯粉。使其均匀的充满定位销轴上和套筒、滑动片之间的空隙，并略高于四氟乙烯片顶面，严禁杂物侵入。c在上球铰球面上也均匀的涂一层黄油和四氟乙烯粉，安装上球铰精确定位，临时锁定限位并通过定位销轴使其上下球铰中心重合。3.6墩身施工承台施工完成后，进行钢筋绑扎及模板安装，进行下一步墩身施工。21号墩墩高15m(含托盘)，22号墩墩高9.5m(含托盘)，墩身为圆端形实心桥墩。为防止模板倾斜倒向铁路，在相对侧设缆风绳施加抗拉力。缆绳基础设置在铁路相对侧临近转体墩的地锚上。地锚采用采用1.5m直径深5m的钻孔桩,预埋φ32钢筋与缆绳连接。安装转体墩墩身模板时用缆绳连接地锚和墩身模板。在墩身模板外侧安装防护网，防止墩柱顶物体下落进入防护区。模板采用定型大块组合钢模板，根据墩身构造尺寸进行设计，由厂家加工成型，运输至施工现场安装。做好模板加固工作，防止爆模。3.7转体准备整个转动体系主要包括：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。主梁为为直线段，转体前进行不平衡称重试验。3.7.1转体索引力计算21号墩称沟驿特大桥转体总量序号项目名称单位重量备注1上转盘钢筋混凝土KN6433.82墩身混凝土KN12640.93主梁钢筋混凝土KN19342.54钢支座KN985梁顶预埋钢筋KN1966临时支座KN1037梁底预埋钢板KN9.8合计总重量38823.922号墩称沟驿特大桥转体总量序号项目名称单位重量备注1上转盘钢筋混凝土KN6433.82墩身混凝土KN8069.53主梁钢筋混凝土KN19342.44钢支座KN985梁顶预埋钢筋KN1966临时支座KN102.97梁底预埋钢板KN9.8合计总重量34252.3转体总重量W为４5０００KN其磨擦力计算公式:F=W×μ启动时静磨擦系数按μ=0.1,静磨擦力F=W×μ=４5００KN转动过程中的动磨擦系数按μ=0.06动磨擦力F=W×μ=２70０KN转体牵引力计算:T=2/3×(R×W×μ)/DR为球铰平面半径,R=1.３5mD为转台直径,D=９.6m转体角度：θ=８５° μ为球铰磨擦系数,μ静=0.1,μ动=0.06计算结果:启动时所需最大索引力T=2/3×(R×W×μ静)/D=421.9KN转动过程中所需牵引力T=2/3×(R×W×μ动)/D=253.1KN3.7.2牵引千斤顶选择选用9-φj15.2钢绞线作为牵引索，其标准强度：ƒytp=1860MPa，n=9；单根截面面积：A=140mm2；钢绞线锚下控制应力ƒk=0.75ƒytp=0.75×1860=1395MPa。则单束钢绞线容许应力[T][T]=nAƒk=9×140×1395/1000=1757kN＞421.9kN安全系数K1=[T]/T1=1757/421.9=4.16，满足要求。根据计算结果确定千斤顶及助推千斤顶，采用2台1000kN连续千斤顶分别对称布置，则动力系数η1=T1/F1=2*431.9/2000=0.42＜0.85，满足要求。同理，助推千斤顶选用2台1000kN螺旋千斤顶，则动力系数Η2=T2/F1=2*253.1/2000=0.25＜0.85，满足要求。动力储备系数2X1000KN/（2X421.9KN）=2.37＞2满总《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设【2010】241号文中牵引设备应按设计牵引力的2倍配置的规定。ZLD自动连续顶推千斤顶技术性能表序号项目单位性能指标序号项目单位性能指标1公称张拉力kN10005穿心孔径mmΦ1252公称油压MPa31.56外形尺寸mmΦ400×Φ15803张拉活塞面积m23.1416×10-27质量kg8004回程活塞面积m21.1074×10-28张拉行程mm2003.7.3转体时间的计算千斤顶的牵引理论速度（mm/min）=泵头流量（L/min）/(2×伸缸面积)理论上由于泵头的实际流量可根据要求从0到14.5L/min进行选择，所以转体的速度可根据设计的要求而设定在规定的时间范围内实现施工要求。根据转体角度85°及上转盘半径4.8m，计算出钢绞线牵引长度L=7.12m。27米转体梁端转过弧线长度为40.03m。现将ZTB15/2泵站流量调整为5L/min计算出千斤顶动作速度V=（5÷0.062832）×60/1000=4.77m/h。1).转体所用时间t=L/V=1.4h=89.5min。牵引钢绞线速度：0.08m/min。2).转体角速度：0.95°/min，即0.017rad/min；3).转体悬臂端线速度：40.03÷89.5=0.46m/min。根据《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设【2010】241号文中规定，转体角速度不大于0.02rad/min，桥体悬臂端线速度不大于1.5/min。上述计算数据均满足规范要求。3.7.4惯性制动距离计算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。为保证转动单元的安全，连续千斤顶以0.8m/min的速度牵引钢绞线，带动转盘转动，那么，梁端以0.46m/min速度转动时，其动能W1=M(V2)2/2=45000×(0.46/60)2/2=1.32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=1.32/2430=0.0005rad此时梁端中心线与梁体就位中线的差距L=αr2=27×0.0005=0.014m。式中W1——梁体的转动动能；M——转动体的质量；α——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0.014m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。3.7.5平衡措施起转时，牵引索的张拉力略小于设计转动牵引索力，其余力采用辅助起动千斤顶施加。各力分级、逐步、缓慢增加，使结构平稳起转。转动时，稳定牵引力，使结构缓慢、匀速转动，转体到位前逐步减小牵引力，使转体减速，利用结构惯性转动到位。在转体过程中梁体会对转体球铰产生横向不平衡力矩。转体前对结构进行称重，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、线路纵横轴线方向设置4台1000KN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6号梁段附近梁段设置2个带刻度,5m3的备用水箱，做为调整转体失衡的备用措施，以便在转体时根据转动单元进行配重）。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。3.8不平衡称重试验3.8.1试验目的围绕本桥的结构和施工特点，将在转动梁体的不平衡力矩、摩阻系数、转体配重、转体偏心控制等方面开展工作，以保证转体阶段的结构安全，为桥梁运营期间的技术管理和技术评估提供依据。进一步完善桥梁水平转体施工方法、提升企业施工技术能力。3.8.2试验内容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。3.8.3试验方法沿梁轴线的竖平面内，由于球铰体系的制作安装误差和梁体质量分布差异以及预应力张拉的程度差异，导致两侧梁段刚度不同，质量分布不同，从而产生不平衡力矩，使得悬臂梁段下挠程度不同。为了保证转体过程中，体系平稳转动，要求预先调整体系的质量分布，使其质量处于平衡状态。原理如下：以球铰为矩心，顺、反时针力矩之和为零，使转动体系能平衡转动，当结构本身力矩不能平衡时，加配重使之平衡。即：M左-M右=M配式中：M左——左侧悬臂段的自重对绞心的力矩；M右——右侧悬臂段的自重对绞心的力矩；M配——配重对绞心的力矩。根据实测偏心结果，对于纵向偏心，采用在结构顶面的偏心反向位置，距离墩身中心线一定距离的悬臂段，堆码加沙袋（或钢筋、钢绞线）作为配载纠偏处理法。要使球铰克服静摩阻力发生微小转动，要的转动力矩应大于等于静摩阻力矩。静摩阻力矩由下式计算：式中，N为转体重量，R为球铰球面半径，μ0为静摩擦系数。3.8.4摩阻系数及偏心距转动体球铰静摩擦系数的分析计算称重试验时，转动体球铰在沿梁轴线的竖平面内发生逆时针、顺时针方向微小转动，即微小角度的竖转。摩阻力矩为摩擦面每个微面积上的摩擦力对过球铰中心竖转法线的力矩之和(见下图)。Z轴Z轴θθ球铰中心OO球铰中心OORRββO’任意截面平O’任意截面平面圆的圆心O’转动体球铰绕Z轴转动摩擦系数计算示转动体球铰绕Z轴转动摩擦系数计算示意图由图得到：所以：其中，；当时，代入公式进行积分得到：此时，当时，，此时与平面摩擦的结果基本一致。所以，当球铰面半径比较大，而矢高比较小时，即比较小时，将摩擦面按平面近似计算。根据研究成果及工程实践，使用四氟乙烯片并填充黄油的球铰静摩阻系数和偏心距用下列各式为：球铰静摩阻系数：转动体偏心距：式中，R为球铰中心转盘球面半径；N为转体重量。3.8.5施力设备及测点布置拟在转盘处施力。N=4500t，R=1.35m，根据经验，摩阻系数μ0=0.02~0.07，估算时取摩阻系数μ0=0.07；得到设计静摩阻力矩为：0.98×0.07×45000×1.35=4167kN.m本试验拟于上转盘下施加顶力。在距转体中心线约4.6m处设置四台1000kN的千斤顶，分别对转体梁进行顶放，用以测试反力值，同时在上转盘底四周布置4个位移传感器，用以测试球铰的微小转动。每台千斤顶要的顶力预计：4167/（4×4.6）=226kN设四台100吨的千斤顶，再备用一台。3.8.6试验步骤⑴转体体系平衡状态判定逐步解除临时固结措施过程中，在撑脚处布置位移传感器，如下图所示。测试步骤：①转体梁施工完成后，布置传感器，读取初读数。②清理撑脚及滑道，逐步解除临时支撑，进行连续测量，判断转体体系的平衡状态。撑脚滑道撑脚滑道位移计位移计撑脚II滑道位移计放置位置⑵称重步骤①在选定断面处安装位移传感器和千斤顶；②调整千斤顶，见图”千斤顶布置立面图”,使所有顶升千斤处于设定的初始顶压状态，记录此时的力值；③千斤顶逐级加力，纪录位移传感器的微小位移，直到位移出现突变；④绘制出P-Δ曲线；⑤重复以上试验；⑥对转体梁纵横向各进行2次上述顶升试验；=7\*GB3⑦确定不平衡力矩、摩阻系数、偏心距；=8\*GB3⑧确定配重重量、位置及新偏心距。=9\*GB3⑨出具供铁路有关部门审批用的转体梁称重试验报告。13m13m千斤顶施力点8m千斤顶施力点8m113m1135x2=10mm5x2=10mm承台处布置千斤顶平面承台处布置千斤顶平面图44325千斤顶布置立面图千斤顶布置立面图说明：以上图中，说明：以上图中，1-应变式位移传感器；2-100吨压力传感器；3-100吨千斤顶；4-承台底垫钢板（250mm×250mm×40mm）；5-千斤顶底座3.8.7测试仪器和设备⑴传感器试验中采用的传感器及其主要技术指标如下：应变式位移传感器：用于测试撑脚处和重心位置处的位移。4个主要技术指标：量程±5mm，精度1/1000，线性度大于0.2%使用条件：受周围环境影响不大。⑵数据采集系统本项目采用美国生产的IOTECHWaveBook512数据采集系统。IOTECHWaveBook512的技术参数如下：满足本次测试的要求。采样率：100万次/秒；分辨率：12bit通道：40个电压通道，16个动态应变通道（3）数据分析软件系统。本次试验采用美国DADiSP数据分析软件包。该软件包可实现本次测试中相关数据的处理及分析，并能做到实时处理，满足及时提供主要测试结果的要求。3.8.8进度安排(1)研究制订试验实施方案：1天(2)试验材料采购及设备配套：1天(3)仪器的检测与标定：1天(4)测点布置及传感器、数据线和相关设备的安装调试；1天(5)按照进度计划要求完成现场测试:1～2天(6)转体平衡配重、摩阻系数及配重：不平衡力矩测试后3天内给出。3.8.9实验配合事项⑴220V电源。⑵100吨以上千斤顶四台到五台。⑶30～40mm钢板若干。⑷工人若干：移动千斤顶等设备、清理撑脚滑道、电工。3.9转体转体角度85°，梁端线位移40.05m，牵引钢束行程7.12m。转体主要利用两台100t连续千斤顶牵引上转盘预埋钢束来启动转体，当牵引无法启动时采用2台100t助推千斤顶顶推，辅助启动，启动后仍采用连续千斤顶牵引。转体千斤顶牵引速度0.08m/min，梁体转动角速度0.017rad/min，梁端线速度0.46m/min，理论转体时间89min。转体施工设备采用柳州欧维姆公司生产的全液压、自动、连续运行转体系统。该系统具有同步好、牵引力均衡等特点，能使整个转体过程平稳，无冲击颤动,由于本系统的泵站采用可调节流量的柱塞泵头，可根据设计要求实现无级调速。转体牵引示意图转体工作准备设备安装、调试转体工作准备设备安装、调试牵引索、千斤顶连接牵引索预紧防倾保险体系准备防超转结构准备拆除支架，静置24小时试转气象信息“自动”状态下启动转体顶升纠偏排除隐患转体过程质量控制同步控制力偶平稳控制主控台泵站千斤顶钢绞线转体监测暂停转体动力小转体倾斜,发现异常转体成功辅助转体辅助转体3.9.1主要设备布置(1)液压机电气设备出厂前要进行测试和标定，并在厂内进行试运转，试转体前由技术人员现场调试。转体前安装好钢绞线、连续千斤顶，在反力孔内插入钢棒，安装2套助推反力梁，拆除砂箱、退出钢楔子解除约束，准备好1000KN螺旋千斤顶及限位型钢。安装助推装置前，将环形滑道清理干净，检查滑道与撑脚间隙。(2)主要设备表牵引动力系统由2台100t连续型牵引千斤顶、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100t的反力作用。每套连续顶推千斤顶公称牵引力(前后顶)1000KN，由前后两台千斤顶串联组成，见下图，每台千斤顶（前、后顶）前端均配有夹持装置。连续千斤顶构造图两台连续千斤顶分别水平、平行、对称的布置于转盘两侧，主控台放于视线开阔、能清楚观察现场整体情况的位置。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，同时要求两千斤顶到上转盘的距离相等。千斤顶放置于配套的反力架上，反力架通过电焊或高强螺栓与反力支座固定，反力支座与反力架提供连续千斤顶牵引反力。连续千斤顶长200cm，支撑采用φ48mm碗扣式钢管支架，搭设宽度3.3m长度3.3m高度依据实际地形布置。支架立杆纵横间距0.6m，步距0.5m。助推千斤顶尺寸φ280×L350mm，行程200mm，绕圆心左右对称布置。(3)主要设备操作方法①设备就位将自动连续顶推千斤顶、顶推泵站、主控台安装在预定位置，把泵站注好油。把油管及各信号电缆连接好。②连接系统电源接好主控台和各泵站的电源，主控台为AC220V，泵站为AC380V。③各顶推泵站的调试把泵站的压力调整在预定范围内。④安装行程开关（感应器）组件⑤主控台的调试将主控台与泵站之间的电缆连接好，启动各泵站后即可开始调试。手动调试，看每个感应器的信号是否正常，各千斤顶的逻辑动作是否正常。各项都正常后自动运行。在自动运行状态下调整出设计要求的运行速度。⑥穿索A、千斤顶安装就位后，将油路同时接通前退锚顶和后退锚顶，开动泵站，将前工具夹片和后工具夹片顶开，同时保压。B、把钢绞线的一端带上引线套，逐一从后顶尾部穿心孔内穿入，此时应注意将前后工具锚板各孔中心找正，再顺次穿过牵引装置上的后、前工具锚板。注意，使用的钢绞线应尽量左、右旋均布；不能交叉、打绞或扭转；不得拆、碰行程开关组件，以免穿束后难以安装、调试、空载联试等。C、将油路卸荷，顶锚板在弹簧作用下回位，把夹片压紧。检查顶锚板上各钢绞线与锚板孔是否对正，同时保证钢绞线没有交叉和扭转，最后用手动拉紧器或其它设备预紧各钢绞线，使各根钢绞线松紧程度基本一致。D、操作各泵站，预紧各千斤顶钢绞线，使各千斤顶钢绞线松紧程度基本一致。E、将前、后退锚顶的油嘴拆下，等松夹片时再装上，以免在顶推过程中因活塞的旋转而将油嘴碰坏。⑦顶推过程调试、穿索及各项准备工作结束后，方可开始顶推。3.9.2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，至此即具备了转动体系脱架的条件。脱架并形成转动体系的目标是要求脱架完成后，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，这时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1.0cm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：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。3.9.3转体施工因跨越繁忙铁路干线，梁体构造特殊性，前期对转体方案进行可靠性检测。提前1个月将施工方案、计划报相关铁路管理部门，于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。除因转体所的配重外，其他机械设备、材料一律不得留在箱梁顶上。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。通过监测标出箱梁的重心，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。⑴试转预紧钢绞线。预埋的牵引索经清洁各根钢绞线表面的锈迹、油污后，每束钢绞线编号，逐根顺次沿着既定索道排列缠绕后，穿过ZLD100型连续转体千斤顶。用YDC240Q千斤顶将钢绞线以1~5KN的力预紧，预紧应采取对称进行的方式，并应重复数次，以保证各根钢绞线受力均匀。预紧过程中应注意保证9根钢绞线平行地缠于上转盘上；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试转。若不能转动，另行研究处理；试转时，应做好两项重要数据的测试工作：每分钟转速，即每分钟转动主桥的角度及悬臂端所转动的水平弧线距离，应将转体速度控制在设计要求内；控制采取点动方式操作，测量组应测量每点动一次悬臂端所转动水平弧线距离的数据，以供转体初步到位后，进行精确定位提供操作依据。试转过程中，应检查转体结构是否平衡稳定，有无故障，关键受力部位是否产生裂纹。如有异常情况，则应停止试转，查明原因并采取相应措施整改后方可继续试转。⑵正式转体①准备工作全部就绪，气象条件符合要求（风速不大于10m/s），各岗位人员到位，先让辅助顶达到预定吨位后，转体人员接到指挥长的转体命令后，启动动力系统设备，并使其在“自动”状态下运行。②在桥面中心轴线合拢前1.5米内监测点工作人员开始给控制台倒数报告监测数据，每10厘米报告一次；在20厘米内，每1厘米报一次；在5厘米内必须每1毫米报告一次，以便控制系统的操作人员能及时掌握转体情况，利于操作控制系统，使转体达到理想的设计要求。③设备运行过程中，各岗位人员的注意力必须高度集中，时刻注意观察和监控动力系统设备的运行情况及桥面转体情况。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。成立指挥小组，由组长对现场统一指挥。采用对讲机进行通讯联络，记录时间和转动后余转值。将实测结果与计算结果比较，调整转速。现场指挥组组成表组别负责人职责指挥组袁韬对转体现场统一指挥、转体前各项工做的检查落实、转体时各项指令的下达。技术组谭兵在转体施工前，技术人员深入现场各个关键部位，检查准备工作是否满足工艺要求，并做好检查签证工作。此外，技术组还要提前作好转体、应急预案，在转体时负责监督关键工序的执行情况，确保转体顺利进行，不超转。监测组刘文军对整个转体过程进行测量观测，控制垂直度，转体的线速度或角速度，转体中梁体与墩柱之间的线型变化，转体合拢时的精度控制。安全组马伟在施工过程中对全体施工人员的安全环境进行检查和保证。同时负责在转体过程中每一道工序质检签证工作。在转体前，对整个转体进行全面的检查签证，确保转体成功。后勤组万刚富负责对全体施工人员提供后勤保障。当转动体系快到预定位置时，迅速将2台1000KN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。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，采用全站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。④本套自动连续转体系统由三部分组成，即连续转体千斤顶、泵站和主控台，其液压原理图如下：a自动连续转体千斤顶自动连续转体千斤顶的结构下图所示。1、后顶穿心套2、油缸3、后顶活塞4、后顶密封板5、后顶锚板6、后顶夹片7、行程开关SQ18、行程开关SQ29、行程开关SQ310、前顶穿心套11、前顶活塞12、前顶密封板13、前顶锚板14、前顶夹片15、行程开关SQ416、钢绞线17、行程开关SQ518、行程开关SQ619、前顶回油嘴20、前顶进油嘴21、后顶回油嘴20、后顶进油嘴1、设备就位按照预先定好的方案，将自动连续转体千斤顶、转体泵站、主控台安装在预定位置，把泵站注好油。把油管及各信号电缆连接好。2、连接系统电源接好主控台和各泵站的电源，主控台为AC220V，泵站为AC380V。3、各转体泵站的调试把泵站的压力调整在预定范围内。4、主控台的调试将主控台与泵站之间的电缆连接好，启动各泵站后即可开始调试。手动调试，看每个感应器的信号是否正常，各千斤顶的逻辑动作是否正常。各项都正常后自动运行。在自动运行状态下调整出设计要求的运行速度。5、分级调压加载的实现：由于各千斤顶间的进油腔并联，油压相等，要实现分级加载必须将所有泵站溢流阀限压调成一致。b分级加载步骤：1.千斤顶加载到启动力的10%加载2.千斤顶加载到启动力的20%加载。。3.千斤顶加载到启动力的30%加载。4.千斤顶加载到启动力的40%加载。5.千斤顶加载到启动力的50%加载。6.千斤顶加载到启动力的60%加载。此时若主梁未转动则再按每级2.5%加载7.千斤顶加载到启动力的62.5%加载。8.千斤顶加载到启动力的65%加载。9.千斤顶加载到启动力的67.5%加载。10.千斤顶加载到启动力的70%加载。11.千斤顶加载到启动力的72.5%加载。12.千斤顶加载到启动力的75%加载。13.千斤顶加载到启动力的75.5%加载。14.千斤顶加载到启动力的77.5%加载。15.千斤顶加载到启动力的80%加载。若主梁仍未被顶动则应停止转体，全面检查所有的转体设备、滑动机构等，并分析原因，采取应急预案。3.9.4备用方案理论上四氟板与不锈钢板之间的摩擦系数很小（≤0.1一般在0.06~0.08），但由于施工现场环境的差异的各种因素的存在，转体初期的摩擦系数还是较大的。用2台100T千斤顶组成力偶助推系统。助推系统应在试转前安装、调试好，以便随时可以投入使用，以增加施工紧凑性，保证施工进度。3.10限位措施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。3.11过转应急措施当由于转动惯性或测量误差，在复测发现已经过转时，可用２台100T千斤顶组成的力偶助推系统，反向顶撑脚，将转动体回转。3.12转动单元的精调精调的目的是为了保证转体后桥体符合设计要求。在下承台顶面与纵横桥向较低位置分别安放2台1000KN千斤顶，对桥体的纵横向高程进行调整。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。在梁顶高程、纵轴线符合设计要求后，在钢撑脚下均揳入4个小钢楔子，完成T构精调。精调过程中控制顶升力不超过设计限值，并在千斤顶顶面和上承台底面之间设置2I28型钢δ=50mm的钢板以扩散局部应力。3.13锁定与封铰精调结束后，立即在钢撑脚与内外助推反力支座之间安放型钢反力架，对转动单元进行锁定。然后清洗滑道上的润滑剂、清理底盘上表面脏物，焊接上下承台间的预埋钢筋、钢件、绑扎钢筋，立模浇筑C45微膨胀混凝土封绞，加强养护，使承台形成整体。考虑封铰混凝土的填充密实情况，在上承台施工时预埋压浆管，对封绞混凝土与上承台底面之间进行压浆填充。压浆管埋置从下向上埋置，以保证压浆时填充密实及压浆管通畅。在施工上承台砼浇注时，一定要预留砼振捣孔。3.14转体施工监控转体施工监测监控是为确保大桥结构转体施工的安全和施工质量所采取的必要技术措施。监测监控将通过结构计算与测试分析，对施工过程中结构的稳定、线型和应力状态的控制提供依据，对施工过程结构状态的变化进行预测并提出有效的控制措施，为施工各阶段的指挥决策提供必要的数据，以保证施工阶段的结构安全，优化施工工序，提高施工质量，并为转体桥梁的设计和施工积累经验；此外，监测监控过程中产生的大量技术数据还将作为桥梁技术档案资料的一部分，为桥梁运营期间的技术管理和技术评估提供重要依据。3.14.1施工监控系统组成监控系统由以下3部分组成：⑴结构计算与量测系统本系统由结构计算和施工过程中的参数监测系统组成；前者获得理论设计状态和施工过程实时跟踪分析计算的修正参数，后者通过施工状态行为的主要控制参数进行跟踪观测，以获取结构实际状态。⑵误差分析系统系统主要由结构参数识别系统组成，为结构参数的校正和修改提供依据。⑶实时跟踪分析系统实时跟踪分析系统主要通过现场上建立的计算模型，对整个施工过程进行施工前的校核计算和施工过程中的仿真计算。3.14.2施工监测监控内容⑴施工监测监控的总任务转体桥梁施工监测监控的总体要求是：通过对转体系统和施工过程进行分析，以及在施工中的全程跟踪测量，为桥梁的转体施工提供必要的测控数据，以确保转体系统的稳定和结构安全，确保拱肋线形和轴线符合设计要求。3.14.3施工监控的工作项目⑴资料收集包括全部设计资料的收集和相关施工资料的收集。由于结构设计参数是根据设计规范、材料出厂力学性能指标等取用的，设计参数取值将与实际情况有所差异，这将影响到施工过程中的实际结构反应的差异。故此，有必要在结构施工前做一些资料收集，以对相关参数进行必要的修正，为施工过程的测量和成桥状态符合设计要求奠定基础。⑵预应力钢绞线张拉应力和变形监测对预应力钢绞线张拉过程中的结构变形与应力测试。⑶支架预压监测现场监测预压过程及卸载过程，每跨5个断面的高程变化，获得荷载-变形曲线，由此确定结构的预拱度。⑷称重和配重的计算模拟通过精确建模和计算，进行称重和配重的计算机模拟和试验。这项工作的主要任务是：通过称重试验确定结构转体的配重，及此时结构的受力和变形状态，为转体的安全顺利进行提供依据。⑸桥梁转体监测①转体前的平衡监测根据6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。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