桥梁转体施工2013521.

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1、桥梁转体施工的应用与发展 四川路桥桥梁工程有限责任公司技术交流会 2013年5月 四川广汉 发言人：谭邦明 桥梁转体施工 桥梁转体施工综述 Part 1 转动体系及关键工序 Part 2 几个问题的讨论 Part 3 展 望 Part 4 ONE桥梁转体施工综述 桥梁转体施工综述 转体施工在国外的发展 1947年法国修建了第一座竖转施工的拱桥主跨110m的肋拱桥。这种 方法一般用于小跨径的肋拱桥，跨径较大时由于支架太高，与满堂支架相比 节省有限，且转动较难控制等特点，并未引起桥梁界 的关注。 1976年奥地利在维也纳的多瑙河上平转了一座 55.7+119+55.7m 的双塔斜拉桥后，桥梁平转施

2、工以 其跨越障碍物的独特优点开始引起桥梁界的广泛关注 1991年比利时修建了平转施工的本艾因桥，该桥 为3x42m+168m的单塔混凝土斜拉桥，转体重量1.95 万吨。 桥梁转体施工综述 转体施工在国内的发展 1975年我国桥梁转体施工的开拓者、转体技术进步的引领者张联燕所长开 始进行“拱桥转体施工工艺”的研究，并于1977年建成了我国第一座平转施工的跨 径70m的肋拱桥遂宁 建设桥。70米钢筋混凝土肋拱实验桥， 施工用木材100m3,聚四氟乙 烯60，钢材15吨,手摇卷扬 机2台，千斤顶8台，一岸拱 箱全宽7米一次转体安装就位 约45小时。实验证明， “拱桥转体施工”具有经济、快速、安全等优

3、点，施工设备省、施工简便、适于地 方施工。由于转体施工不影响交通，也逐渐用于铁路立交桥及较大的通航河流上 。 桥梁转体施工综述 中国桥梁转体施工成就 桥梁转体施工经过近40年的发展，其主要成就为： （1）桥型从拱桥发展到梁桥、梁拱组合体系、斜拉桥； （2）转体工艺从平转到竖转，再到竖转与平转相结合； （3）转动支承体系由环道支承到中心支承，再到中心支承与环道支 承相结合； （4）转轴由混凝土磨心到钢管混凝土磨心，再到钢磨心； （5）转体阶段结构轻型化从钢筋混凝土薄板到钢结构，再到钢混组 合结构； （6）采用转体施工的桥梁达到200余座，转体重量达1.68万吨，转动 体单侧最大悬臂长度近200m

4、。 桥梁转体施工综述 转体施工分类 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 1、自平衡转动体平转 沪杭高铁跨沪杭高速160m梁拱组合结构平转，转体重量1.68万吨。 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 1、自平衡转动体平转 撑脚间隙预留偏小，实测重心偏移5cm，转体32度历时约70分钟。 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 2、配平衡重转动体平转 湖北建始县汪家寨大桥1-70m刚架拱。 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 2、配平衡重转动体平转 撑脚间隙偏小、辅调千斤顶倾倒，背索锚点失效。 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 3、利用扣、锚结构本身进行平衡的平转 跨越湖北清江隔河岩水库的黄陵洞大桥152m混凝土拱 桥

5、梁转体施工综述 转体施工桥例 3、利用扣、锚结构本身进行平衡的平转 美的混凝土拱桥！最经典的平衡重拱桥转体桥例！ 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 4、无平衡重的平转 涪陵乌江桥1-200m混凝土拱无平衡重转体（4x620t)，在八十年代末 修建如此规模桥梁很了不起。 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 4、无平衡重的平转 双箱对称同步转体惊彩！，利用上下转轴偏心提供自转巧妙！目前 仍无来者。 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 5、正角度竖转施工 广元朝天三滩沟桥1-60m刚架拱桥，2t卷扬机！34万！ 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 5、正角度竖转施工 广元朝天三滩沟桥1-60m刚架拱桥，施工阶段结

6、构轻型化，简易设备 修大桥。 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 6、负角度竖转施工 贵州务川珍珠桥1-120m刚架拱桥，拱肋滑模浇注，竖转姿态分两段 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 6、负角度竖转施工 贵州务川珍珠桥1-120m刚架拱桥，开启了悬崖绝壁修建拱桥的另一 个实例。 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 7、竖转+平转施工 广州丫髻沙大桥1-360m钢管混凝土飞燕式拱桥，竖转重约2000吨，10 小时将拱顶提升73m 桥梁转体施工综述 转体施工桥例 7、竖转+平转施工 采用竖转加平转施工，将主跨为360米、宽40米、高80米、重13685吨 的两个庞大转动体系，在7天之内转体安装合拢。仍是目

7、前转体规模最 大的桥梁。 TWO转动体系及关键工序 配平衡重 的平转 1、在转体施工中，竖转施工合适的桥位相对较少；竖转+平转适合于特殊大桥 。而平转施工占了桥梁转体施工的大多数。 2、在平转施工中，无平衡重转体施工对设计、施工的要求均较高，在整个转体 施工中凤毛麟角。 3、自平衡体转动（如T构、连续梁、梁拱组合、斜拉桥等）只需考虑转动体系 的问题，相对较简单。 4、配平衡重的拱桥平转施工，涉及转体施工阶段结构轻型化、平衡重与扣锚一 体化设计。是既有一定的设计难度、应用又最为广泛的平转施工工艺。 以下仅介绍配平衡重的拱桥平转施工。 平转体系 转盘结构 转盘结构 1、转盘分为上转 盘和下转盘；

8、2、下转盘由下盘 及其上的转轴（磨 心）、环道、保险 支墩组成； 3、上转盘由上盘 及其上的磨盖、撑 脚组成。 混凝土磨 心制作 制作磨心：磨心 设在下盘中部预 留的深约70cm直 径2.6m的圆形凹 槽内，是一个高 出下盘顶面10- 20cm的钢筋砼圆 柱球缺面，球缺 面的矢高10cm， 磨心中心预埋有 直径10cm圆钢棒 定位轴。在磨心 顶面设隔离剂同 模浇筑高度70cm 的圆柱形磨盖。 混凝土磨 心制作 1、用同心圆等高检测 下球铰制造质量，不 满足要求的局部用砂 轮机修磨（最大高差 1mm)； 2、在下球铰上铺57 层塑料薄膜隔离层作 底模，将薄膜绷紧形 成圆心薄圆周厚的隔 离薄层，准

9、备浇筑上 球铰磨盖。 混凝土磨 心制作 1、用人工、小拖拉机 或卷扬机帮助推动磨 合上下球铰盖； 2、当一个普通体力的 人可以借助3m长推杆 推动8吨重的铰盖转动 时，球铰的制作即算 验收通过； 3、或提起上盖，其擦 痕接触面超过75%即 认为磨合合格。 上转盘施 工 1、球铰上盖磨合好后提 起上盖，涂抹四氟黄油。 在下转盘上立模，浇筑到 在磨盖四周浇筑到椎体， 在其上浇筑上转盘、拱座 和背墙； 2、注意支架的可拆性， 注意背墙下支架的牢固性 ； 3、上转盘施工完成后应 对上、下转盘进行临时封 固。 钢球铰施 工 1、利用下转盘预埋件 安装下球铰定位骨架 ，骨架安装精度：高 差5mm 、中心偏

10、差不 超过1mm； 2、下球铰精调：盘面 圆周设16个观测点， 利用0.5mm/丝的细牙 螺纹调高； 3、环道分块调高，控 制板块误差、接缝误 差、总体误差。 钢球铰施 工 1、下球铰及环道安装 好后进行下转盘二次 混凝土的浇筑； 2、安装中心定位轴， 注意轴与轴套间的间 隙； 3、安装下球铰的四氟 滑块及四氟粉黄油填 充其间隙。 钢球铰施 工 1、上球铰和撑脚安装 完毕后，绑扎上转盘 钢筋，安装撑脚，分 两次浇筑上转盘混凝 土； 2、撑脚与环道之间预 留14mm间隙，转体前 在环道内铺3mm不锈 钢板和9mm聚四氟乙 烯板； 3、上转盘施工完成后 用钢楔将撑脚固定。 钢球铰施 工 1、解除撑

11、脚临时固定 ，进行支撑体系转换 ，实测撑脚位移情况 对不平衡力矩进行初 步判断，看是否需要 调整转动体重心； 2、必要时利用千斤顶 和位移传感器对转动 体系不平衡力矩进行 测试； 3、确定是否需要配重 。 牵引体系 1、一般按5%8%的 摩擦系数留足足够的 牵引力； 2、转动牵引可用手拉 葫芦、千斤顶、钢丝 绳卷扬机等设备进行 牵引； 3、牵引力较大或对连 续牵引有要求时，可 采用群锚钢绞线连续 牵引千斤顶系统； 试转 1、试转主要验证转动 体重心、牵引系统； 2、试转范围以转动体 不进入被跨构造物的 核心建筑限界为宜； 3、对于跨越铁路等时 间要求严格的转体施 工，通过试转可预计 正式转体时

12、间； 监测系统 1、检测主要内容：扣 、尾索力；转动体重 心；牵引力；转动角 速度；转动体姿态； 就位观测等； 2、通过转动体悬臂的 放大作用，观测转动 过程中重心的实时变 化，决定辅调千斤顶 启动时机； THREE几个问题的讨论 一、 转体支撑体系的选择 1、采用中心支承还是环道支承的 问题？在力学图示上就是点支撑和 面支撑的优缺点问题。总体上讲， 点支撑有利于转动，面支撑有利于 稳定。 从施工难度上讲，点支撑有利于减 少加工难度，而面支撑加工的难度要大。 2、国外一般采用环道支承，遂宁桥采用环道支承，中心支承起定位作用。但 两岸由于制造误差发现：转盘中心支承受力大的较易转动。受此结论启发，

13、 1980年陈维章教授级高工在曾达桥转体中，提出了轴心承重的转盘结构，即 将转动体系的重量完全由中心转轴支承，其环道上只设6个平衡钢轮，保持转 动体系的平衡，从而使摩阻力臂减小，而牵引力力臂较大，使转体更为轻巧 。 一、 转体支撑体系的选择 同时可省去昂贵的聚四氟乙烯，转盘设施加工简单，费用极省。首次使 用中心支承的混凝土球铰， 由于舍去了钢结构的机加工 ，虽花费了不少人工，但总 体上讲制作简便，费用省。从而使桥梁转体施工得以大面积推广。 中国瑞林的程懋芳教 授一直致力于对中心承重 的混凝土磨心的研究及完善工作，其研究结论是：“中心承重、环道与撑脚退 化为防倾保险设施”。其优点为：将减小牵引力

14、矩、简化环道构造。目前该转 动构造已经相当完善、成熟。 一、 转体支撑体系的选择 3、丫髻沙大桥采用环道支承为主 中心支承为辅的方式，考虑了上部 结构作用力在上转盘上的作力位置 有利于力向下转盘传递。但其主要 考量因素还是大悬臂（200m）高 重心转动体的稳定问题。 4、除了稳定因素之外，支承如何 选择呢？其关键是：预留环道与撑脚间的合理间隙（体系转换下沉量、转轴 及环道制作误差产生的间隙量、定位轴与轴套间隙所容许的间隙量）。注意 中心支承为主环道支承为辅结构撑脚设计细节； 5、建议设置转动过程重心微调千斤顶。 二、 采用平铰还是球铰？混凝土铰还是钢铰？ 1、采用平铰的有点：不平衡力矩由上、下

15、转轴间的不均匀反力分布来克服， 转动平稳单接合面受力不可控；球铰的优点：结合面受力基本恒定，不平衡 弯矩转化为转轴间的晃动或撑脚反力。很显然，矛盾外露的球铰虽然增加了 一些麻烦，但成风险可控方面考虑，无疑以球铰为优。特别是大重量、大体 量结构。 2、关于采用球铰还是混凝土铰的问题，中国瑞林程懋芳教授进行了深入的研 究。其主要结论为： （1）国内目前采用混凝土球铰转动的最大重量为苏州一座88m连续梁，为 9000t。 （2）当球铰直径用到3.8m，承受1.5万吨重量时，其应力水平基本与现在常 用球铰应力水平相当。 二、 采用平铰还是球铰？混凝土铰还是钢铰？ 3、部分钢球铰的费用统计 4、个人观点

16、： （1）混凝土球铰已基本能满足常用的转体要求，经济适用。 （2）钢球铰在特别重要的转体工程、经费充裕桥梁、需要提升“洋气”的桥梁 也可考虑使用。 三、结构体系转换的相关问题？ 1、扣索、尾索、上转盘预应力钢束、临时支承解除的协调；充分考虑索温差 对转动体的不利影响；扣索张拉到设计吨位仍未托架时应分析原因，切忌直 接增加扣索力强行脱架； 2、利用张拉托架后的转动体系，在支架上安全进行1:1模型的荷载试验，模 拟转动体在转体过程中可能承受的冲击、风载等相关工况、温度对拱肋合龙 标高的影响，全面考察转动体各部 位； 3、进行调高合龙的相关实验； 4、检查环道与撑脚间隙的合适性。 四、牵引体系配置建议 1、转体牵引时，