北盘江大桥 )11、转体施工本桥转体位于 3#墩承台上,转动体系包括 120m 长现浇主梁、 塔柱、3#墩墩身、上盘牵转台、牵引系统;转体重量 159600kN 左 右整体平转角度 60.4 °1) 转体结构构造上转盘直径 14.5m ,高度为 1.8m 上转盘下球缺直径为 7.5m 高度为 1.228m ,结构为三向预应力混凝土结构上转盘下共设 8对撑脚,每对由2个© 900 X22mm钢管组成,钢管内填C50微 膨胀混凝土下转盘球缺高0.276m,直径4.06m,下转盘顶面设2个牵引 反力座和 16 个千斤顶反力座,牵引反力座用于转动结构的启动 及转动,千斤顶反力座用于转体的启动、止动、姿态微调等上、下转盘之间设置球铰,球铰半径 8cm上球铰为凸面, 通过球面体与上部转面连接, 上盘就位于牵转盘上; 下球铰为凹 面,嵌固于下盘顶面, 并与承台固结为一体 上下面板均为 40mm 厚钢板压制而成的球面,背部设置肋条,便于运输、定位下面 板上镶嵌四氟乙烯片,上下面板间填充黄油四氟粉2) 牵引设备:牵引索采用15OS15.2钢绞线,fpk=1860MPa,固定端锚固 在上转盘内,助拉索采用的11OS15.2钢绞线,fpk=1860MPa, 固定端锚固在上转盘撑脚内。
牵引千斤顶及助拉千斤顶型号分别为 ZTD2000 型自动连续 转体千斤顶及 YCD-1200 穿心器千斤顶3) 转体结构施工转盘球铰采用工厂精加工成型, 安装时,其顶口任意两点高 差不超过土 5mm,顺桥向、横桥向误差不超过土 5mm下转盘安装完毕,浇注混凝土固定成型后,安装四氟乙烯 滑块,球面杂物清理干净后涂抹黄油聚四氟乙烯粉润滑剂, 安装 上面板及劲性骨架,球铰平转体系基本形成,进行试转体、转动 一周进行检查,无异常后,进行牵引转盘及墩身施工转体平转时,先启动两个助拉千斤顶分级加载至一定拉力, 然后启动牵引千斤顶分级加载直至结构启动 结构微调由牵引千 斤顶和助拉千斤顶共同完成 先启动牵引千斤顶至一定拉力, 再 启动助拉千斤顶分级加载使结构微动,直至转体精确定位各撑脚与滑道之间保持有3〜5mm间隙,便于转体实施时状 态监控施工工艺流程见“图 1-39 转体施工流程图”4) 防倾保险体系防倾保险体系是转体施工方法中的重要保证措施, 根据设计 构造的特点,转体过程中,转体的全部重量由球铰承担,但转体 结构受外界条件或施工的影响容易出现倾斜 因此,必须设置内 环保险腿和用于调整倾斜的千斤顶。
利用上转盘上© 10m环形布置的撑脚作为内环保险腿,与下 滑道间预留 3〜5mm 间隙,在转体荷载作用下,沿滑道转动时留 有间隙,便于确定荷载状态和转体姿态的调整 滑道上清理干净, 涂抹黄油四氟粉,便于撑脚滑移沿滑道外侧布置 4 台 QCD6000 型千斤顶,便于转体施工过程中,调整转体倾斜姿态5) 限位控制体系限位控制体系包括转体限位和微调装置, 主要作用为转体结 构转动到位出现偏差后需要对转体进行限位和调整使用横桥向倾斜限位与微调: 在上转盘上、 下滑道外侧距桥中线 5m 位置对称布设四台 QCD6000 型千斤顶, 一侧起顶, 另一侧预留 限位,起顶限位值根据实测确定调整完毕,用型钢将上下转盘之间抄死, 撑脚与滑道间抄死水平偏转限位和微调:利用下转盘上敷设的 12 对千斤顶反 力座作为支点, 用两台 QCD-1200 型及 4 台 YCD600 型千斤顶,顶 推上转盘下撑脚,调整转体轴线偏位调整到位后设置限位梁, 将撑脚与千斤顶反力座之间撑死5)平转实施(1)转体前的准备工作① 转体重心位置的确定:用千斤顶对转体部分进行称重② 环形滑道清理干净, 检查滑道与撑脚间间隙, 涂抹撑脚走 道板前端黄油四氟粉。
③ 平转千斤顶、辅助千斤顶、微调千斤顶标定④ 平转千斤顶、牵引索、锚具、泵站配套安装、调试要求 各束钢绞线平直、不打绞、纽结⑤ 助推千斤顶及反推梁安装⑥ 安装微调及控制设备, 作好各种测控标志, 标明桥梁轴线 位置⑦ 各关键部位再次检查包括塔梁固结点、上转盘、塔柱锚 固区、球铰等部位确认签字⑧ 技术准备(技术交底,记录表格,各观测点人员分工,控 制信号,通讯联络等方面)⑨ 转体静置 24 小时后,各种测量数据上报监控组,确认其 是否处于平衡状态⑩ 2#墩、临时墩上限位装置设置好转体范围内障碍清除干 净作业天气要求风力小于 5m/s ,无雨以上准备工作完毕, 经检查无误后, 报请监理工程师及设计 代表签认在铁路部门批准的时段内进行转体2)启动:① 同步张拉牵引千斤顶(ZTD2000型),吨位达到计算动摩 阻力牵引索布置图见“图 1-40 3#主塔墩转体牵引索布置图”② 助推千斤顶分级加力, 按 100KN 一级分级加力, 直至撑脚 走板水平位移观测确定启动,并记录静摩阻力3) 平转:① 同步张拉牵引索匀速平转,主梁端部水平线速度控制在 1.2m/min以内,平转过程中测量人员反复观测塔柱轴线偏位, 梁端部位高程变化。
② 匀速转动,平转基本到位(距设计位置约 1m处)减速,降低平转速度,距设计位置0.5m处,采取点动操作,并与测量 人员配合确认点动后梁端弧长在距设计位置 0.1m处停转,测量轴线,根据差值,精确点动控制定位,防止超转设置止动装 置,详见“图1-41 3#主塔墩转体系统止动装置布置图”4) 定位:① 转体就位后,精确调整转体倾斜位置,并用型钢将上下转 盘抄死辅助墩墩顶与梁底先行抄死防止梁体在外力作用下摆 动② 利用辅助墩墩顶上设置的千斤顶,精确地调整梁体端部标 高,并采取措施抄垫③ 安装2#墩墩顶支座,及辅助墩支座江苏桥)转体过程是通过主墩下部的铰来完成的,铰由现浇的普通钢筋混凝土做成,俗称 “磨盘”下磨盘称磨心,上磨盘称磨盖北津桥磨心顶面以弧曲线向上凸起,矢高10cm,磨心直径红i 1.9m,承受磨盖以上的全部转体重量磨盖直径5.88m, 周边下面对称设置4个钢筋混凝土支撑脚,借以控制转体不平衡引起的倾斜,并 作为转体驱动的传力支点(见图1)图1北津桥为钢筋混凝土连续刚构箱梁结 构,荷载等级汽-20、挂-100,主跨跨径65m,全桥长329.46m,桥面宽10m,转体 自重为1200 t。
转体结构施工程序为:下部(桩)基础f浇筑桩顶承台f磨心整理 (同步预埋监测传感器)磨盖整理f球铰研磨、上黄油f墩壁和刚构箱梁整理f 转体f合拢(先测定并调整好桥的纵轴线和箱梁顶标高)f混凝土封盘(控制好 封盘时间和天气温度)北津桥转体驱动力采用2台150t的普通液压卧式千斤顶, 千斤顶一端靠在临时后座上(在承台表面沿着磨盖支撑脚的环道上预留了许多 缺口,用作设置千斤顶后座),另一端对着支撑脚转体时,最大起动驱动力为 700kN,最小驱动力175kN左右,转体过程中产生最大倾斜时的桥面高差7 cm, 显示整个转体工艺平衡、安全北盘江大桥) 大桥由南北两岸的半跨钢管拱、交界墩、扣索、背索、上盘及平衡重、 转台、球铰保险支撑脚、转体牵引系统组成,转体结构高 68.128m, 前臂长度115.87m,平衡端长度14.83m,合拢段长度2.6m,单铰转 体净重量102301,北岸水平逆转135°,南岸水平逆转180°1•半 跨钢管拱:旋转臂长115.87m,重量11267KN,拱脚以临时铰(铸钢 支座)与上盘支承,在膺架上分19 个节段进行拼装焊接,线型、高 程均按设计图制造坐标控制,钢管拱前端设扣索锚点的锚梁。
2•交界墩:为矩形空心桥墩,高59.253m,底面尺寸为7.194mX 7.155m,按40: 1 (纵向)、50: 1 (横向)设坡,墩帽下尺寸为4.5 X5.0m,壁厚60〜80cm,墩帽尺寸4.9X7.4m,总重量25780KN3•上盘结构:平面尺寸20.03X26.00m,厚6m,呈十字形,500#混凝 土,重59608KN;按三向预应力进行配筋,以能承受在球铰反力、自 重、交界墩重量,扣索、背索、钢管拱自重的外力作用下各工况的强 度4. 转动球铰:设在上盘与下盘之间,基本上转体重量的中心其平面直径3.5m,球面半径8.0m,上下球铰均由36mm钢板车制做成,球铰 凹面镶嵌610块①60X18mm聚氟乙烯滑动片与上球铰钢板密贴,作 为转体时的滑动接触面上下球铰中心设①210mm圆轴控制相对位置 不错动5. 背索:设在交界墩顶与上盘底之间,束倾角 5.02°,布设 42-19 ① 15.24 钢绞线,束长 66.5m,张拉力 42X2285.7=96000KN,应力 0.46s,伸长量327mm由于束有5.02倾角可平衡部分交界墩在扣索 b作用下产生的弯矩6. 扣索:设在交界墩墩帽一侧面与钢管拱前端之间,以作为平衡钢管拱悬臂状态下的束力。
扣索为8-12①15.24钢绞线,束长122m,张 拉应力0.38S,总拉力8X1187.5=9501KN,计算伸长量458mm扣 b索前端通过上锚梁到下锚梁,设P锚作为锚固端,桥墩顶后侧面为张 拉端,当张拉扣索使钢管拱达到设计高程时,采用双锚具进行锚固, 以策安全7. 转台及平衡支撑脚:在上盘底面以下除设有球铰外,尚有缠绕牵引钢绞线的①8.5m转台及沿①7m圆环设置6个支撑腿,每个支腿平面 尺寸2.25X1.10m,底面设有30mm的钢靴板以便旋转时的滑动支 撑腿与下盘混凝土面留有8~12mm间隙,以便铺设不锈钢板与四氟板 作为滑动面8•平衡重:在距球铰中心12.827m的上盘后端加载2500KN,以调整 转体重量的偏心值9•牵引设备:转动牵引索采用4束12①15.2 4钢绞线,一端缠绕在① 8.5m 转台上,另一端为牵引束引入 QDCL-L200-200 千斤顶,每岸配 置4台QDCL-L200-200牵引千斤顶,为了达到牵引同步,牵引千斤顶 的输油泵进行并联 图 3、转体结构三)1.转体结构的稳定计算:稳定系数按KW1.5进行控制;转体 重量的偏心值以球铰中 心为基准向交界墩方向偏心值 e=0.1~0.2 进行计算,计算时假定条件如下:1) 风力按Fw=800Pa计算;2) 钢筋混凝土容重按2.5t/m3计,素混凝土按2.3t/m3计;3) 钢管拱焊缝重量按1.5%计。
计算结果:纵向稳定系数=1.561(计入风力)横向稳定系数=12.583(计入风力)转体结构偏心值e=0.149转体稳定计算表 计算示意图序号项目部位重量(KN)到前撑脚中心水平距离力矩(KN-m)说明1钢管拱桁架1126739.939449992.72刖集中荷载含合拢桁架100111.96911196.93前下扣点锚梁150101.67615251.44前上扣点锚梁25094.16023540.05扣索13044.5625793.06主管施工荷载13354.9047302.21KN/m倾覆力矩Mp合计12030513076.27交界墩纵向风力361.7688415.7风力 0.8KN/m'含风力倾覆力矩Mf合计521491.91转台15003.0314546.52上转盘596088.805524848.43交界墩2578010.261264528.64背索68012.96588。