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1、转体桥施工技术朱海波中铁十四局集团第三工程责任有限公司摘要：青荣城际铁路胶荣上行联络线跨胶济铁路连续梁采用转体法施工，转体结构由下转盘、球较、 上转盘、转体牵引系统等组成。施工中采用精确安装、试转、局部纠偏的措施，完成了转动。关键词：青荣城际铁路转体技术一、工程概况青荣城际铁路胶荣上行联络线跨越胶济铁路设计为(60+100+60)m连续梁(单线)，采 用转体法施工，转体结构长98m，41#墩转体重量为5870t，转角23 44，42#墩转体重量 为 6139t，转角 23 53。图一、转体桥平面示意图二、转体结构转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统等组成。下转盘为支承转体结构全部重量的
2、基础，转体完成后，与上转盘共同形成基础。下转盘 采用C50混凝土，下转盘上设置转体系统的下球铰、撑脚的环形滑道及转体拽拉千斤顶反力 座。上转盘球铰直径4200mm，下转盘球铰直径3000,厚度均为40mm。球铰是平动法施工的 转动系统，而转动体系的核心是转动球铰，它是转体施工的关键结构。上转盘是转体的重要结构，在整个转体过程中形成多向、立体的受力状态，上盘布有纵、 横、竖三向预应力钢筋。上转盘为八边形，高2.0m，转台直径为7.6m，高度0.8m。转台是 球铰、撑脚与上转盘相连接的部分，又是转体牵引力直接施加的部分。转台内埋转体牵引索，牵引索的预埋采用P型锚具，同一对索的锚固端在同一直径线上并
3、对称于圆心。通过对两组牵引索的牵引，形成一对力偶，完成桥梁的转体。图二、转体结构示意图三、球铰制作球钗制作及安装精度要求很高，必须精心制作、精心安装。球钗钗面在工厂制造加工， 在球钗面上按设计位置铣钻四氟板镶嵌孔，同时在下钗面位置上设置适量的混凝土振捣孔， 以方便球钗面下混凝土的施工。1、表面粗糙度Ra12.5Mm;2、球面各处的曲率应相等，其曲率半径之差土 0.5mm；3、边缘各点高程差上1mm；4、椭圆度上1.5mm；5、各镶嵌四氟滑板顶面应位于同一球面，其误差上0.9mm；6、球钗上、下锅形轴、球钗转动轴中心务必重合。四、球较安装及转盘施工1、下球钗安装及下转盘施工下转盘为正四边形，边长
4、14.6m，高3.0m，钢筋混凝土结构。由于球钗安装精度质量高， 下转盘混凝土分三次浇筑，目的是更好的安装下球钗。施工过程中通过预埋定位杆件、精确 测量、局部微调、持续监测等措施定位下球钗。球钗安装要点及球钗安装精度质量控制如下：(1) 保持球钗面不变形，保证球钗面光洁度及椭圆度。(2) 球钗范围内混凝土振捣务必密实。(3) 防止混凝土浆及其他杂物进入球钗摩擦部。(4) 球钗安装顶口务必水平，其顶面任意两点误差不大于1mm。(5) 球铰转动中心务必位于设计位置，其误差：顺桥向土 1mm，横桥向1.5mm。2、上球铰的安装混凝土强度达到要求后，首先进行下球铰的清理工作，工作内容包括：钢丝刷打磨上
5、下 球铰曲面的铁锈，吸尘器清理销轴及四氟乙烯块孔内杂物。安装销轴：将黄油聚四乙烯粉按计算量填充销轴孔内，保证销轴插入孔内后黄油溢出孔 内，在露出销轴孔外的销轴上涂满黄油聚四乙烯粉，保证上球铰安装后黄油聚四乙烯粉从上 下球铰之间溢出为准；安装四氟乙烯滑块：根据聚四氟乙烯块的编号将球铰滑动片安装的相应的嵌孔内，安装 完成后，检查各滑动片是否处于同一球面上，误差上0.9mm。检查合格后，在球面上滑动片 见涂抹黄油聚四乙烯粉，使黄油聚四乙烯粉均匀充满滑动片之间，并略高于滑动片表面，保 证滑动片顶面有一层黄油聚四乙烯粉。涂抹完黄油聚四乙烯粉后，严禁杂物掉入球铰，并尽 快安装上球铰。图三、安装四氟乙烯块图
6、四、安装上球铰安装上球铰：将上球铰清理干净后安装至设计位置，安装过程中禁止碰撞上球铰。球铰的试转及锁定限位：上球铰安装就位后，推动上球铰转动两周，保证球铰间黄油聚 四乙烯粉搅拌均匀并使多余的黄油聚四乙烯粉从上下球铰间溢出，同时验证了球铰能否顺利 转动。试转完成后，用钢筋从四周固定上球铰，保证其在浇筑上承台过程中不再转动。为保 证泥沙和杂物不掉入球铰摩擦部，用胶带缠绕封闭上下球铰吻合面。五、上转盘的施工撑脚的定位加固：撑脚在施工过程中，需要特别注意第一，两组撑脚的连线(通过转动 中心)垂直于横桥向中心线，后期转动过程起到“安全腿”的作用。第二，设计上撑脚下有 30mm净空要求，撑脚必须使用木楔子
7、垫高加固，撑脚周边辅助钢材加固。牵引索安装：上转盘内共预埋两组J15.24高强度低松弛钢绞线，每组钢绞线由20根 组成，两组钢绞线横断面上分层布置，平面上对称布置。设计方案如下图所示：图五、牵引索安装示意图施工要点：第一，钢绞线的长度必须保证在转体就位后缠绕在转盘上的钢绞线至少剩余 一周圈整，这样才能保证转盘始终处于钢绞线的包裹力下；第二，钢绞线伸出转盘处应平稳 过渡，即采用大曲线预埋，保证在转体的过程中钢绞线受力均匀；第三，钢绞线伸出转盘时 应20根并排伸出，这样能保证转体时20根钢绞线同时受力。牵引反力座、千斤顶反力座施工：牵引反力座为牵引千斤顶提供支撑力，施工中应注意 牵引反力座的外观尺
8、寸要求，主要指牵引反力座槽口必须与牵引钢绞线走向重合，槽口高度 必须能够保证钢绞线通过。千斤顶反力座是转体桥梁超转后“倒退”的技术保证措施，其外边线的连接必须保证垂 直于滑道，才能保证防止千斤顶反推时撑脚对称受力。砂箱的设置：砂箱的设置保证了后续墩台及梁体施工时球铰不受力（避免四氟块长时间 受力产生塑性变形影响球铰的转动质量），每个千斤顶反力座上设置1个沙箱。锁定：将上转盘与下转盘间钢筋部分钢筋焊接起来，完成对上转盘的锁定，防止后续施 工时梁体转动。六、称重与配重墩台、梁体施工完成后，梁体按理论重量初次配重，拆除砂箱后，梁体处于自由状态。 为实现梁体顺利转体，需要经梁体的称重与配重。方法：称重
9、指通过在转盘下设置千斤顶给梁体施加向上作用力测出梁体的偏心弯矩、球 铰的静摩擦力。测定的梁体偏心弯矩指导对梁体进行配重，使梁体达到平衡。测定的静摩擦 力检查球铰的施工质量并指导牵引千斤顶空转试调。七、转动1、转体牵引力计算转体总重量 W=58700 (61390) KN其摩擦力计算公式F=WXM启动时静摩擦系数|J =0.1，静摩擦力计算公式F=WXp =5870 (6139) KN转动过程摩擦系数p =0.06转动过程摩擦力计算公式F=WXp =3522 (3683.4) KN转体拽拉力计算：T=2/3X(RXWXp ) /DR-球铰半径，R=1.5mW-转体总质量，W=58700 (613
10、90) KND-转台直径，D=7.6mp 二球铰摩擦系数，p静=0.1, p动=0.06,计算结果：启动时所需最大牵引力T=2/3X(RXWXp静)/D=772.38 (807.76) KN转动时所需最大牵引力T=2/3X(RXWXp动)/D=463.43 (484.66) KN注：以上启动时所需要最大牵引力和转动时所需要最大牵引力按单组撑脚与球铰共同受 力时工况考虑，且须两端同步牵引。括号外数据适用于41#墩对应的转体结构，括号内数据 适用于42#墩对应的转体结构。2、试转试转目的：检验球铰施工质量；为梁体正式转动提供技术参数。两组牵引千斤顶按同一频率供油，通过供油频率改变牵引力；主控台笔记
11、本电脑可同时 控制两座千斤顶同步、不同步进行牵引。牵引有两种模式，即连续牵引模式和定距模式。连 续模式指在主控台上设置泵站对牵引千斤顶的供油频率实现千斤顶连续作业;定距模式指可 在主控台上设置牵引千斤顶单次出缸位移。试转方法:试转总角度3，为采集数据，分两个阶段进行试转，第一阶段连续转动2， 第二阶段定距模式多次转动剩余1。第一阶段，梁体连续转动2，梁端应走行线位移L1=n R/90=1710mm，试转开始，测量 班时时监控梁端位移，当梁端位移接近目标(2 )时，即可停止第一阶段试转，详细记录连 续转动时供油频率H1、所用时间T1、梁端走行线位移L11、牵引千斤顶累计出缸长度S1、 启动牵引力
12、、转动牵引力。第二阶段，梁体定距模式转动剩余1,梁端应走行线位移L2=n R/180=855mm,定距模式下设置牵引千斤顶出缸距离=L2XS1/（2XL11），理论上梁端应该走行0.5,以此类推， 每次梁端走行剩余位移的一半，理论上走行6次梁体在水平方向即可就位，此过程详细记录 总用时及每次千斤顶设置的出缸长度S和梁端行走线位移L,平均得出L/S。试转采集试转数据如下第一阶段42#墩供油频率H1=30Hz、所用时间T1=327、梁端走行线位移L11=1652mm、 牵引千斤顶累计出缸长度S1=137mm，启动牵引力为58.7t。42#梁体实际转动速度角速度3 1=（L11/R）/T1=0.00
13、977 0.01 rad/min（设计速度）。41#墩供油频率H1=30Hz、所用时间T1=327、梁端走行线位移L11=1574mm、牵引千斤 顶累计出缸长度S1=131mm，启动牵引力为76.8t。41#梁体实际转动速度角速度3 1=（L11/R）/T1=0.00931 成（1）N卜WUL11371读1DE1汨空皿3541553虹职i&4芳51317203LL.9+317ZHZ+JIZaW4E99L2.3S12.0348HG2.D4S期BI2.0CI54g112532L2.W622L2.5U27229210.503ID明.22；M0631164.25从上表得出，42#墩梁端线位移/千斤顶出
14、缸长度=12.03, 41#墩梁端线位移/千斤顶出缸长度=12.04；正式转体需时计算：扣除已转角度，并在最后1范围内精确定位。联某浅才线 feS（run）剩金总ftl度 （rsjil谗续帔动#BIS提 (rad/min)时(nin)最后V ffi dt(inh)总满时(1)(2)(a)=(O*a/I80 -(2)/R(4g魅 14)42#地23 S3 -24650.36&590.017460.349140,0097735.741.7237,454123“时2406CL 365180.017460.347720.0093137.35L7239.07已批准天窗点110分钟，扣除设置防护、撤除防护时间共20分钟，牵引千斤顶在供油 频率H1=30Hz条件下施工时间能够满足批复天窗点要求。3、正式转动有了试转技术参数，正式转动就按部就班的实施了，转动过程中还是出现了小问题：持 续转动过程中，一组牵引索出现松弛，可能原因：（1）牵引所锚固段脱落；（2）两组千斤顶 出顶不同步。通过专家现场查看、分析，最后判定是后者。解决方法：1、千斤顶卸载，通 过倒顶，
