跨既有线铁路预应力混凝土连续梁转体桥施工工法.docx

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1、跨既有线铁路预应力混凝土连续梁转体桥施工工法1前言随着国家对基础建设的投入，交通道路网得到了迅速发展，转体法施工大跨度预应力混凝土连续梁桥,已经广泛应用于一些横跨既有公路、铁路等建筑物或河道的桥梁施工。转体法施工在整个桥梁施工过程中，不会对其造成任何影响.其技术性能直接关系到施工质量、施工进度、工程造价等因素。由中铁十八局集团三公司承建的长治至襄垣城际连接线跨安居铁路预应力混凝土连续梁桥在转体施工中，通过与各科研单位及生产单位联合研制，采用在国内率先研制出的球型转体支座，顺利的完成了转体，其中梁体单幅转体重量为1.71万t,梁高6.8m,跨度105m,两墩同步转体，是目前国内一次性转体重量最重

2、的转体桥。该工程一次成功顺利转体合龙，工程质量得到业主和长治市领导的一致好评。由于该转体桥在国内首次采用球型转体支座，转体效果明显，技术先进，社会效益和经济效益显著，经总结后形成本工法。2工法特点2.1 本工法针对转体结构特点自行设计球型转体支座，同比传统施工的球较节约了材料、人工成本，大大提高了施工进度。2.2 本工法采用基础施工形成平转法承重、顶推牵引、平衡三大系统，由顶推牵引索连续转体，转体时间88分钟到位，减少了对铁路行车的影响。2.3 本工法采用后置牵引索转体施工，操作简单，杜绝先置索发生锈蚀，损坏钢绞线的情况，且转体完成后，还可以再次利用。2.4 本工法在箱梁施工中采用更为成熟、安

3、全的满堂支架法进行施工，同以往的跨线桥的挂篮施工相比更为安全可靠。3适用范围本工法适用于所有跨铁路、公路、水路的跨线预应力钢筋混凝土连续梁桥施工，其中本工法的球型转体支座、后置牵引索还适用于跨线的转体斜拉桥以及拱桥的施工。4工艺原理本工法工艺原理即在以往跨线桥梁施工基础上，在承台上增加一个转动支座、转体滑道、转体撑脚等，将需横跨铁路、公路、水路的桥梁平行于原有道路施工，施工时使用支架和模板先将需转动桥体预制完成，使用张拉牵引设备以转体支座的中心销轴为转动轴，以桥梁结构本身为转动体，在滑道和撑脚的配合下通过球面之间的相对转动，将桥梁转动到桥位轴线位置进行合拢，这样在不对原有道路造成影响的前提下实

4、现桥梁的横跨。5施工工艺流程及操作要点5.1 施工流程该转体桥采用基础施工形成平转法承重、顶推牵引、平衡等三大系统，其主要流程如下：1）施工方案经铁路主管部门批准后，准备进场；2）改移或改造与施工相干扰的光缆、电线等设施，场地整平，施工主墩桩基、防护桩，开挖基坑，施工下转盘；3）施工滑道支架、钢板，施工撑脚、牵引索反力座，千斤顶反力座，施工支座垫石，安装转体支座，施工上转台；4）施工主墩上转盘，张拉压浆后再浇筑墩身碎，施工临时支撑固结墩；5）顺铁路两侧施工支架基础，搭设满堂支架，采用1.2倍主梁重预压支架；6）搭设模板，绑扎钢筋，现浇箱梁体，分两层浇筑，第一层浇到翼缘板倒角高5cm处，第二层浇

5、筑顶板碎，完成箱梁张拉、压浆，浇筑桥面外侧防撞护栏；7）拆除支架，使主梁处于悬臂状态，对转体结构进行称重，实测其重心位置，进行配重;8）对转体结构进行试转，确定转体的各项参数。根据铁路确定的转体作业时间，进行转体，速度0.0176radmin,一次转体就位，转体作业时间约88分钟；9）锁定上下转盘，对转体结构进行固封；10）搭设支架施工边跨后浇段，张拉边跨合拢预应力钢筋。拆除主墩临时固结；11）采用吊架现浇施工2.5m中跨合拢段，张拉中跨合拢预应力钢筋，施工桥面内侧防撞护栏、桥面系施工，成桥。另外在施工期间应对铁路设施实施必要的安全监控工作，转体时对风速的要求是不大于8ms（相当于5级），转体

6、分为预转体和正式转体两次进行。整个施工过程从梁体正常转动，到转动就位，预计要点88分钟。表5.1转体施工计划表序号转体过程时间min备注1梁体启动202正常转动88梁体匀速转动，速度0.0176radmin3梁体点动10距设计位置0.5m处开始4梁体临时固定10千斤顶临时固定梁体5合计1285.2 施工方法5.2.1 钻孔灌注桩施工本工程主桥采用群桩基础，每个主墩设计主桩38根直径1.5m钻孔灌注桩，单根桩长35.5m,防护桩53根直径1.5m钻孔灌注桩，单根桩长22m。桥梁钻孔灌注桩同其他桥梁相同采用旋挖钻机进行施工。施工中控制要点也同其他桥梁相同主要是桩径、桩长、钢筋骨架的长度和位置、桩混

7、凝土强度。并在最后通过桩基超声波检测桩身完整性。本工程主桥全部桩基经检测全部为I类桩。图5.2.1桩基、防护桩施工照片5.2.2 转体结构下转盘施工桥梁在桩基完成后进入承台施工，转体结构承台由下转盘、转体支座、上转盘、转体牵引系统组成。下转盘（下承台）为支承转体结构全部重量的基础，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转体支座、撑脚的环形滑道及转体牵引与助推千斤顶反力座等。下转盘分两次浇筑施工。第一次在绑扎底层钢筋、侧面钢筋、内竖向钢筋、各种预埋钢筋和预埋件后，立模浇筑3.0m高混凝土；第二次在滑道骨架安装固定后，绑扎其余钢筋，浇筑第二层0.9m高混

8、凝土及千斤顶反力座。5.2.3 环形滑道的安装在撑脚的下方设有11m宽的环形可调式滑道，环道中心的直径为9m,环道钢板采取分节段拼装，在盘下利用调整螺栓调整固定，分节段浇注混凝土。转体时保证撑脚可在滑道内滑动，以保持转体结构平稳。要求整个滑道面在同一水平面上，其相对高差5mm、顶面局部平度0.5mm。图5.2.3环形滑道安装照片5.2.4 球型转体支座安装球型转体支座由河北衡水宝力工程橡胶有限公司制造，转体支座直径为3520mm,厚度为33cm。是平转法施工的转动体系，而转动体系的核心是转动转体支座，它是转体施工的关键结构，制作及安装精度要求很高，必须精心制作，精心安装。转体支座安装采用整体安

9、装，所有零部件均在生产厂家进行安装，支座安装符合GB/T17955-2009中的相关规定。图5.2.4-1ZTQZ-Z型制作安装示意图5.2.5 -1支座在工厂内组装时仔细调平，将上、下摆对中，用临时连接装置将支座连接成整体，在桥梁最终转动前不得拆解和松动。装卸时需用起重设备吊装，支座部件按要求连接好，即可进行安装。在运输和吊装过程中，不能对支座有剧烈磕碰，使支座的对中性发生变化，并应保证支座各部件及油漆面不受损坏。5.2.6 -2在支座安装前，检查支座连接状况是否正常；支座高程是否符合设计要求；支座锚栓和防尘套是否紧密固定；支座上、下摆贴近混凝土的面，保证无灰尘和油渍。5.2.7 -3在现场

10、将锚固螺栓和套筒安装在支座上，并在无环氧树脂砂浆时试安装，确认预留孔位置无误。并凿毛支座就位部位的支承垫石表面，清除预留孔中的杂物和积水，并用水将支承垫石表面浸湿。524-4用楔块楔入支座四角，安放并找平支座，将支座底面调整到设计标高，在支座底面与支承垫石之间留有2030mm空隙，安装灌浆用模板。5.2.8 -5按照环氧树脂砂浆的计算用量将各组分工进行配比搅匀，将搅匀的砂浆全部堆放在支座就位处正中心，将转体支座缓慢下落就位，依靠支座自重将砂浆压平。注意环氧树脂砂浆不能进入套筒预留孔中，在砂浆凝固前检查支座上支座板顶面四角高差不超过Immo5.2.9 -6按照无收缩高强度灌浆料的计算用量进行配比

11、搅匀，采用重力灌浆的方式将灌浆料填入垫石预留孔中并捣实，直至从支座边缘间隙观察到灌浆料全部灌满为止。5.2.10 7灌浆前，应初步计算所需的浆体体积，灌注实用浆体数量不应与计算值产生过大误差，应防止中间缺浆，环氧树脂砂浆坑压强度不低于C50o524-8支座下方浆料凝固后，拆除模板和四角楔块，检查是否有漏浆处进行补浆，并用砂浆填堵楔块抽出后的空隙，拧紧下摆锚栓，支座上承台施工前，需在支座上、下摆之间间隙处采取保护措施，防止桥梁转动前在杂物进行支座内，保护支座滑动面，待灌注上承台后，在支座转体前，及时拆除上、下摆连接螺栓，完成支座安装。图5.2.4-2球型转体支座安装照片5.2.11 脚安装上转盘

12、共设有8个撑脚，每组撑脚由钢管混凝土组成，下设钢板，钢管内灌注C50微膨胀混凝土。撑脚在工厂整体制造后运进现场，在下转盘混凝土浇注完成，球型支座安装就位时即安装撑脚，安装撑脚时确保撑脚与下滑道的间隙符合设计要求。转体前在滑道面内铺装不锈钢板及聚四氟乙烯板，转体前用砂箱作为临时支撑。图5.2.5-1撑脚安装照片图5.2.5-2转体制作、撑脚和滑道安装示意图5.2.12 转盘安装上转盘是转体时的重要结构，在整个转体过程中是一个多向、立体的受力状态，受力复杂，设计采用三向预应力结构。上盘边长14.0m,高3.0m；转台直径中13.0m,高度0.8m。转台是球型支座、撑脚与上转盘相连接的部分，又是转体

13、牵引索直接施加的部位。5.2.13 置牵引索施工为避免同类桥梁埋置牵引索受施工周期长，钢索易锈蚀及断丝、难以保护的缺点。我们采用后置牵引索的方法，即先在上转盘内预留管道及锚下垫板，待转体时穿入钢索，用工作夹片、锚环固定形成牵引索，转体时通过反力座两台连续千斤顶牵拉钢索，带动上转台、墩身及梁体旋转。转体到位后，退出夹片、锚环、钢绞线、封固转台，完成桥梁转体施工。5.2.14 体上盘预应力施工上转盘布设三向预应力筋。顺桥向和横桥向的预应力筋均采用4s15.2钢绞线，采用单端张拉，张拉控制应力为1357.8MPa。张拉端采用OVMI5-12锚具，固定端采用OVM-12P锚具。预应力孔道采用金属波纹管

14、成孔，张拉完成后及时压浆封锚。竖向预应力筋采用抗拉强度标准值为930Mpa的J132精扎螺纹钢，张拉控制应力为937.2Mpa,轧丝锚，采用无粘结套管体系，在上转盘顶面单端张拉。5.2.15 身施工墩身采用矩形实心墩和空心薄壁墩，分别是9#墩、13#墩为矩形实心墩，10#墩、11#墩为空心薄壁墩。模板采用定型钢模，使用吊车组装；2套墩身模板，施工时人工配合汽车吊安装模板。墩柱引墩混凝土1次浇筑完成，主墩混凝土浇筑分2段浇注，第一次浇注8m高，第二次浇筑剩余部分。由于墩顶距离地面较高，施工时要在墩身四周搭设支架围栏进行防护，支架外侧用安全网围好，要设置专门的安全梯，供施工用。高空作业要佩戴好安全

15、带及其他防护用品。将墩身接地线与承台连接好，并在靠近线路设置绝缘板，防止发生触电事故。5.2.16 时固结为抵抗主梁两端可能的最大不平衡弯矩（包括梁纵向不平衡弯矩和横向不平衡弯矩）、转体时牵引力引起的扭矩以及由此引起的主梁惯性力的影响，需要采取有效的临时固结措施。临时垫块平均总支承高度85.0cm,临时垫块上、下层各设四层平均层距IoCm的加强钢筋网。临时垫块分上、下两层，中间夹5cm厚的硫磺砂浆。硫磺砂浆需进行现场配比试验，砂浆强度不小于50MPa,其中预埋电阻丝，以便以后烧融拆除临时锚固。预埋钢筋伸入上转盘1.5m,伸入箱梁腹板1.2m,伸入钢筋与结构钢筋有冲突时可以作适当调整。临时墩预埋钢板施工前，请将上转盘顶面混凝土凿去一部分，保证预埋钢板底面与承台钢筋进行焊接。在钻孔时，尽量采用轻型的钻孔工具，减少对承台混凝土的破坏。为将钢板预埋钢筋与承台混凝土充分连接，采用环氧树脂作为锚固剂，务必保证钢筋的锚固长度。图5.2.9临时固结钢管墩5.2.17 主桥箱梁施工主桥箱梁采用满堂支架进行施工，施工顺序为：测量定位一原地面处理一铺设支架基础T搭设满堂架一预压一调整预拱度T安装梁底模及侧模T绑扎钢筋T安装波纹管一浇注底板佐一安装内模T绑扎腹板及顶板佐T浇注腹板及顶板碎T养生T张拉预应力筋T压浆一封锚。I、满堂支架施工1）地