云里大桥连续梁转体施工技术.doc

云里大桥连续梁转体施工技术1工程概况云里大桥位于苏州市苏南运河三里桥段，横跨京杭运河，东面是文化名镇同里，西边是吴江市区。该地区经济比较发达，大运河航运繁忙。为减少施工过程中对航道的干扰，设计上考虑将主跨沿两岸整体现浇，转体90合拢。本桥全长349.8m，宽17.5m，其中主跨(35+75+35)m空腹式预应力混凝土连续梁，两岸主墩对称布置，跨中3m为合拢段，为了使主墩两侧的梁重量平衡，边跨设平衡重，并将引桥连续梁的边支点压在平衡重上。主桥横向设4片主梁，间距为4.38m，空腹式主梁上弦杆为直线，下弦杆为拱形曲线，中间设立柱，主梁之间由横系梁连接，上、下弦杆交会后形成实腹段。为了加强横向刚度，在墩帽两侧的拱片间设剪力撑(见图1、图2)。图1主桥侧面图2半桥仰视平面2转盘的制作 转盘是转体施工的关键部位，考虑到连续梁使用状态的要求，转盘分2种，其一为钢筋混凝土铰支承，后期作为固定支座；其二为圆盘四氟板滑动支座，后期作为桥梁的活动支座。承台的基本尺寸：高1.85m，长16m，宽12.7m，中央为直径7m的圆。沿直径为6.5m的圆周上预留若干个槽，作为转体时设千斤顶的后座板。槽深40cm，平面尺寸为20cm15cm。铰支承的下盘磨心直径为1.9m，位于承台中心的顶部。其曲面顶距承台顶面为30cm，球体半径为4.563m。上盘为墩帽的一部分，宽2.8m，长16m，墩帽中央设上转盘，宽2.8m，距承台顶面10cm，上磨心有凹曲面，净高20cm。其中曲面高10cm，挡边高10cm，平面直径1.92m，凹面球体直径4.583m(见图3)。图3混凝土铰支转盘承台浇注时中央留出深1m、平面尺寸4.5m4.5m的槽，在槽内布置磨心钢筋，混凝土强度为C40，混凝土浇至承台顶面时，开始制作下磨心和上转盘，步骤如下。(1) 检查模板的质量：做下盘时，用几层三合板加工成模，接头平顺，内侧用砂纸磨光并打蜡。(2) 控制球面的弧线准确度：先按半径4.563m做好球面刮尺，浇注前在平面中心竖一根钢筋，混凝土浇好时，将尺套在竖直钢筋上预计标高处，旋转刮平球面。(3) 做好球面的1cm厚磨耗层：球面混凝土强度要高。用高标号砂浆(或原浆)，做好这1cm的磨耗层。混凝土初凝后，认真压实收光。(4) 精确测量混凝土球面：等混凝土有了一定强度后，进行精确测量混凝土球面，把圆周等分若干。沿径向再等分若干，精确测量各个交点的标高，计算出误差，进行磨光或修补。严格控制误差在1mm内。(5) 上盘的浇注：下盘做好后，将周围的模板重新加厚到4层约1cm左右。顶面刨光，棱角平滑，并和盘心顶面一起涂上若干次黄油。再立好外模，绑扎钢筋，预埋好转动用的杆件或锚环，浇注混凝土。注意振动棒不能触到盘心顶面。(6) 修整转动接触面：当上盘混凝土强度达到要求时，即可将上盘吊起架空支牢。拆除盘心周围的模板。用砂轮机将周边棱角磨成圆角，顶面初步磨光。落下上盘，转动几周再吊起，检查圆滑程度。若有不平滑之处，继续处理直到满意为止。用压缩空气吹去粉尘和碎屑。再用水冲洗干净，将表面晾干或烘干，分若干次涂上黄油，每次都须干后再涂下一层。涂好后，处理干燥，落下上盘即可浇注墩帽。四氟板圆盘的尺寸见图4，下盘四氟板转盘的钢筋布置和混凝土铰支转盘相同，只是在承台中央预留一个孔，孔的周围用3mm钢板卷制而成，平面尺寸见图5。孔深33cm，底子封闭，留作上盘的中轴插入用。孔顶和四氟板顶面平。图4四氟板转盘图5四氟板中间轴孔下盘的钢板直径2.58m，厚6mm，用钢筋焊接在下部的钢筋上，标高根据设计而定。四氟板为厂制，厚3mm，直径和钢板相同，用环氧树脂将其粘起。上盘不锈钢板厚3mm，钢板厚20mm，周围点焊成整体，直径2.5m，中间留略大于10cm的圆孔，将钢轴穿在中间，轴直径10cm，长70cm，轴插入孔内30cm深。为了转体时布置千斤顶，可在墩帽宽度方向两侧各设可拆装的临时支撑杆墩，其尺寸为50cm80cm205cm，用4束(3根15)钢绞线张拉锚于墩帽上。注意浇注墩帽时要预留孔道，见图6。图6拆装杆示意3转体力学参数 3.1转体力矩转体时使用4台千斤顶，2台Ycw150型，2台Ycw100型。根据千斤顶校验的有关数据和压力表读数可以求出千斤顶每次的推力，由推力和力臂，计算出转体力矩，并求出4台千斤顶的力矩之和。见表1。表1实测转体力矩统计表转盘型式试转起动力矩之和kN.m正式转运行力矩之和kN.m四氟乙烯板7 7402 048混凝土球面3 2581 5573.2转体中摩擦系数计算静摩擦系数时，试转的实测起动力矩能代表静摩擦特性，计算动摩擦系数时，正式运行的实测运行力矩能代表动摩擦特性。根据施工实践，建议在计算静摩擦系数时用试转时起动力矩之和；计算动摩擦系数时，用正式转体的运行力矩之和。应用微积分原理，转动力矩M的算法为这里，R为圆盘半径，为摩擦系数，N为圆盘上的压力。根据表1的实测M值，按照上式可以计算出混凝土球面转盘的静摩擦系数为0.261，动摩擦系数为0.125，四氟板盘面的静摩擦系数为0.471，动摩擦系数为0.125。3.3转体中的平衡转体重量为1970t，其中边跨重量对转动支点的弯矩为197515.6kN.m，中跨重量对转动支点的弯矩为202040.3kN.m。故由不平衡弯矩引起的偏心距为0.48m。在实际转体中，应配置一定的平衡重，使偏心距控制在R/3以内。4转体实施4.1千斤顶的布置(见图7)图7转体时千斤顶布置在转体前将混凝土拆装杆张拉锚固好。将4台校验好的千斤顶，安放在直径为6m的圆周上，承台上预留槽孔中，选择较合适的孔插入木桩或钢桩，千斤顶与桩之间用木楔或钢锲塞紧，千斤顶和墩帽间用桥梁旧橡胶支座垫起，保护墩帽混凝土不被损坏，并使千斤顶和墩帽边垂直。加足液压油，量好力臂，油表归零。4.2转体指挥员下达转动命令，4台千斤顶同时开启。当墩帽出现转动时，各表的记录人员立即记下油压表的读数。转动继续进行，正常运行，同时记下各表的读数和千斤顶的力臂，由于千斤顶行程小，应经常变换千斤顶的工作位置。重复上述步骤，直至完成转体为止。4.3转动中桥面标高的调整当测量控制人员发现两端的标高变化较大时，即应采取措施控制两端标高的变化。本桥采用人群荷载调节平衡，当偏差纠正以后，按正常时的配重进行控制转体，直至转体到位置后为止。这种方法，一般都很有效。4.4转体效果云里大桥转体效果非常好，先转体滑动支承转盘，上午从8:30开始，到11：10转体已成功，历时160min，中间还用去20min调整主梁的标高。平均角速度为90/140min=0.65/min。千斤顶的力臂选得大，转体省力，转速慢；力臂选得小，转时费力，转速快。施工时视具体情况而定。根据两侧转体效果看，转体施工是比较平稳的。4.5转体过程中的测量控制中线测量控制：用经纬仪控制中线，一般不会出现异常现象，也可在边墩盖梁提前放出中线点，使边线点和梁上相应点重复即可。水平测量控制：水平控制用水平仪。但是桥面较高，风大，水平仪往往误差太大，不能正确指导转体。在实践中，科研组设计了联通器用于测量高程变化，效果非常好。其方法即：在梁端和转盘中心的桥面各放一个竖直杆，杆上绑上带刻度的塑料管，相互间均用塑料管联通，灌入清水或带色的水，记下各管中水面的刻度数。以后监测桥面高差变化。5结语(1) 转体施工的连续梁可以在陆地上搭设支架一次现浇，因而施工速度快，所需设备少，节省材料。施工期间对河道几乎没有影响，即使在合拢段施工时，也可以正常通航。(2) 转体施工，转盘型式很重要，它对转体施工有直接的影响，目前已施工过的转盘有多种型式，如钢球支重轮型，混凝土球面铰型或混凝土凹面铰型(均指下盘)，钢板与四氟板型，不锈钢板与四氟板型等。(