转体施工组织设计天津北唐

1、转体施工组织设计一、工程概况本工程为天津集疏港工程一期津山铁路桥西侧坡道开口疏港二线第1合同段中跨越津山铁路的跨线桥，与津山铁路（K189+486.701）相交，中线与铁路交角74.5º。桥位位于北塘编组站南咽喉区,硬横跨电气化区段。跨越铁路线5股，分别为：津山上下行、北环上下行及塘铁储运场专用线。本标段桥梁全长539m，其中跨津山铁路段为双幅后张预应力混凝土T型刚构，斜交正做，桥长130m，单幅桥宽27m。 为保证铁路运营的安全和尽量减少对运输的影响，采用分别在铁路两侧预制转体T构，然后以主墩为中心顺时针旋转就位的转体施工方法。本桥转体的角度为75°。 主墩部位桥梁横断面

2、工程特点和难点：转体施工法在天津地区首次采用，转体重量13300t，为目前津京地区同类工程之最。国内外有转体施工的先例，但一般为单幅桥，且大部分有斜拉索。转体时为单幅转动，施工时有斜拉索可以控制悬臂两端挠度。本桥为双幅长悬臂自平衡T构同步转体，单幅重量13300t，不同于一般转体施工的特点和难度：左右两幅梁转体到位后的平面间距为2m，在旋转就位时，任何一幅梁超转达到一定角度都可能导致两幅梁在梁端发生碰撞。因此，保持左、右两幅梁的同步转动是本桥转体施工的重要环节。在立面上，转体梁悬臂长度达到61m。如此长的悬臂长度意味着，在竖平面内由于不平衡力矩使球铰转动体系产生0.01o的微小转动时，在转体悬

3、臂段的端部就会产生大约11mm的竖向位移（此时，在撑脚处产生大约0.6mm的竖向位移）。因此，无论在转体过程中，还是在梁体线形的调整中，精确控制悬臂段的标高和转体体系的质量平衡，提高体系的抗倾覆稳定能力，就成为保证施工质量、顺利完成边跨合拢段施工的重要环节。 跨线桥的转体施工为本合同段的核心工程。二、转体施工计划2008年8月15日前主梁及梁上附属工程全部完成。（1）主梁称重及配重：8月11日8月20日（2）转体设备安装调试： 8月11日8月20日（3）临时墩：8月11日8月20日（4）桥梁试转： 8月20日（5）桥梁正式转体： 8月26日（6）转体就位封球铰：8月27日8月31日（7）4m现

4、浇合拢段施工：8月11日9月17日三、转体施工、转体施工程序（详见附件2“工艺流程图”）、施工准备1.成立以项目经理为组长的桥梁转体指挥小组，组织机构图详见附件1。 2.施工单位成立转体操作组、工程技术组、对外联络组、质量监测组、安全防护监察组、应急救援组及物资供应组。3、转体设备安装及调试。、转体施工方案及过程控制1、1）称重在桥梁排架拆除后立即对桥体进行称重，桥体称重原理如下:（1）主梁脱架后进行桥体称重，根据不平衡力距推算出所需配载重量；（2）主梁试转后，根据量测监控组所所提供数据，进行二次配重；两段悬臂梁距梁端1m处各布置手动式60t千斤顶8台，分别对转体梁进行顶放,在每台千斤顶上设置

5、压力传感器,用以测试反力值，同时在上转盘底四周布置4个位移传感器，用以测试球铰的微小转动。每台千斤顶需要的顶力：104272/（8×60）=217kN根据设计要求，加固后的复合地基承载力达到14.7kPa,即147kN/m2,由此可知每台千斤顶至少需要217/147=1.48m21.5m2的地基面积来承受千斤顶施力。对于碗扣式脚手架，每根竖向钢管的承载力按30kN考虑，则传递每台千斤顶力时至少需要217/30=7.28根竖向钢管。满足地基承载力、脚手架传力、千斤顶施力条件且达到球铰产生微小转动的不平衡力矩测点布置图示于附图-2、附图-3和附图-4中。图中，1-LVDT位移传感器；2-

6、30吨压力传感器；3-30吨手动千斤顶；4-梁底垫钢板（150mm×150mm×20mm）；5-千斤顶底座（放木或木板垫层）；6-方木（200mm×200mm×2000mm）脱架先后方向 脱架先后方向附图-2 试验布置（侧立面）ABMZMG60m60m位移计千斤顶力脚手架脚手架1说明：附图-2、附图-3和附图-4中：1- LVDT位移传感器；2-30吨压力传感器；3-30吨手动千斤顶；4-梁底垫钢板（150mm×150mm×20mm）；5-千斤顶底座（放木或木板垫层）；6-方木（200mm×200mm×2000mm

7、）在施工用脚手架的基础上，按图中指定区域进行脚手架加密即可。A23456附图-3脚手架局部加密(侧立面)0.3m×6=1.8m1m附图-4 脚手架布置（正立面）1.1m0.3×6=1.8m0.3×6=1.8m0.3×6=1.8m0.3×6=1.8m0.6m×N0.6m×N0.6m×N0.6m×N0.6m×N423562）、配重主梁称重完成后，采用沙袋进行主梁配重，使沿纵桥向的一对撑脚落到滑道上，结构成为双铰状态。2、设备安装及调试1）牵引动力系统本桥每个转体选用一套主从随动控制液压顶升系统，每套

8、自动连续转体系统由两台 ZLD200-300型连续提升千斤顶，两台ZTB25液压泵站和一台 HLDKA-4主控台通过高压油管和电缆线连接组成。每台ZLD 200-300型连续顶推千斤顶公称牵引力2000KN，额定油压25Mpa，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶前端配有夹持装置。2）牵引索转体转盘埋设有两束牵引索，每束由19根强度等级为1860Mpa、s15.2mm钢绞线组成，每根S15.24钢绞线所能承受最大拉力26t。每束承受的最大拉力为494t。预埋牵引索时清洁各根钢绞线表面的锈迹、油污，逐根顺次沿着既定索道排列缠绕后，穿过200t穿心千斤顶。牵引索的另一端在上转盘浇筑时预埋入上转盘混

9、凝土体内，作为牵引索固定端。将预埋好的钢绞线牵引索顺着牵引方向绕上转盘后穿过千斤顶，并用千斤顶的夹紧装置夹持住；先用24t前卡穿心千斤式顶在510Mpa油压下逐根对钢绞线预紧，再通过牵引千斤Mpa油压下束钢绞线整体预紧，使两束牵引索各钢绞线持力基本一致。牵引索索道与对应千斤顶轴心线应在同一标高上。3）转体结构的牵引力及安全系数计算（由设计说明书提供）转体总重量W为133000KN其摩擦力计算公式:启动时静摩擦系数按=0.1 ,转动过程中的动磨擦系数按=0.06，转体拉力按以下公式计算: 式中：球铰平面半径,R=1.9m 转体总重量,W=133000KN 转台直径,D=11m 球铰摩擦系数,静=

10、0.1 ,动=0.06计算结果:启动时所需最大牵引力： 转动过程中所需牵引力：每台千斤顶张拉力2000kN，启动安全系数为： 2000/1531=1.31 转动安全系数为： 2000/919=2.174）设备安装设备标定后按平面布置图安装就位，连接好主控台、泵站、千斤顶间的信号线，接好泵站与千斤顶间的油路，连接主控台、泵站电源；5）拆除上、下转盘间的固定装置及支垫，清理滑道，并涂润滑油以减小摩阻力，撑脚滑道前端涂抹黄油四氟粉。6）拆除所有支架后对箱梁进行配重，全面检查转体结构牵引力反力座是否有裂纹及异常情况。7）辅助顶推措施的准备根据现场条件，将4台100t辅助转体千斤顶对称、水平地安放到合适

11、的反力座上，根据需要在启动、止动、姿态微调时使用。助推千斤顶布置示意图如附图5：助推千斤顶反力梁由240a×250cm工字钢并列焊接形成。两幅桥反力梁共8套。 附图5：助推千斤顶布置图3、试转试转需要检查、测试泵站电源、液压系统及牵引系统的工作状态；测试启动、正常转动、停转重新启动及点动状态的牵引力、转速等施工控制数据；以求在正式转体前发现、处理设备的问题和可能出现的不利情况，保证转体的顺利进行。1）试转前，必须全面检查设备及相关配套设施，保证试转的顺利进行。2）打开主控台及泵站电源，启动泵站，用主控台控制两台千斤顶同时施力试转。若不能转动，则施以事先准备好的辅助顶推千斤顶同时出力，

12、以克服超静摩阻力来启动桥梁转动，若还不能启动，则应停止试转，另行研究处理；3）试转时，应做好四项重要数据的测试工作（1）每分钟转速，即每分钟主桥转动的角度及悬臂端所转动线速度，应将转体速度控制在设计要求范围内；（2）控制采取点动方式操作，测量组应测量每点动一次悬臂端所转动水平弧线距离的数据，以供转体初步到位后，进行精确定位提供操作依据。试转过程中，应检查转体结构是否平衡稳定，有无故障，牵引力反力座是否产生裂纹。如有异常情况，则应停止试转，查明原因并采取相应措施整改后方可继续试转。（3）根据试转启动时、转动过程中的油泵压力，计算出启动时的静摩阻、动摩阻，以及点动时的静摩阻、动摩阻。（4）根据两桥

13、不同转速调整每个油泵的供油量，使两幅桥同步转动。4）左、右两幅桥试转空间控制根据试转位与线路的不同位置关系，提出以下两个方案，其不同点在于：方案一：试转限制梁端角点在最外侧铁路限界外；试转后桥体与方案二：试转限制梁端角点在外,桥体悬停于津山铁路限界外。试转后桥体与铁 5）记录清楚试转阶段观测得到的数据，达到指导转体施工的要求；对试转阶段出现的问题进行处理，达到能够保证正式转体顺利进行的要求。6）试转过程中的应急措施1）转体施工的外部条件（1）转体施工必须在无雨及风力小于6级的气象条件下进行，所以转体施工日期的选择必须以气象条件做依据。（2）根据铁路局有关规定，桥梁转体时采取对线路进行封闭施工。

14、2）设备运行过程中，各岗位人员的注意力必须高度集中，时刻注意观察和监控动力系统设备的运行情况及桥面转体情况。发现任何异常情况必须马上向现场指挥汇报，以便及时处理。3）同步转体控制措施（1）两桥同时启动，现场设同步启动指挥员，用对讲机通讯指挥。（2）转体采用同种型号的两套液压设备，千斤顶公称油压相同，转体时控制好油表压力。4）转体监控（1）随时反映双幅转体的速度是否相同。（2）（3）在转盘钢绞线上做好标记，观察同一转盘的两根牵引索通过穿心千斤顶是否等速。（4）转体就位采用2台经纬仪、2台全站仪观测中线，在主梁梁端设置30cm刻度，梁体精确就位时用全站仪对梁端中线进行观测，每转过2cm向指挥长汇报

15、一次。梁端中线允许偏差2cm。四、临时墩施工在主梁施工完成后，立即进行排架脱架施工，脱架顺序由两端向中墩方向拆除，先拆除底模及纵横向龙骨，使主梁由排架受力转化为球铰受力。此时立即拆除临时墩附近的排架进行临时墩及4m现浇段地基处理施工。临时墩位于铁路限界以外，地基采用8.8m×26m，厚0.5mC30混凝土，临时墩与既有线位置关 临时墩基础施工完成后进行临时墩钢管柱吊装，临时墩采用Ø600mm，壁厚8mm钢管柱。因临时墩距紧邻铁路护栏，在吊装过程中为防止钢管柱向靠铁路一侧倾斜，在钢管柱的顶部及底部设置风缆绳，以保证铁路运营安全。在柱顶预留100cm间隙，待主梁转体就位进行桥体

16、姿态调整后，用千斤顶进行支垫。待4m现浇合拢段施工完成后再拆除临时墩。五、转体后球铰封盘桥体转体旋转就位桥体经姿态调整及临时墩对主梁进行支撑固定后，进行封盘施工。采用帮条焊接预埋于基础和实体块中的钢筋，焊缝长双面焊不小于15cm。采用二次封盘，第一次采用C40E级微膨胀混凝土封上盘混凝土，球铰封盘混凝土见与上下盘间混凝土的整体性。六、转体施工安全保证措施本工程认真贯彻执行铁道部关于既有线施工的一切规章制度。对所有在岗人员进行安全教育和技术交底，认真学习相关操作规程。6）跨线转体期间，派专人进行线路监控，保证运营安全。5、在转体施工前应全面检查各项安全防护设施的落实情况。6、在转体前在箱梁端部设

17、置防撞装置，在箱梁内侧布置4个直径大于1m的橡胶轮胎，防止桥梁转体时发生碰撞。7、转体前备足抢险物资，具体数量如下表3。表3： 抢 险 物 资 表序号设备名称单位数量备 注1200t千斤顶台42工字钢根303挖掘机台24装载机台25高压油管米206液压油吨0.5725t吊车台28设备运输车辆辆2七、转体过程中的应急预案1.中途停下后的再次起动启动。索滑束或断、滑丝。3、施工设备故障。在转体过程中若设备出现故障，立即更换备用设备，备用设备如表3。序号名称与规格单位数量备注1ZLD200-300千斤顶台22ZTB-25液压泵站台2转体前在转体就位位置滑道外缘焊接32限位螺母，当梁体即将就位时在其前

18、端放置I40a工字钢横梁，使工字钢横梁与转盘撑脚接触位置即为转体就位位置。限位装置安装示意图如附图11所示。 附图11 防超转限位装置示意图5、突然停电为防止动力线路出现故障造成突然停电，在转体桥附近各配备一台120KW的柴油发电机，为转体桥施工提供充足的电力保障。6、大风、暴雨等恶劣天气在转体前要准备好雨具，棚布等防风雨设施，转体机具安放在棚内，安置位置要视线良好，以防转体准备及施工期间突发大风、暴雨等恶劣天气。遇6级以上大风天气，停止转体施工。附件1转体施工组织机构图指挥长张宝灵副指挥长井艳明副指挥长刘志强副指挥长郝小平质量监测组转体操作组物资供应组应急救援组安全防护组对外联络组工程技术组附件2： 施工程序及工艺流程转体工作