竖向转体桥转体系统施工技术

竖向转体桥转体系统施工技术适用范围本条文仅适用于采用钢铰支座为转铰的斜腿刚构桥自上而下竖向转体系统的作业指导。施工准备2.1施转体系系统设置竖转系统主要包括：竖转铰、前锚固点、后锚固点、牵引系统、放张系统。2.1.1竖转铰：由两个铰钢支座组成，能在纵向平面内转动，后期为桥梁的永久支座，特殊设计；2.1.2前锚固点：由上连接器以及精轧钢组成，上连接器通过预埋的精轧钢与转动体（斜腿刚构）相连；2.1.3后锚固点：由下连接器以及精轧钢组成，下连接器通过预埋的精轧钢与后锚体（桥台台身或岩体）相连；2.1.4牵引系统：提供竖转的初始动力，手拉葫芦、钢滑轮、电子称以及钢丝绳；2.1.5放张系统：包括上下支架、液压千斤顶、液压泵、主控制台以及钢铰线束。为保证转体的安全，还增加了缆风以及副顶装置。2.1.6通过对结构工况内力的计算分析，确定最佳锚固点位置，在浇注混凝土时预埋准确牢固。2.2技术准备2.2.1根据转体结构特点，计算不同工况状态下内力大小，确定转体方案及所用设备、材料型号。依据确定的转体方案，对结构、转体系统设备、材料进行检算，安全系数均要求大于2.0，确保系统稳定、安全。⑴桥台稳定性检算。根据设计的桥台结构和尺寸，对桥台在转体过程中及转体后的其他施工中作为后锚锭的稳定性做检算，主要是倾覆稳定和滑移稳定检算，倾覆稳定和滑移稳定系数应大于1.5（按工况进行计算）。⑵两侧桥台岩锚及锚索检（计）算。根据岩锚至少应提供的承载力计算应布设的锚索，并对每一个桥台做锚索检算、锚固深度检算和岩锚整体稳定检算（安全系数大于1.5）。⑶转体装置检查。钢束（扣索）检算。根据施工过程中扣索最大的拉应力计算出每束钢束承载的拉力，安全系数大于2.0（孤山为3.0）。桥台、斜腿预埋件强度检算（前、后锚固点预埋件强度检算）。需要对桥台和斜腿中预埋的精轧螺纹钢做检算，对混凝土之间的粘结力和螺纹钢筋对混凝土应力的影响做估计。桥台千斤顶连接器检算。扣索下端连接千斤顶后，通过连接器与桥台预埋件连接，对连接器要进行连接器主梁抗剪计算、销轴计算、销板计算、销板焊缝强度计算。满足要求后方可使用。⑷后锚锭设置。可设置于山体，山体结构不好，风化严重时可依据桥台结构特点，将后锚锭置于台身上，并在台背设置预应力岩锚。2.2.2铰支座安装准备。⑴精确放样支座锚栓孔位置根据设计图纸确定支座中心里程和设计标高。通过铰支座结构尺寸计算出支座下摆四角在基础支承面的里程和标高。使用全站仪精密放样，确定下摆四角点以及锚栓孔位置。在浇注斜腿基础斜支承面时，制作预埋锚栓孔盒。在两支座周边合适位置预埋钢牛腿，作为支座安装后临时加固支架，每个支座周边至少埋4个。锚栓孔盒要有一定的强度，并固定牢固，以免浇注过程中变形。⑵支座锚栓孔清理和校正清理预留孔中预埋盒及孔中污水。使用全站仪精确放样支座中心线，在混凝土表面用墨线弹好每个支座十字线（十字线长度超出支座下摆底板10cm左右），检查预留螺栓孔位置，并通过水准仪对支座四个角点标高进行抄平。对高差不一致的，组织工人进行打磨，直至达到设计标高。并在每个锚栓孔侧面预留锲形槽口，作为支座灌浆剂的灌浆口。⑶支座分中、运输及锚栓加工在支座吊装前准确将支座上下摆分中，并用油漆做好标记，便于安装时与混凝土表面十字线大致对齐，减少精调工作量。斜腿基础距工作场地高差较大，汽车吊不能靠得太近，无法直接整体安装。在现有的场地和机械设备下，采用分件安装。将铰支座按结构拆分为下摆、铰轴、上摆和锚栓，一件一件安装。首先将各部件吊放置基础顶面，对拆分的各部件清洗上油，尤其对上摆、下摆与铰轴间注入钙基润滑脂，对锚栓按设计要求进行加工，在通孔中穿入①18X240钢筋，采用点焊方式与锚栓固定。技术要点3.1支座灌浆时不能一次灌满，以防砂浆体积膨胀引起支座位置移动。3.2钢铰支座安装位置一定要准确牢固，保证两个铰支座位于同一轴线上。4施工工艺流程及操作要点4.1操作要点4.1.1钗钢支座安装采用汽车起重机将加工好的锚栓放入预留的锚栓孔，调整锚栓高度。锚栓安装完成后，开始吊装支座下摆，将下摆吊至锚栓上方，调整位置。支座安装面有倾斜时，支座在重力作用下产生的沿斜面向下的力，支座在斜面加固困难。利用预埋的钢牛腿，焊接成临时支架，支架上安装千斤顶，用千斤顶来克服支座向下滑动，安装在支承面上后检查下摆四个角点。千斤顶做调节和临时加固用。下摆安装到位后吊装铰轴，吊装前检查铰轴起吊中要保持平稳，缓慢下落以免下落时冲击力使下摆错位。安装完成后精确测量铰轴中心线，调整中心线以免产生过大的扭转。最后安装上摆，起吊至铰轴上方调整上摆方向及位置，缓慢下落安装到铰轴上。组装下摆、铰轴和上摆三部分为一个整体。安装完成后支座处于转动状态，采用水准仪依据基础顶面的水准点调整支座顶面标高和支座角度。支座顶面标高满足规范要求后(顶面相对标高不大于2mm)，安装上下摆之间的拉杆以及锚栓螺母对支座进行加固。4.1.2支座调整支座调整是整个分项工程中最为重要的工序。调整分为粗调和精调。下摆安装到位后采用全站仪测量下摆的中心线和四角的标高，根据设计要求采用千斤顶粗调下摆的位置；铰轴、上摆安装后使用全站仪检测铰轴中心、测量上摆中心线，在上摆中心线位置吊一垂球检测上摆中心线是否与铰轴中心重合。粗调上摆四角水平。粗调后采用螺栓锁住支座防止上摆绕铰轴转动。左右支座全都按照要求安装好并以粗调完成后，对两个支座采用全站仪、水准仪精确调整。采用全站仪测量两个支座上摆、下摆、铰轴中心线是否在同一条线，如果有误差将采用千斤顶精调；采用水准仪精确测量两支座上摆四角相对标高是否符合验收要求，如果不符合继续采用千斤顶精确调整，直至调整符合验收要求后紧固支座进入下道工序。4.1.3支座灌浆支座精调到位并紧固后，采用无收缩早强高强支座灌浆砂浆对锚栓孔进行灌注，砂浆从预留灌浆口自流式灌入。在灌注的整个过程中要求技术员、实验员现场指导，严格控制配合比、拌合质量。支座灌浆剂里面含有微膨胀剂，灌浆时不能一次灌满，灌一半时先停下来，待下部砂浆凝固后再全部灌满，以防砂浆体积膨胀引起支座位置移动。4.1.4前、后锚固点预埋、安装（1） 为了满足墩身施工后的转体需要，在墩身施工时应先预埋缆风连接件、转体拉索连接件、精扎螺纹钢等。（2） 上、下连接器的安装、固定①转体的拉索锚固点分别在桥台和斜腿的实体段，在桥台及斜腿施工时，在桥台及斜腿内预埋规格相同的精轧螺纹钢筋，分3组，每组承担一束拉索的拉力。计算每组螺纹钢筋的极限抗拉能力，再检算安全系数，使之符合设计要求。精轧螺纹钢筋后部设置螺母及锚垫板，精轧螺纹钢筋前端伸出混凝土外与上下连接器固定，为保证转体过程中，各施工阶段受力符合理论计算情况，故要保证精轧钢、连接器位置安装的精确性。连接器位置根据设计图纸，精确计算竖立时标高、里程及角度。精轧螺纹钢筋受拉后，其伸长带动周围混凝土产生拉应变，为减小此种效应对结构表面混凝土的破坏，预埋螺纹钢筋的外端1.5m长度范围内采取套管与混凝土隔离。连接器与精轧钢通过高强螺母固定在混凝土表面，为保证每根精轧螺纹钢筋受力均匀，转体前用扭力器对每个高强螺母预紧到60KN。②拆除沟侧军用墩，加固边跨军用梁靠沟侧军用墩影响斜腿的转动，转体前必须先拆除。斜腿及0号块的重心位置在斜腿轴线靠近桥台侧，为防止斜腿底部约束去掉后整个结构向后倾倒，斜腿模板拆除后将斜腿及0号块与军用梁之间空隙、军用梁与桥台混凝土之间的空隙全部支撑紧密。4.1.5张拉桥台内锚固索为满足基底承载力要求，桥台需要利用锚索提供给一个预紧力。在桥台施工时，已经在左右线台后用全自动坑道式液压钻机分别钻了锚索孔，用钢绞线将桥台与山体固定，转体前将每束钢绞线张拉到设计拉力。4.1.6搭设作业平台，安装千斤顶支架、千斤顶转体采用3台600吨的液压千斤顶共同作用，制作千斤顶支架，与连接器用6150mm的销栓相连，材质均为Q345B。搭设作业平台，并用手拉葫芦将上下支架调整在一个轴向上，然后安装千斤顶，接好液压泵，连接到自动控制台，调试完毕后进行扣索安装。放张千斤顶主要组成部件：液压千斤顶3台、主夹持器一个、两个副夹持器、液压泵、主控制台、监控传感器、一台笔记本电脑。4.1.7扣索安装每个斜腿3套千斤顶，每个顶设31根钢绞线作放张的扣索，一共93根（为防止放张过程中因为钢绞线本身扭转，引起位移误差，钢绞线必须保证左旋、右旋各一半）。穿束采用单数单穿，从下支架向上支架方向穿，且每根编号，以免搅在一起。为保证每根扣索受力一致，全部穿完后，用27吨的单个穿心顶将扣索逐根预紧到同等力量大小。扣索后锚固点安装见图5.2.2-2。4.1.8安装提供初转动力的牵引设施转体前，整个结构物的重心位置在斜腿轴线靠近桥台侧，需提供近30吨的牵引力将结构物重心位置牵引过轴线位置。4.1.9安装副顶和缆风绳转体过程中，整体结构物重心由靠后慢慢移动到靠前位置，为防止在过分界点位置时发生突然栽头（钢绞线因自重有一定的下挠，内力突然增大下挠减小），产生冲击荷载无法估算，可能发生意外，因此在斜腿底部安装两台300吨的千斤顶作支撑，防止栽头现象的发生，并同时可以监控斜腿竖转时左右侧是否平衡。转体前用气割将固结斜腿与基础的工字钢割断，安装好副顶，副顶将斜腿底部顶紧。安全5.1制定全面、切实可行的安全质量保证体系。5.2在跨越省道