转体桥梁施工方法

（水平）转体施工法1、概述1975年我国开始研究拱桥转体施工工艺，1977年完成首座70m跨径钢筋混凝土箱形拱肋施工试验。转体施工分类：平衡转动体系转体施工、无平衡重转体施工、竖向转体施工。然后派生成先竖转再平转施工方法。环道与中心支撑相结合的转盘结构、中心支撑转盘结构平衡转动体系转体施工主要设计计算项目（1）转动体系重心计算（2）转盘上的交界墩应力计算（3）转盘上板是转动体系的主要基础（4）半跨结构转体阶段设计计算（5）重要部分的设计与分析（扣点、锚固点、拱脚铰、转轴等）（6）转动牵引力的计算（7）转动体系的稳定计算（8）转动体系的抗风计算（9）环道或走板的应力计算平衡转动体系转体施工转体结构是由环道与中心支撑相结合的转盘结构。转动体系由牵引反力座、下转盘、转轴、上转盘、撑脚及环道组成。转体下转盘是支撑转体结构全部重量的基础，下转盘上设置转动系统的下球铰、保险撑脚环形滑道及转体拽拉千斤顶反力座等，滑道钢结构采用预制拼装办法进行施工。转动球铰是整个转体的核心，制作和安装要求精度很高，需要精心制作、精心安装。上下球铰安装要保证球面的光洁及椭圆度，球铰安装顶口务必水平；上下球铰间按设计位置镶嵌四氟板，四氟板间涂抹黄油和四氟粉混合物，上下球铰中线穿定位钢销，精确定位。最后上下球铰吻合面外周用胶带缠绕密实。上转盘附着在下转盘上安装，固定成型检查无误后在支架上立模板、绑扎上转盘钢筋、浇注上转盘混凝土，完成上转盘施工。平衡转动体系转体施工环道与中心支撑相结合的转盘结构：平衡转动体系转体施工环道与中心支撑相结合的转盘结构：平衡转动体系转体施工环道与中心支撑相结合的转盘结构：平衡转动体系转体施工施工计算转体牵引力转体摩擦力计算公式:F=W×μ转体牵引拉力T计算公式:T=2/3×(R×W×μ)/D式中：R为球铰平面半径W为转体总重量D为转台直径μ为球铰摩擦系数，启动时静摩擦系数按μ=0.1，转动过程中的动摩擦系数按μ=0.06平衡转动体系转体施工施工计算转体倾覆稳定性、抗风力等级计算

转体倾覆稳定性计算根据《铁路桥涵设计基本规范》，风荷载计算应按下式进行：W=k1*k2*k3*w0 其中为k1体形系数 K2为风压高度变化系数 k3为地形、地理条件系数

w0为基本风压值，根据“全国基本风压分布图”，取最大可能基本风压值如W0=600Pa，属于11级暴风。 T构最大迎风面积见下图，重量7200t，D为3.5m。R=1.5m。风力正向作用在迎风面积上，风力重心到底部的距离为37m。K1、k2取1.3,K3取1.5 最大风力为：F=600*678*1.3*1.3*1.5=1031KN 最大风力产生的撑脚反力： R=1031*37/3.5=10899KN相应的静摩擦力：F=10899*0.06=654KNT构抗风稳定系数μ=(72000*3.5)/(1031*37)=6.6，满足11级暴风荷载作用下的抗倾覆稳定性要求。二转盘主要施工方法

四、球铰安装

2.2

球铰构造转体系统由下转盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成，转体完成后，上下转盘共同形成承台。1、球铰的组成球铰分上、下球铰，球铰间为四氟乙烯板、固定上下球铰的钢销、下球铰钢骨架。钢球铰分上下两片，上下直径大小、球缺高度，钢板厚度均按照设计要求尺寸加工。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。球铰制造精度控制如下：a、球面光洁度不小于▽3；b、球面各处的曲率应相等，其曲率半径之差±0.5mm；c、边缘各点的高程差≯1mmd、椭园度≯1.5mm；e、各镶嵌四氟板块顶面应位于同一球面上，其误差≯0.2mm；f、球铰上、下锅形心轴、球铰转动中心轴务必重合。钢球铰面在工厂制造，在下球铰面上按设计位置铣钻四氟板镶嵌孔，同时在下球铰面上设置适量的混凝土振捣孔，以方便球铰面下混凝土的施工。球铰安装2.1安装下球铰施工中要精确安装下球铰，下球铰精密对位后进行锁定。在混凝土灌注前将球铰中心轴的预埋套筒精确定位并固定，以便中心轴的转动。下球铰骨架固定牢固后，吊装下球铰使其放在骨架上，对其进行对中和调平，对中要求下球铰中心，纵横向误差不大于1mm，施工采用十字线对中法，水平调整先使用普通水平议调平，然后使用精密水准仪调平，使其球铰周围顶面处各点相对误差不大于1mm，然后固定调整螺栓。安装四氟乙烯板涂抹黄油安装上球铰（1）在下球铰上安装四氟乙烯片，四氟乙烯片φ60mm×20mm规格，允许应力100Mpa，四氟乙烯片在工厂内进行安装调试后编好号码，现场对号入座，安装时把下球铰表面和安装孔内清理干净，安装后要求顶面在同一球面上其误差不大于0.2mm；安装上球铰（3）在上球铰球面上也均匀的涂一层黄油和四氟乙烯粉，安装上球铰精确定位，并临时锁定限位并通过定位销轴使其上下球铰中心重合。上球铰精确定位并临时锁定限位，上下球铰吻合面外周用胶带缠绕密封，严禁泥砂或杂物进入球铰摩擦部。轴销的安装上球铰就位球铰安装要点：a、保持球铰面不变形，保证球铰面光洁度及椭圆度。b、球铰范围内混凝土振捣务必密实。c、防止混凝土浆或其它杂物进入球铰摩擦部。球铰安装精度质量控制如下：a、球铰安装顶口务必水平，其顶面任两点误差不大于1mm。b、球铰转动中心务必位于设计位置，其误差：顺桥向±1mm；横桥向±1.5mm。2.1下承台施工对环形滑道槽位置进行打磨，滑道槽表面平整度及高差控制在1.0mm以内。4、环形滑道施工环形滑道由表层厚5mm的四氟板，下层为厚5mm不锈钢板。不锈钢板镶嵌于下承台打磨好的环形滑道槽内；四氟板通过环氧树脂粘贴于不锈钢板上。四氟板上的普通钢板是为钢支撑作垫板的。钢支撑下垫板厚10mm绑扎托盘、转盘钢筋、安装8对600mm钢撑脚，钢撑脚上端埋设于转盘中500mm，下端露出785mm，底部距下承台滑道顶面15mm。。5钢筋工程6牵引索预埋转盘底层钢筋安装完成后，及时安装牵引索钢绞线。钢绞线在混凝土内采用H型锚具锚固，锚固长度不小于3m，并按牵引索方向圆顺地缠绕在转盘上，引出混凝土端部采用φ80mm的弧形钢管，钢绞线从弯曲的钢管中穿出。利用固定在底层钢筋上的定位钢板确定钢绞线的平面位置和高度。最后在转盘范围及钢支撑内浇筑混凝土。（4）绑扎上转盘内钢筋及埋设各预埋件

在准备工作完成后，按照设计及规范的要求进行钢筋的绑扎，设计、施工各预埋件埋设（转体牵引索、转盘临时固定用钢板、精轧螺纹钢通道、下塔柱预埋钢筋）。注意：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，设计采用双向预应力结构。转台是球铰、撑脚与上转盘相连接的部分，又是转体牵引索直接施加的部位。转台内预埋牵引索固定端，采用方形.M15-19P锚具，两个牵引索的锚固端应在同一平面直径线上并对称于圆心，注意每根索的预埋高度应和牵引方向一致。每根索埋入转台的长度应大于2.5m，每根索的出口点也应对称于转盘中心。牵引索外露部分应圆顺地缠绕在转台周围，互不干扰地搁置于预埋钢筋上，并做好保护措施。7、上转盘之上结构施工8、上部施工9、关键部位的临时锚固

上、下承台间的临时锚固承台施工期间，应按设计要求在上下承台内均匀预埋4个双Φ32精轧螺纹钢；在下承台顶面的助力反力支座之间安装HW400型钢作限位梁，限位梁与钢撑脚之间布置钢支撑，并用钢楔子楔紧。墩梁临时锚固根据施工工艺及流程，在进行转体施工前，需将箱梁底与墩顶临时固结，在墩顶浇筑C30混凝土临时支座，临时支座浇筑前预先垫一层油毛毡方便拆除临时锚固支座。在箱梁腹板处设φ32mm精轧螺纹钢将墩梁临时固结，在转体施工时来承受箱梁施工不平衡荷载产生的压、拉力。三、转体施工准备0-2号梁段浇筑并张拉落架后，清理现场，拆除转盘周边的砖体，清除全部干扰转体施工的临时结构。1、现场清理三、转体施工准备通过电脑模拟，对干扰转体的予以拆除，包括：（1）边跨支架：转体前将边跨现浇支架上干扰T构转体的构件及时清理。（2）承台周边区域的坡体：为满足100t连续千斤顶有充足的操作空间，对影响牵引施工的承台周边坡体有针对性的开挖，保证反力座后至少有3m的操作距离。（3）悬臂端钢筋及埋件：中跨悬臂端钢筋伸出量必须控制在30cm以内，超出部分弯折处理，预埋件有干扰时可局部割除。边跨悬臂端钢筋伸出量根据边跨支架构件悬出尺寸确定，干扰转体时则打弯。1、现场清理三、转体施工准备

（4）滑道范围内杂物：抽出撑脚下方的垫板，施工前将槽口内的杂物清除并清洗干净，确保滑道的平整。（5）上下承台之间预留钢筋弯折：为方便牵引过程中钢束不被干扰，人员便于检查、测量，以及保证人员的安全，上下承台之间预留钢筋必须要做弯折处理。（6）值得注意是在3号梁段卸落支架前应插入至少一对限位型钢将上转盘的撑脚和下转盘的反力座固定在一起，防止转体前梁体在大风作用下移位。

1、现场清理三、转体施工准备2安全技术及物资准备⑴安质部：搞好施工期间的安全防护工作，并与铁路相关部门的保持密切的联系。⑵精测队：用全站仪放出梁体设计轴线与施工轴线，在上、下转盘上用红油漆标记；放出中跨梁悬臂端中轴线，用红油漆标记。现场工程师：沿梁体横桥向、纵桥向设置标高控制点，并做好标记；在牵引束上标好预先计算好的牵引长度。⑶物设部：将转体施工主要设备（主要设备及易损件应有备用）及辅助设施运至施工现场，核对数量和型号准确无误后，摆放整齐。三、转体施工准备序号名称单位数量用途1QK-8主控台台22台千斤顶同步牵引2ZLD100t千斤顶台4转体牵引3ZLDB液压泵站台2转体牵引油缸供油4YCD100t千斤顶（手动、机械摇柄式）台

4备2启动助推，平面精调微调5YCW250t千斤顶台2备1横桥向倾斜精调

6YCW500t千斤顶台2备1纵桥向倾斜精调

7测量仪器套1施工测量

8监测仪器套1施工监测3、1个墩主要设备表三、转体施工准备序号名称单位数量用途

1大钢楔子（见加工图）个20平面锁定，撑脚与限位梁之间

2小钢楔子（见加工图）个48竖向及横向倾角锁定，撑脚与环道之间

3助推反力梁（2[28）个4启动助推

4限位梁（工36+工32，见加工图）个8防超转限位，平面锁定

5垫梁（2工32，见加工图）个4纵桥向、横桥向倾角精调，置于500t千斤顶与上转盘之间6钢板（3mm、5mm、10mm）块若干垫板（单块宽度不小于20cm，长度不小于40cm）7备用型钢(工20，单根长1.5m)根4间隙较小时的反力梁8焊机、割炬、氧气、乙炔等钢结构割焊设备套4临时钢结构的即时加工3、1个墩辅助设施表三、转体施工准备助推系统安装于环形滑道的上转盘钢管撑脚与助推千斤顶反力座之间。安装助推系统之前，应将环形滑道清理干净，检查滑道与撑脚间隙，撑脚走道板前端涂抹比例为1:1的黄油。在滑道四周内外助推千斤顶反力座上对称安装2套助推反力梁与YCW100型100t千斤顶。4、主要设备现场布置示意图四、应力测试(称重)箱梁不平衡力测试及配重：平衡转体施工必须保证转体上部结构在转动过程中的平稳性，尤其是大型悬臂结构且无斜拉索情况，在理论上，水平转体应该绝对保证转体中支点两端重量的一致，也就是保证其两端达到平衡状态。在实际施工中通过称重和配重使实际重心偏离理论重心5-15厘米，配重后使转体桥前进端有一微小翘起，并使得每个转体的8对撑脚只有两对撑脚与滑道平面发生接触。五、试转体施工(1)检验转体方案的实用性、可靠性；(2)检验整个指挥系统的协调性；(3)检验操作手是否明确自己的岗位职责和协同反应能力；(4)通过演练取得经验并找到差距以便进一步改进预定的转体方案；(5)为了测试连续式千斤顶加载后的工作性能，并确定合理转速的油泵控制参数和停止牵引后转动体在惯性作用下可能产生的转动距离。1、试转体的目的五、试转体施工

(1)在上、下转盘上用红油漆打出转体到位的标记线，中跨梁悬臂端中轴线位置同样进行标识，便于控制。(2)每个承台下各安装两台ZLD100型100t千斤顶及控制柜、穿入钢绞线形成力偶。提前启动千斤顶试转20-25cm(悬臂端旋转2.8m)，验证千斤顶连续工作性能、转体速度及牵引力是否满足要求，测试惯性造成的余转距离。2试转体五、试转体施工

(3)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转体。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，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。试转体时，记录试转时间和速度，根据实测结果与计算结果比对进行调整转速。试转过程中，检查转体结构是否平衡稳定，有无故障，关键受力部位是否发生变形开裂等异常情况。如有异常情况发生，则应停止试转，查明原因并采取相应措施整改处理后方可继续试转。2、试转体工艺五、试转体施工3、试转体六、转体施工1、正式转体（1）做好技术交底工作转体前1天再进行一次现场技术交底，认真总结下试转体经验。明确总指挥，统一调度、统一信号。（2）关键环节的核查转体前清理转体范围内所有杂物，清理箱梁内外的杂物和多余荷载，特别是中跨合龙箱梁两端一定要清理干净，防止转到既有铁路上空后带来安全隐患；球铰、撑脚、所有机具、设施、垫梁等小型构件、人员等关键环节再次检查，确认签字。(3)在批准的“天窗”时间内正式转体。“天窗”到来之前转体的工作人员各就各位。“天窗”开通后方能从事转体。转体过程中要密切地与铁路有关部门保持联系。

六、转体施工(4)防超转机构的准备。在平转就位处设置限位机构，防止转体到位后继续往行。(5)将2台1000kN

螺旋千斤顶、型钢、钢板对称地安放到助推反力支座上，根据需要在启动、止动、姿态微调时使用，作为辅助助推措施。

(6)分工明确，责任到人指挥、联络、张拉、千斤顶伸长量的测量、安放反力型钢、钢支撑下打钢楔子等要专人负责，自己只做自己的事，不串岗，只听从墩位指挥员一人的指挥行事。墩位指挥员听从总指挥员的指挥。指挥人员和测量人员之间用对讲机联络。(7)转体到位标识1）在下转盘及上承台上放出墩的纵轴线，在上承台边上吊一锤球，作为墩位观测人员的观测标。在测量标记并进行测量观测，适时了解并向指挥员报告转动角度及转体位置。2、正式转体六、转体施工

2）每个千斤顶有一人专门负责拿着不锈钢尺读数观察张拉情况，且按墩位指挥员的指令，及时向操作台上的操作手报告千斤顶牵引行程，避免转体到位后仍继续过量牵引。3）在48#、49#墩均安排测量人员对梁体中线进行观测，做好转体到位前的数据测量报告，以便墩位操作人员调整转体到位前的转动速度。（5）对各公路交通道口实施封闭，排除干扰，等待铁路部门通知后再正式转体。（6）收紧平转牵引索，并在索力达到50KN时持荷不动。（7）连续牵引牵引束，使整个转体结构匀速平转，并将主梁端部水平线速度控制在1.0m/min以内（安全取线速度为1.0m/min，换算千斤顶牵引速度10cm/min，即2min一个行程）。1、正式转体六、转体施工（8）匀速平转时，监测人员实时监测，测量人员反复观测轴线偏位，梁端部位高程变化。（9）当转体部分梁端中心线与设计轴线0.8m时，降低牵引索千斤顶的供油量，对整个平转体减速。（10）当转体部分梁端中心线与设计轴线0.4m时，点动给油，利用惯性，使转体段箱梁中心线与箱梁设计轴线重合。提前插入限位梁防止超转。（11）测量梁体轴线和高程，并计算差值。（12）采用微调系统千斤顶，对梁体标高进行微调，并临时锁定，至此转体基本就位。1、正式转体六、转体施工2、正式转体(用连续千斤顶直接拉到位)根据试转体得出的结论，当一侧的钢支撑接触到轨道时，与轨道之间存在磨阻力，这个磨阻力克服了转体的惯性，千斤顶停下来的时候结构体刚好能停下来。转体到最后仅差几厘米时，可直接指挥液压千斤顶操作人员，按照梁顶测量人员的报告逐步将T构拉到设计位置，锁定后再进行精调。六、转体施工一般地应该等结构旋转到距设计位置约5°时应放慢转速，使得结构动能降至可控范围之内。距设计位置相差1°时，借助连续式100t千斤顶微调T构，使T构转至设计位置。T构转至设计位置后，在助推反力支座位置穿入长2m工36a限位型钢上焊接的0.4m工36a型钢支点，然后用钢楔将T构在平面锁死。3、正式转体（用连续千斤顶逐步拉到位）六、转体施工3正式转体（用手动千斤顶助推到位）当测量队报告箱梁顶上纵轴线只差几公分时，也可用手动千斤顶慢慢顶到位，然后进行平面锁定。十六、转体施工六、转体施工4平面锁定示意图七、精调与锁定T构精调总体分为三步：第一步，横桥向精调。横桥向精调时，在横桥向较低一侧相应位置放置400T千斤顶，顶升一定高度后将横桥向标高调整到位，在横桥向两侧撑脚下各楔入4个小钢楔子保持正确形态。第二步，纵桥向精调。纵桥向精调时，在纵桥向较低一侧相应位置放置400T千斤顶，顶升一定高度后将纵桥向标高调整到位，在纵桥向两侧撑脚下各楔入4个小钢楔子保持正确形态。第三步，重复以上工作，检测标高、线型的正确性。在其它撑脚下均楔入钢楔，完成T构精调。精调过程中应控制顶升力不超过设计限值，并在千斤顶顶面和上承台底面之间设置2工28垫梁，扩散局部应力。1、纵横向精调七、精调与锁定2、纵横向精调七、精调与锁定2、纵横向精调七、精调与锁定八、封铰上下转盘临时锁定后，快速调直、焊接连接钢筋，立模浇筑封固混凝土（C50微膨胀混凝土）、使上转盘与底盘连成一体。混凝土塌落度保持在8～10cm。

八、封铰九、转体施工安全监控

从转体施工准备至转体完成，整个过程需要保证转体T构的平稳，避免T构重心位置出现较大变化，因此需要对转体T构重心位置进行全过程安全监控。安全监控主要内容为测量箱梁梁端部高程变化，经理论