拱桥转体法施工工艺
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转体法施工1 工艺概述转体法施工它具有结构合理、受力明确、工艺简便、施工设备少、节约施工用料、安全可靠、合拢速度快等特点,特别适合于施工场地狭窄,地势陡峭的山谷、宽深河流、施工期水位变化频繁不宜水上作业及跨线的铁路拱桥。
转体法施工可采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体。
拱桥采用转体法施工主要是在山谷、河流的两岸或适当位置,利用地形或使用简便的支架先将半桥预制、拼装完成,然后以桥梁本身为转动体,使用一些机具设备,分别将两个半跨拱转动到桥的轴线位置合龙成桥的施工方法。
转体系统由半跨钢管拱、交界墩索塔、扣索背索系统、上盘及平衡重;转台、环道、撑脚和基础、拽拉牵引系统等组成。
本工艺重点介绍拱桥转体施工,有关拱肋内混凝土压注施工的内容可参考本章其他工艺。
2 作业内容转体法施工内容主要是转体部分的施工、牵引转动体系的安装、线型测量及内力的监控、扣背索及预应力筋的张拉、半跨钢管拱转动到位及位置偏差的调整、转盘锁定及合拢段的临时锁定、主管合拢段的安装、拱脚及转盘间混凝土的封填、扣背索及预应力筋的交替拆除、拱座片石混凝土的回填。
3 质量标准及检验方法《铁路钢桥制造规范》(TB10212-2009)《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10415-2003)《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》(TB/T 1527-2011)《自密实混凝土应用技术规程》(JGJ/T283:2012)《高性能混凝土应用技术规程》(CECS 207:2006)4 工艺流程图以北盘江大桥为例转体法施工工艺流程图如下:施工准备下盘、球铰、转台和上盘施工钢管拱预拼场布置及预拼支架安装钢管拱工厂内制造、预拼及涂装安装临时铰,于工地支架上拼装、焊接钢管拱肋半跨钢管拱拼装焊接成型、安装前扣点上下锚梁及鞍座支承体系安装扣索、背索、上盘剩余纵向预应力筋半跨成型钢管拱脱拱、调整及转动牵引体系安装、调试两岸钢管拱同时转体到位吊装合拢段主钢管、按设计要求焊接安装拱脚处拱肋嵌补段、临时转动铰固结封填拱脚及灌注上下盘间混凝土拆除扣索、背索、上盘后批纵向预应力筋等回填拱座片石混凝土图 4.1钢管拱桥转体法施工流程图5 工艺步骤及质量控制以北盘江大桥为例就转体法施工工艺步骤及质量控制分述如下:一、上下转盘、球铰、转台和交界墩施工1.拱座基坑的开挖,应满足以下要求:基坑开挖尺寸控制;基坑平面位置,尺寸应符合设计要求,不得有欠挖,对边坡高度 H<8m,+0~+0.2m;8≤H<15 时,+0~+0.3;H≥15m,+0~+0.5m。
桥梁上部结构转体施工方法(1)概述①转体施工一般适用于各类单孔拱桥的施工,其基本原理是:将拱圈或整个上部结构分为两个半跨,分别在河流两岸利用地形或简单支架现浇或者预制装配半拱,然后利用动力装置将其两半拱体转动至桥轴线位置合拢成拱。
分为平面转体、竖向转体和平竖结合转体三种。
②平面转体:按照拱桥设计标高先在两边预制半拱,当结构混凝土达到设计强度后,借助设置于桥台底部的转动设备和动力装置在水平面内将其转动至桥位中线处合拢成拱。
③竖向转体:在桥台处先竖向或者在桥台前俯卧预制半拱,然后在桥位垂直平面内绕拱脚将其合拢成拱。
根据河道情况可以:竖直向上预制半拱,然后向下转动成拱,其特点是施工占地少,预制可采用滑模施工,工期短,造价低;在桥面以下俯卧预制半拱,然后向上转动成拱,适于河内无水条件下使用。
④平竖结合转体:由于受河岸地形条件限制,采用转体施工时,前述两种方法均难以实施,只能在适当位置预制后,平转与竖转相结合,实现两个半拱桥位合拢。
(2)有平衡重平面转体施工1)转动体系构造①转动体系主要由底盘、上转盘、锚扣系统、背墙、拱体构造、拉杆等组成。
②底盘与上转盘:是桥台基础的一部分,地盘固定,上转盘与转体形成整体并可在底盘上旋转,从而实现拱体转动。
③锚扣系统:目的是把支承在支架、环道或滚轮上的拱体与上转盘、背墙全部连接成一个转动体系并脱离周边支承,形成一个支承在转动轴心或铰上的悬空平衡体。
④背墙:桥台的一部分,作为转体阶段的拱体扣索或拉杆的锚碇反力墙。
⑤拱体:预制完成的半拱。
⑥拉杆(拉索):连接半拱与台背的螺杆或者缆索。
2)有平衡重转体施3232序制作底盘一制作上转盘一布置牵引系统的锚碇及滑轮,试转上盘一浇筑背墙一施工支架,浇筑主拱圈上部结构(用预制构件组拼)+张拉脱架+转体合拢+封上下盘、封拱顶一松拉杆。
(3)无平衡重转体施工1)无平衡重转体一般构造①无平衡重转体施工具有锚固、转动、位控三大体系。
②锚固体系:由锚碇、尾索、平撑、锚梁(或锚块)及立柱组成。
拱桥竖向转体施工技术摘要转体施工法一般适用于单孔或三孔拱桥的施工,其基本原理是将拱圈或整个上部结构分为两个半跨,分别在河流两岸利用地形或简单支架现浇或预制装配半拱,然后利用一些机具设备和动力装置将其两半跨拱体转动至桥轴线位置(或设计标高)合龙成拱。
常用的转体施工方法有很多,本文就竖向转体施工进行详细阐述。
关键词:拱桥;竖向转体;施工方法尤其是近年来由于钢管混凝土拱桥在国内快速发展,为钢管混凝土拱桥转体法施工创造了有利条件。
各种转体施工技术广泛的应用于拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。
竖向转体施工是其中的一种,其原理是在桥台处先竖向或在桥台前俯卧预制半拱,然后在桥位平面内绕拱脚将其转动合龙成拱。
以下详细论述。
1 常见转体施工技术转体的方法可以采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体,目前已应用在拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。
1.1 平面转体平面转体可分为有平衡重转体和无平衡重转体。
有平衡重转体一般以桥台背墙作为平衡重,并作为桥体上部结构转体用拉杆的锚碇反力墙,用以稳定转动体寻和调整重心位置。
为此,平衡重部分不仅在桥体转动时作为平衡重量,而且也要承受桥梁转体重量的锚固力。
无平衡重转体不需要有一个作为平衡重的结构,而是以两岸山体岩土锚洞作为锚碇来锚固半跨桥梁悬臂状态时产生的拉力,并在立柱上端做转轴,下端设转盘,通过转动体系进行平面转体。
主要适用于刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥及钢管拱桥。
1.2 竖向转体竖向转体施工就是在桥台处先竖向或在桥台前俯卧预制半拱,然后在桥位平面内绕拱脚将其转动合龙成拱。
根据河道情况、桥位地形和自然环境等方面的条件和要求,竖向转体施工有以下两种方式:1)竖直向上预制半拱,然后向下转动成拱。
其特点是施工占地少,预制可采用滑模施工,工期短,造价低。
需注意的是在预制过程中应尽量保持半拱轴线垂直,以减小新浇混凝土重力对尚未凝结混凝土产生的弯矩,并在浇注一定高度后加设水平拉杆,以避免因拱形曲率影响而产生较大的弯矩和变形;2)在桥面以下俯卧预制半拱,然后向上转动成拱。
有平衡重平面转体拱桥施工技术摘要笔者就有平衡重平面转体拱桥施工技术进行了详细的阐述,主要介绍转动体系的构造、施工工艺和施工技术,以期与行业同仁共勉。
关键词有平衡重平面转体;拱桥;施工技术转体施工法一般适用于单孔或三孔拱桥的施工。
其基本原理是:将拱圈或整个上部结构分为两个半跨,分别在河流两岸利用地形或简单支架现浇或预制装配半拱,然后利用一些机具设备和动力装置将其两半跨拱体转动至桥轴线位置(或设计标高)合龙成拱。
尤其是近年来由于钢管混凝土拱桥在国内快速发展,为钢管混凝土拱桥转体法施工创造了有利条件。
目前已应用在拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等不同桥型上部结构的施工中。
1转动体系的构造转动体系主要由底盘、上盘、背墙、桥体上部构造、锚扣系统、拉杆(或拉索)组成。
2施工工艺有平衡重平面转体拱桥的主要施工程序如下:制作底盘——制作上转盘——试转上转盘到预制轴线位置——浇筑背墙——浇筑主拱图上部结构——张拉拉杆,使上部结构脱离支架,并且和上转盘、背墙形成一个转动体系,通过配重基本把重心调到磨心处——牵引转动体系,使半拱平面转动合龙——封上下盘,夯填桥台背土,封拱顶,松拉杆,实现体系转换。
3施工技术3.1制作底盘(以钢球面铰为例)底盘设有轴心(磨心)和环形轨道板,轴心起定位和承重作用。
磨心顶面上的球面形钢铰上盖要加工精细,使接触面达70%。
钢铰与钢管焊接时,焊缝要交错间断并辅以降温,防止变形。
轴心定位要反复核对,轨道板要求高差±1mm。
注意板底与混凝土接触密实,不能有空隙。
3.2制作上转盘在轨道板上按设计位置放好承重滚轮,滚轮下面垫有2mm-3mm厚的小薄铁片,此铁片当上盘一旦转动后即可取出,这样便可在滚轮与轨道板间形成一个2mm-3mm的间隙。
这个间隙是保证转动体系的重力压在磨心上而不压在滚轮上的一个重要措施。
它还可用来判断滚轮与轨道板接触松紧程度,调整重心。
滚轮通过小木盒保护定位后,可用砂模或木模作底模,在滚轮支架顶板面涂以黄油,在钢球铰上涂以二硫化钼作润滑剂,盖好上铰盖并焊上锚筋,绑扎上盘钢筋,预留灌封盘混凝土的孔洞,即可浇上盘混凝土。
钢筋砼拱桥转体施工作业指导书一、平面转体法的主要介绍1、平面转体法适用于深谷、河岸较陡峭、预制场地狭窄或无法采用现浇或吊装的施工现场。
在桥墩台的上、下游两侧利用山坡地形的拱脚向河岸方向与桥轴线形成一定角度塔设拱架,在拱架上现浇拱(肋)箱或组拼箱段以完成二分之一跨拱,其拱顶高程与设计高程相等(应设置预留高度),利用转动体系,将两岸拱箱相继旋转合拢就位,要使得拱箱稳定旋转就位,拱箱的平衡是平转法的关键。
2、施工方法特点:将主拱圈分为两个半跨,分别在两岸利用地形作简单支架(或土牛拱胎),现浇或者拼装拱肋,再安装拱肋间横向联系(横隔板、横系梁等),把扣索的一端锚固在拱肋的端部(靠拱顶)附近,经引桥桥墩延伸至埋入岩体内的锚锭中,最后用液压千斤顶收紧扣索,使拱肋脱模,借助环形滑道和手摇卷扬机牵引,慢速地将拱肋转体180°(或小于180°),最后再进行主拱圈合龙段和拱上建筑的施工。
3、转体施工的平衡方法3.1 有平衡重转体。
拱箱(肋)在平转中是利用扣索,悬扣于桥台上,在桥台后(或拱体的另一端)要加平衡重,用以平衡拱箱(肋)的重力,以达到平稳转体,平衡重一般是通过计算利用桥台圬工或在桥台配置一定重力(条块石或其它重物),待拱箱(肋)合龙,转动体系封闭后在拆除配重。
有平衡重转体施工的特点是转体质量大,施工的关键是转体。
要把数百吨中的转动体系顺利稳妥地装到设计位置,主要依靠两项措施实现:正确的转体设计;制作灵活口靠的转体装置,并布设牵引驱动系统。
3.2 无平衡重转体。
由锚锭、尾管、水平撑、锚梁、斜锚索组成的锚固体系来取代转体所需要的平衡重,这种转体方法不需利用(或少利用)墩、台圬工或配重。
与有平衡重转体施工相比,无平衡重施工转体是把有平衡重转体施工中的拱圈扣索拉力锚在两岸岩体中,从而节省了庞大的平衡重。
锚锭拉力是由尾索预加应力传给引桥桥面板(或平撑、斜撑),以压力的形式储备。
桥面板的压力随着拱桥转体的角度变化而变化,当转体到位是达到最小。
上承式拱桥水平转体施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况随着国家的交通道路网的迅速发展,转体法施工大跨度预应力钢筋混凝土连续梁桥已经广泛应用于一些横跨主要陆地交通道路和水上交通道路的桥梁施工。
转体法施工在整个桥梁施工过程中几乎不会对其跨的交通道路或水路造成任何影响。
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。
转体施工中由于转体T构重量大,转体对磨心、滑道、环道的制作精度和转体过程中对转体角度和转体后合龙精度要求较高,所以磨心、滑道、环道的施工以及箱梁施工中标高及线形的控制是桥梁是否能够顺利转体并精确就位的关键。
1.2 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中心球面铰—磨心和转体滑动轨道—滑道。
将原横跨铁路、公路、水路的桥梁平行于原有道路施工,转体段施工完毕后用机械将转体段精确水平转动一定角度后将桥梁箱梁转体段合龙,这样在不对原有道路造成影响的前提下实现桥梁的横跨。
2 工艺工法特点2.1本工法采用千斤顶直接顶推比传统牵引系统转体方案节省了大量的地锚工程,节约了资金,缩短了工期。
2.2本工法整体施工过程中仅在中跨合拢安装和拆除吊架时临时封锁了高速公路的一个车道,整个主桥施工没有影响高速公路的正常通车。
2.3 本工法施工机具简单,便于操作,转体所用机具采用箱梁施工中的张拉机具就可以,无需投入专项机械;在箱梁施工中采用更为成熟、安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,其中本工法的磨心、滑道、环道还适用于跨线的转体斜拉桥以及拱桥的施工。
4 主要技术标准《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041)《公路斜拉桥设计规范》(JTJ027-96)《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)《公路工程质量检验评定标准》(JTGB80-1)《铁路桥涵施工规范》(TB 10203)5 施工方法桥梁水平转体施工是将桥梁结构在非设计轴线位置制作(浇注或拼接)成形,通过转体就位,最后边跨合拢、中跨合拢的一种施工方法。
拱桥施工工艺1.拱桥有支架施工1)拱架施工砌筑石拱桥或混凝土预制块拱桥,以及现浇混凝土或钢筋混凝土拱桥时,需要搭设拱架,以承受全部或部分主拱圈和拱上建筑的质量,保证拱圈的形状符合设计要求。
(1)拱架拼装。
拱架可就地拼装或根据起吊设备能力预拼成组件后再进行安装。
拱架拼装过程中必须注意各节点、各杆件的受力平衡,并准备好拱顶拆拱设备,以使拱装拆自如。
(2)拱架安装。
①工字钢拱架安装。
工字钢拱架的架设应分片进行。
架设每片拱片时,应同时将左、右半片拱片吊至一定高度,并将拱片脚纳入墩台缺口或预埋的工字钢支点上与拱座铰连接,然后安装拱顶卸拱设备进行合龙。
对于横梁、弧形木及支承木,应先安装弧形木再安装支承、横梁及模板。
弧形木上应通过操平以检查标高准确,当误差过大时,可在弧形木上加铺垫木或刻槽。
横梁应严格按设计安放。
②钢桁架拱架安装。
钢桁架拱架的安装方法主要包括悬臂拼装法、浮运安装法、半拱旋转法、竖立安装法等。
a.悬臂拼装法。
悬臂拼装法适用于拼装式钢桁架拱架安装,拼装时从拱脚起逐节进行,拼装好的节段用滑车组系吊在墩台塔架上。
b.浮运安装法。
拱架拼装后,即可进行安装,为便于拱架进孔与就位,拱架拼装时的矢高,应稍大于设计矢高(即预留沉降值)。
在拱架进孔后,用挂在墩台上的大滑车和放置在支架上的千斤顶来调整矢高,并用水压仓,以降低拱架,使拱架就位。
安装时,拱顶铰须临时捆紧,拱脚铰和铰座位置须稍加调整,以使铰座密合。
c.半拱旋转法。
采用半拱旋转法安装钢桁架拱架的方法与安装工字形钢拱架相似,其不同之处在于钢桁架安装时,起吊前拱脚先安装在支座上,然后用拉索使半拱架向上旋转合龙。
d.竖立安装法。
钢桁架拱架竖立安装是在桥跨内两端拱脚上,垂直地拼成两半孔骨架,再以绕拱脚铰旋转的方法放至设计位置进行合龙。
(3)拱架卸落与拆除。
由于拱上建筑、拱背材料、连拱等因素对拱圈受力的影响,应选择在拱体产生最小应力时卸架,一般在砌筑完成后20~30d,待砌筑砂浆强度达到设计强度的70%以后才能卸落拱架。
7.8.7 转体施工工艺标准(重编)1 总则1.1 适用范围本标准适用于本企业承接的城市桥梁工程拱桥转体的施工及验收。
1.2 参考标准及规范本标准依据现行国家标准《城市桥梁工程施工与质量验收规范》GJJ2-2008、《城市桥梁养护技术标准》GJJ99-2003、J281-2003、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000等的要求进行编制。
在工程施工时除执行本标准外,尚应符合现行国家、行业及地方有关标准(规范)的相应规定。
2 术语2.0.1 转体施工桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作(浇注或拼接)成形后,通过转体就位的一种施工方法。
3 基本规定3.0.1 转动设施和锚固体系必须经过严格检查,安全可靠。
3.0.2 采用两侧对称同步转动转体施工时,必须设位控,严格控制两侧同步,使误差控制在设计允许的范围内。
3.0.3 桥梁转体转动前应进行试转,以检验转动系统的可靠性。
3.0.4 在转体施工中,梁体若出现裂缝,应查明原因,采取措施后方可继续转体施工。
3.0.5 合拢段两侧高差必须在设计规定的允许范围内。
4 施工准备4.1 技术准备4.1.1 认真熟悉图纸、根据现场条件编制施工方案,报有关部门批准:4.1.2 向班组进行交底。
4.2 材料准备4.2.1 城市桥梁工程转体施工所用材料应符合设计要求、现行产品标准及环保规定。
4.2.2 城市桥梁工程转体施工所用材料应有产品合格证、出厂日期。
4.2.3 成品进场时应有相关的产品质量合格证书。
4.3 主要机具主要工具:锚索、转盘、牵引系统、助推千斤顶等。
4.4 劳动力组织依据工程规模、作业环境、工期要求等综合考虑人员数量。
4.5 作业条件转体结构完成并验收合格,锚索、转盘、牵引系统已安装完成,并试车合格。
5 质量、技术要点5.1 材料要求主要的施工材料具有合格证明,且复检试验合格。
5.2 技术要求做好构件的定位,制作好之后及时的进行转体就位。
5.3 质量要求构件的制作均应满足相应的施工规范。
一、定义:1、在河流的两岸或适当位置,利用地形或使用简便的支架先将半桥预制完成,然后以桥梁本身为转动体,使用一些机具设备,分别将两个半桥转动到桥的轴线位置合龙成桥的施工方法。
可应用在拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架等桥型的上部结构施工。
2、转体施工可采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体。
3、具有不干扰交通、不间断通航、可跨深沟、河流、交通频繁的道路,且施工快速、经济效益高等优点。
二、转动装置的构造:1、转动装置由承台、下转盘、环道、牵引反力座、助推反力支座、上转盘、脚撑、转轴等组成。
下转盘由球铰定位架、下球铰组成。
2、承台:支撑转体结构全部重量的基础,一般采用钢筋混凝土浇筑而成。
3、球铰定位底座:安放球铰的支座,可以用来定位球铰。
4、球铰: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。
5、环道:保证脚撑滑动的通道,一般采用钢板预制拼装办法进行施工。
6、脚撑:保证上部转动装置稳定7、上转盘: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,完成上转盘施工三、转动装置施工工艺:1、下转盘施工工艺:浇筑承台第一次混凝土--安装下球铰定位支座--浇筑承台第二次混凝土(不浇筑球铰及环道底部)--安装下球铰--浇筑下球铰混凝土--安装环道--浇筑环道混凝土--浇筑反力座混凝土。
2、下转盘球铰安装:下转盘球铰设计采取在承台混凝土浇注时预留槽口,转盘球铰调整固定后进行二次浇注混凝土。
①下球铰安装施工顺序:预留槽清理→安装下球铰定位骨架→拼装下球铰、环道精确定位后固定→绑扎槽口内钢筋、预埋件→下球铰、环道位置复核→浇注混凝土;②槽口清理:首先根据设计位置采用精确测量放样对槽口进行检查,对不满足设计的地方进行处理;然后对槽口内混凝土面进行凿毛处理;最后将槽口内及钢筋上的碎渣、水泥浆清除;③安装下球铰定位骨架:确定骨架中心十字线,将骨架中心与所放承台中心点重合,再用电子水准仪将其高程调整到设计位置,最后将骨架与预留钢筋焊接固定;④拼装下球铰精确定位并固定:利用下球铰骨架及其调整螺栓将下转盘球铰悬吊,调整中心位置,然后依靠固定调整螺杆上下转动调整标高。
黄柏河、下牢溪特大桥钢管混凝土拱桥转体施工工艺㈠、工程概况:黄柏河、下牢溪特大桥(以下简称“两桥”)是长江三峡工程对外交通专用公路的重点工程,位于湖北省宜昌市西北近交西陵峡口风景区。
两特大桥的结构形式基本相同,系根据河床自然条件和缩短工期的要求。
主跨采用净跨160m的上承式倒悬链线无铰钢管混凝土拱,净矢高32m,拱抽系数m=1.543,矢跨比f/L=1/5。
主拱圈系由8根直径100cm,壁厚1.0~1.2cm的钢管及厚1.0cm缀板组成的哑铃形拱肋。
钢管内泵送50号微膨胀混凝土。
拱上建筑采用15组四柱排架式钢管混凝土立柱;立柱上部采用钢筋混凝土简支式大孔板梁;边跨分别采用4孔20m及1孔20m后张法预应力混凝土简支T形梁。
全桥长分别为276.71m、280.06m;桥面宽18.50m,桥面横坡为1.5%;两桥设计荷载为汽-36,验算荷载为挂-200。
两桥不同之处,黄柏河特大桥位于3.2%的坡道上,由桥面铺装调整形成3.2%的桥面纵坡。
后因地质情况变化,又增加一孔10m钢筋混凝土板梁。
全桥总布置详见图1。
“两桥”设计新颖,采用了许多新技术、新材料、新工艺。
如大跨度钢管混凝土拱桥,跨径之大,尚属全国第一;采用“转体法”施工,转体重量达三千六百多吨,也属全国第一;钢管内混凝土,采用顶升法泵送微膨胀混凝土,泵送高度达32m,斜长达九十余米,而且要求两根钢管两端同时对称泵送施工,需要配备四台混凝土泵车将近三百方混凝土在2一3小时之内泵送完毕,要求混凝土每小时100一150m3的生产强度,才能满足施工要求。
钢管之防护,采用“金属喷涂长效防蚀复合涂层”,系新研究成功的科技成果,可以防腐20年,两桥是首次采用。
桥面铺装采用“双层钢丝网复合式钢纤维混凝土路面”,施工工艺十分繁杂,其工艺流程多达12道工序。
两桥位于西陵峡口低山丘陵与构造剥蚀、侵蚀山地过渡带,地形起伏较大,相对高差达150m;河床呈“U”型沟谷,切割较深,河宽约30一40m,沟谷顺直;岸坡陡峻,桥面与沟底最大高差达130m。
桥梁转体施工工艺与关键技术摘要:转体施工技术的研发和应用,使得桥梁建设施工范围有效的增大,实现了桥梁新思路的转化,即桥梁从跨中分为两个半跨,直接设置在偏离轴线的位置上,经过成型处理之后,可以利用转动体系把两个半跨同时进行旋转,安装到规定的位置上,在跨中完成合龙作业。
从世界范围内进行分析,自上世纪40年代开始,该技术就研发成功,并且应用到桥梁实践中,产生非常好的效果,获取成功的案例已经非常多。
因此,转体施工技术的理论和实践水平都有了很大的提升,较大的促进了桥梁领域全面发展。
关键词:桥梁转体;施工工艺1 桥梁转体施工原理桥梁转体结构施工是通过转体结构进行的,其可以把施工部位进行转化,把有障碍物的部分直接转换到正常的位置上,从而可以减少项目实施难度,这与挖掘机转臂是极为相似的,可以根据施工的需要随时调整和转动,一般都会在桥台或者桥墩表面制作一个轴心,保证转动可以有效的进行。
在施工中把这个轴心作为分界点,将梁体分解成为上、下两个结构,上部是整体性的转动,下部则为墩台、基础结构的形式,这样可以保证上部结构在河岸表面进行施工,而旋转角度结合现场情况做出调整,以提高施工的质量。
2 桥梁转体施工技术应用2.1 项目概况某桥梁项目设计为T型梁,主要应用的是2~50 m跨度的转体T形刚构,该项目基础结构是F1.8 m的冲孔灌注桩的结构形式,长度尺寸为24 m, 入岩2 m, 承台高5 m; 合龙段高1.8 m, 底宽7 m, 腹板和底板厚0.5 m; 根据工程的需要选择应用纵向、横向结构预应力的方法。
按照施工方案的标准,整个钢构结构采用的是平面转体的形式,需要在支架现浇施工,墩身和基础结构部位上安装转盘的装置,转动规定的角度满足施工的要求,切实提升结构的性能。
2.2 转体系统施工(1)转盘结构墩地与承台位置上需要转盘,上部结构转动半径 1.500 m, 下部结构转动半径是1.501 m。
在转盘中间部位安装转轴,下转盘选择的是Φ288 mm的钢转轴,上转盘结构底部设置Φ290 mm的钢轴套。
拱桥转体法施工工艺
9.1.1工艺概述
转体法施工它具有结构合理、受力明确、工艺简便、施工设备少、节约施工用料、安全可靠、合拢速度快等特点,特别适合于施工场地狭窄,地势陡峭的山谷、宽深河流、施工期水位变化频繁不宜水上作业及跨线的铁路拱桥。
转体法施工可采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体。
拱桥采用转体法施工主要是在山谷、河流的两岸或适当位置,利用地形或使用简便的支架先将半桥预制、拼装完成,然后以桥梁本身为转动体,使用一些机具设备,分别将两个半跨拱转动到桥的轴线位置合龙成桥的施工方法。
转体系统由半跨钢管拱、交界墩索塔、扣索背索系统、上盘及平衡重;转台、环道、撑脚和基础、拽拉牵引系统等组成。
本工艺重点介绍拱桥转体施工,有关拱肋内混凝土压注施工的内容可参考本章其他工艺。
9.1.2作业内容
转体法施工内容主要是转体部分的施工、牵引转动体系的安装、线型测量及内力的监控、扣背索及预应力筋的张拉、半跨钢管拱转动到位及位置偏差的调整、转盘锁定及合拢段的临时锁定、主管合拢段的安装、拱脚及转盘间混凝土的封填、扣背索及预应力筋的交替拆除、拱座片石混凝土的回填。
9.1.3质量标准及检验方法
《铁路钢桥制造规范》(TB10212-2009)
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10415-2003)
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)
《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》(TB/T 1527-2011)
《自密实混凝土应用技术规程》(JGJ/T283:2012)
《高性能混凝土应用技术规程》(CECS 207:2006)
9.1.4工艺流程图
以北盘江大桥为例转体法施工工艺流程图如下:
图9.4.4.1 钢管拱桥转体法施工流程图
9.1.5工艺步骤及质量控制
以北盘江大桥为例就转体法施工工艺步骤及质量控制分述如下:
一、上下转盘、球铰、转台和交界墩施工
1.拱座基坑的开挖,应满足以下要求:
基坑开挖尺寸控制;
基坑平面位置,尺寸应符合设计要求,不得有欠挖,对边坡高度 H<8m,+0~+0.2m;8≤H<
15 时,+0~+0.3;H≥15m,+0~+0.5m。
基底地质、承载力应与设计资料相符。
基底高程+50mm\-200mm;
混凝土面光滑平整,棱角平直,基础前后、左右边缘距设计中心线±50mm;基础顶面高程:±30mm。
2.下转盘及下球铰施工,下转盘上设置转动系统的下球铰、内撑脚环形滑道及转体牵引千斤顶反
力支架等是钢管拱桥转体法施工的核心部分,施工前应认真阅读图纸,精心组织施工设计,确保每道
施工工序满足设计要求。
施工质量控制及施工误差如下:
基础施工质量控制:
混凝土面平整光滑,棱角平直,基础前后、左右边缘距设计中心线±50mm;
基础顶面高程:±10mm。
下球铰安装误差:
同一钢球铰下锅顶面任两点高差≯1mm;
球铰中心与设计位置:顺桥向≯3mm;
横桥向≯1.5mm;
两岸钢球铰顶面高差≯3mm;
两岸钢球铰中心距误差≯2mm。
各镶嵌四氟板块顶面应位于同一球面上,其误差≯0.2mm;
下球铰面混凝土灌注前,应埋设测试混凝土应力的元件。
施工内撑脚内环形滑道时,其顶面务必以平钣式混凝土磨光机磨平,顶面任两点高差≯3mm。
3.转台及上盘施工,主要是上球铰、预应力筋及牵引索的施工,包含了转动结构的核心。
其质量
控制:
上盘混凝土四周轮廓线距设计中心线+15mm、-5mm,上盘顶高程:±10mm
预应力孔道座标≯3mm
拱肋预埋段钢管座标≯2mm
混凝土表面光滑,不漏浆,无蜂窝麻面,结构棱角分明。
上球铰安装要点:
保持球铰面不变形,保证球铰面光洁度及椭圆度。
球面光洁度不小于▽3。
球铰范围内混凝土振捣务必密实。
防止混凝土浆或其它杂物进入球铰摩擦副。
球铰施工质量控制:
球面各处的曲率应相等,其曲率半径之差±2mm;
边缘各点的高程差≯1mm;
椭园度≯1.5mm;
顺桥向±1mm;横桥向±1.5mm。
两岸球铰中心距离误差不大于2mm。
球铰上、下锅形心轴、球铰转动中心轴务必重合。
4.在施工交界墩托盘时预埋扣索、后背索及墩身横桥向预应力筋孔道,待转体完成,拱肋合拢,
上下转盘封盘完,拆除扣索、背索,再进行余下墩帽施工。
交界墩施工质量控制:
交界墩混凝土表面光滑、色泽一致、棱角分明;
交界墩相邻两次混凝土灌注其错台≯2mm。
二、钢管拱肋施工
半跨钢管拱在拱脚以临时铰铸钢支座支承于转体上盘两翼,拱上端以扣索拉锚于交界墩顶部,交
界墩顶部又以背索拉锚于转体上盘后端,交界墩底部与上盘固结;转体上盘座于转台上,以聚四氟乙
烯盆式钢球铰支座支承于基础上,并以六组均布的撑脚辅助支撑于下盘顶面环道上,确保水平转动时
三点支承和转体稳定;水平转动牵引索锚固端则预埋于转台侧面圆周上,张拉端以千斤顶传到预埋于
下盘混凝土基础顶面的钢支撑上。
半跨钢管拱拼装除应满足表 9.4.3 的要求,还应满足如下钢管拱肋组装质量要求:
纵向弯曲:f≤L/1000(f 为钢管弦与管口椭园度)
f/d≤3/1000
管端不平度:f/d≤3/1500,并且f≤0.3mm,(b为两管间距)
管肢组合误差:δ1/b≤(b 为两管间距)
缀件组合误差:δ1/L≤1/1000(L 为缀件长度或缀件在主管上的间距)
拼装时各节段两端口中心坐标误差:≤±1mm,
半跨成型钢管拱轴线误差:≤5mm。
三、钢管拱转体合拢
当交界墩墩身施工完毕、半跨钢管拱拱肋拼装调整完,并经检查合格以及转体前的各项准备工作完成后,即可进行钢管拱的转体工作。
钢管拱转体主要分两步进行,即第一步为钢管拱脱架;第二步为钢拱转体及微调。
1.选择无风或微风气候分步骤对称张拉钢管拱拱肋前扣索、交界墩后背索以及上转盘纵向第三批预应力筋使钢管拱脱拱形成转体状态。
为保证每根钢绞线受力均匀,前扣索开始时用等值张拉法控制。
2.转体结构重心位置调整。
为使转体结构安全稳定、减小颤动,使得转体时平稳最终平衡重量G总平衡重=1.05G理论平衡重,重心略向后移。
3.牵引动力系统经试调完毕后,将由上转盘转台引出的钢绞线与牵引千斤顶连接好。
安装微调及控位设备、清理及检查内环滑道与内保险腿间的空隙及平整度情况。
4.拱肋脱架后静置 24 小时,另设保险垛并观测其变化。
5.转体。
先用手动转体起动试转,因起动时静摩擦系数太大,需将辅助千斤顶与主作用千斤顶共同牵引启动。
待手动试转正常后,即辅助顶退出工作,主顶即可转换“自动”运行。
待半跨钢管拱转体快到设计位置时,将牵引系统由“自动”改为“手动”,用手动、点动操作,以精确定位。
6.转体到位后,进行调整和锁定以及合拢段的施工。
7.封拱脚混凝土及钢管拱混凝土泵送施工,拱上结构施工, 桥面系、钢管拱现场喷涂及其它工程。
合拢后必须符合以下精度:
桥轴线相对中误差:≤1/30000;
桥轴线测角中误差:≤±5.0 秒;
拱脚间净跨距相对中误差:≤1/40000;
拱脚间轴线测角中误差:≤±1.5 秒;
拱轴线坐标实测值与理论值(包括预留度)在竖向及横向的允许误差为:
拱顶:≯L/1000,且≯30mm;拱脚:±2mm;
9.1.6施工机械及工艺装备
施工机械应根据钢筋混凝土拱桥主梁悬浇施工的特点、工期要求并结合项目的资源情况进行合理的配备。
以北盘江大桥为例。
9.1.7作业组织
转体法施工主要劳动力组织如下:
1.铲车司机:8 人
2.混凝土拌合司机:6 人
3.泵车司机:6 人
4.特殊作业司机:6 人
5.装吊工:6 人
6.混凝土工:10 人
7.钢筋工:20 人
8.木工:6 人
9.电工:6 人
10.钳工:6 人
11.电焊工:50 人
12.技术员:6 人
13.安全员:6 人
14.测量员:8 人
15.试验员:6 人
16.质检员:3 人
17.普工:100 人
9.1.8材料消耗
施工材料应根据钢筋混凝土拱桥主梁悬浇施工的进度、工期要求并结合项目的施工场地情况进行合理的选购,并有序的安排进场。
以北盘江大桥转体施工为例主要材料消耗列表如下:
表9.4.8.1 北盘江大桥转体所需主要材料
9.1.9生产效率
以北盘江大桥为例施工生产效率见附表9.4.9.1。
表9.4.9.1 北盘江大桥转体施工生产效率
9.1.10安全生产及环境保护
一、施工现场应设立可靠的避雷装置,遇有六级以上强风、浓雾、雷电等恶劣气候,不应进行露
天高空作业。
雨天和雪天应及时清除水、冰、霜、雪,并应采取可靠的防滑措施。
二、对组拼或现浇支架,必须进行荷载试验,以检验其承载能力、弹性变形,并消除非弹性变形。
三、
对于拱桥转体法施工主要是施工现场的生产、生活、办公区,特别是混凝土施工、现浇支架
及施工便道的布置要充分考虑对环境的影响。