大桥转体施工技术方案.doc
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1、大桥转体施工技术方案一、工程概况1、结构型式 上部结构桥跨组成为l一20米空心板+260米T构+1030米T梁,其中主桥为260米预应力混凝土T形刚构,刚构截面为单箱双室截面,最大梁高为60米,最小梁高2。4米,箱梁的底宽14。5米,两侧翼板悬臂长度为40米;箱梁采用节段施工,墩顶0号块长度为7米,l一4号块件节段长度为45米,610号块件节段长度为5米,现浇段长度为6米,合拢段长度为25米;除0号块、现浇段外,块件最大混凝土方量为14016m3,块件最大重量为3504T。 主桥采用转体施工,转体重量为8498吨。 T构在转体之前,顺铁路修建,与主线 45夹角,T构施工完成后,逆时针转动45,
2、跨越川黔铁路与桥轴线重合,浇筑现浇段与合拢段,完成T构主体施工。2、设计标准 设计荷载:汽车一超20级,挂车一120 桥面净宽:210米二、施工进度计划 该大桥主桥计划从2002年9月开始正式动工,至2004年6月底完成,总工期24个月。桥梁的下部构造从2002年9月底至2003年5月上旬,工期75个月,内容包括主桥桩基础、承台、墩身;桥梁的上部构造及桥面系的施工从2003年5月中旬开始,至2004年4月结束,工期145个月,内容包括主桥箱梁的浇筑、T梁的预制安装,桥面系施工,其中转体部分箱梁施工时间为2003年5月中旬至2003年9月下旬,工期4.5个月。三、转体施工技术方案l、上、下转盘施
3、工(1)转盘上、下盘钢板的加工 a、上盘钢板直径300cm,厚度为30mm;下盘钢板直径302cm,厚度为30mm。原施工图中的上、下盘钢板各焊接有厚度为20mm的加劲钢板,呈辐射状,提高钢板的整体刚度,保证钢板在加工运输中不至于发生变形,但实际上,钢板在没有钢板加劲的地方,沿对角线方向刚度较小,在运输和吊装过程中,钢板容易沿对角线发生弯折,不能满足运输和安装过程中不变形的要求,因此要求在钢板工厂制作过程中直接焊接28c槽钢作为钢板的劲性骨架,槽钢呈“#”字型焊接,间距45cm,加强上下盘钢板的刚度; b、由于钢板的直径为302cm,构件尺寸较大,原设计钢板的表面必须在机床上进行平整度精细加工
4、以及表面镀铬;根据市场调查,目前整块钢板镀铬,对设备的要求较高和对镀铬的电流也比较大,在吸取以往转体桥的施工特点,建议取消下盘钢板镀铬,但钢板的表面粗糙度不变;钢板的加工选择有加工经验和实力的生产厂家,按照图纸要求的加工精度进行,在出厂前对钢板的加工质量进行检查,满足要求后用汽车运至工地进行安装。 c、在原施工设计图上,上盘钢板表面钻有四氟蘑菇头的安装孔,在安装孔的孔底钻有2mm的气孔,保证四氟蘑菇头安装后能与钢板紧密结合,在加工过程中,由于上盘钢板共有蘑菇头7457个,就有7457个气孔,数量较多,加工难度较大,根据雅髻沙大桥的施工经验,加工上盘钢板时,取消上盘钢板2mm的出气孔,在四氟蘑菇
5、头的中心钻lmm的孔,保证空气的排除,对整体性能不产生大的影响。在原设计图中下盘钢板上钻有直径为40mm的渗浆孔,数量为48个,由于渗浆孔的面积比四氟蘑菇头的面积大,且数量较多,会增加转体的摩阻力,因此取消渗浆孔,在下盘钢板28#槽钢组成的“#”字型对应的范围内,钻5mm的灌浆探测孔,在进行下盘钢板底面压浆时,直接预埋压浆管和出浆管进行承台底面水泥浆的灌注,探测孔不作为灌浆和出浆的通道。(2)转盘转轴和上、下盘钢钢板的安装承台第一和第二次混凝土浇筑完成后,即可进行转轴和上、下盘钢板的安装,为保证上、下盘钢板的加工精度,且保证在混凝土浇筑过程中不变形,不位移,安装时,采用转轴定位架和转盘安装撑架
6、进行安装。承台混凝土的浇筑时,在承台现浇C50混凝土预留槽内预埋钢板,在预埋的型钢上焊接下盘的安装支撑架和转轴定位架(见施组设计图)。转轴原设计长度比较短,安装时定位困难,且在调整转轴的垂直度时难度较大,因此将转轴的长度增加到18lcm,安装转轴时,提升转轴上的吊环,将转轴吊装到转轴定位架内,通过转轴底部的定位栓,精确定位转轴的中心位置,转轴顶面标高也通过定位栓来调节,再用定位架上的调节螺栓调节转轴的垂直度,配合两台经纬仪进行校正,因此转轴的垂直度的调节比较容易到达精度要求,校正转轴后,在定位架内灌注环氧树脂沙浆,24小时后即可进行下转盘的安装。由于转轴的精确定位和定位架的自身刚度,保证下盘钢
7、板安装时能够精确定位,通过下盘钢板上的吊装孔,用吊车将下盘起吊安装,下盘安装后落在下盘安装支撑架上,通过安装支撑架上的螺栓调节下盘钢板的平整度和高程直至满足要求,焊死螺栓,并用钢板将下盘支撑架和钢板的劲性骨架型钢劲性局部焊接,随后浇筑承台顶面以下混凝土,达到一定强度后,用3mm的钢板沿着下盘钢板的周边下盘钢板顶面至承台顶面之间空隙部分进行包裹(局部点焊),再用10#水泥砂浆进行密封,通过下盘钢板上的灌浆孔和出浆孔对钢板底面进行压浆,由于在下盘钢板的加劲槽钢上钻有直径为60mm的孔,保证水泥浆能够在下盘钢板和承台之间的空隙范围内自由流动,压浆采用活塞式灌浆机,灌浆的压力控制在0406Mpa之间,
8、待出浆孔流出浓浆后,用木塞封闭出浆孔,并持压5分钟,保证混凝土的密实性,实践证明该办法切实可行;灌压水泥浆采用425R的纯水泥浆,根据实际情况可掺入一定的膨胀剂,具体掺量根据试验确定;定位架和下盘安装支撑架的调节螺栓采用M22110高强螺栓。 上盘的安装在下盘钢板安装完成并且灌注水泥浆达到一定的强度后进行,因下盘钢板和转轴已定位,上盘钢板的安装直接搁置在下盘钢板上,稍微调整一下钢板的位置即可满足要求。安装时将卜盘清扫干净并干燥,涂抹黄油四氟粉,在上盘四氟磨菇头、磨菇头之间间隙、转轴和轴套之间中涂抹和充填黄油四氟粉,在上盘钢板的加劲型钢上焊接吊环,将钢板吊装就位,完成上盘安装。上盘安装完成后推动
9、上盘钢板进行转动,查看运转是否灵活,否则进行局部调整;上转盘安装完成后,用封口胶带对上下转盘接缝处进行包裹,并用水泥砂浆进行密封,保证上下盘钢板之间不受污染。(3)转动张拉系统原设计采用1475钢铰线作转动牵引索,张拉力96吨,钢绞线预埋在转盘内,螺旋状从转盘的外侧绕出,张拉端的反力架设置在承台的外侧,长3.5米,宽1.5米,高l.63米。由于钢绞线在转盘内安装过程中,钢筋焊接或者落物等不可预见的意外因素可能对钢绞线造成损伤,在转动过程中可能发生钢绞线断裂,无法进行钢绞线的更换;结合实际情况和以往的经验,将钢绞线的安装由内置式改成外置式,钢绞线在锚固端以及张拉端采用集束方式,并将改用15根27
10、0级,直径为15。24mm钢绞线(标准强度1860Mpa),锚具采用YMl5-16群锚;锚固构件采用型钢贴焊钢板组成铆焊件预埋在转盘内,锚固构件按照200吨拉力控制计算;反力架设置在承台上,反力架是由型钢和钢板组焊构件,在承台施工时,在承台上预留槽口,上部悬臂箱梁施工基本结束后,进行反力架的安装,调整到安装精度要求后进行固定,并浇筑预留槽口内的混凝土,反力架按照张拉力200吨控制计算;张拉千斤顶采用ZTDl50吨自锚连续千斤顶,公称拉力150吨,启动时配备4台60吨起动千斤顶。在转体启动过程中,按照两种情况考虑,一种是不考虑助推千斤顶的作用,只考虑由连续自锚千斤顶完成;另一种情况是,考虑由自锚
11、连续千斤顶和启动千斤顶共同作用,把两种情况分别计算如下:设:上下盘钢板之间摩阻系数f, 转体重量G二8498吨 上转盘钢板外径R1二1.5m 上转盘钢板内径R2二0.15m 起动千斤顶力臂L1二30m 自锚连续千斤顶张拉力力臂L2二45m 自锚连续千斤顶张拉力F1起动千斤顶推力F2摩阻力对转轴中心产生的力矩为:M阻= 0.151.5【2xdx/(R21-R22)】Gfx =7630.080.151.5 x2 dx=2543.36f(1.503-0.153) =8575.25f 千斤顶拉力和推力产生的力矩为: M动二2F1L2+4F2L1二9F1+12F2(考虑助推千斤顶作用时) M动二2F1L
12、2二9F1(不考虑助推千斤顶作用时)根据实际考虑两种情况:1、考虑助推千斤顶和自锚连续千斤顶在起动时共同作用;2、不考虑助推千斤顶,只考虑自锚连续千斤顶的作用:自锚连续千斤顶的额定张拉力为150吨,实际操作考虑张拉力上限为140吨,顶推千斤顶的额定张拉力为60吨,实际操作考虑张拉力上限为50吨,根据实际张拉力的上限来计算各种摩阻系数下的转体安全储备(即Fl二140T,F2二50T)。在各种摩阻系数下的安全系数(见下表)目前我们准备采用的是第二种方式,即只采用自锚连续张拉千斤顶,而不考虑助推千斤顶的作用,以上表格中的数据,表明采用第二种方式是可行的。根据以前转体施工的经验,起动时的最大摩擦系数不
13、超过007,考虑在摩擦系数012最不利情况厂,安全系数为122,满足起动要求;转动过程中,摩阻系数在003004之间,即使在摩阻系数达到006的情况下,安全系数也能达到2,45,也能满足正常运转。(上图中阴影部分为可能出现的摩阻系数区域对应的安全系数)。钢绞线采用15根270级,直径为15。24mm(标准强度1860Mpa),单根钢绞线的破断拉力为Rp=2607吨,按规范要求张拉力按照075R,控制,集束钢绞线能提供的最大拉力为F拉二075260715二29329吨,若按照第二种方式进行转体施工,在摩阻系数为012时, 自锚连续千斤顶的最大拉力为11434吨控制,钢绞线的安全储备为257:在转
14、动过程中估计摩阻系数为0,04(据雅髻沙大桥转体施工实际测定,动摩阻系数为0034),此时钢绞线的最大拉力为3811吨,钢绞线的安全储备为7,700 钢绞线在安装时,必须进行编束安装,安装好锚具后,用前夹式千斤顶对每根钢绞线进行单根张拉,每根钢绞线的张拉吨为控制在1吨,使各根钢绞线受力均匀。(4)上、下转盘混凝土的浇筑下盘预留槽内C50混凝土浇筑时于采用二次浇筑,第一次浇筑在安装下盘钢板后,浇筑承台顶面以下的混凝土;第二次对承台顶面以上至下盘钢板底面进行压浆。由于下盘钢板的肋板和临时支撑架在预留槽内占据比较大的空间,给混凝土的浇筑带来难度。混凝土采用泵送混凝土直接输送到预留槽内浇筑,由于泵送混
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