丁家沟公铁分离式立交主桥转体专项施工方案范本.doc
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1、凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线工程丁家沟公铁分离式立交主桥转体专项施工方案 XXXX公司建兴高速公路项目经理部二O一四年五月凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线工程丁家沟公铁分离式立交主桥转体专项施工方案 编制: 复核: 审核: 批准: XXXX公司建兴高速公路项目经理部二O一四年五月目 录1编制依据- 1 -2工程概况- 1 -2.1工程概况- 1 -2.2主桥与京哈线位置关系图- 2 -3总体施工方案- 4 -3.1转动体系- 4 -3.2转体前施工准备- 5 -3.2.1模板及支架拆除- 5 -3.2.2拆除砂箱及清理滑道- 6 -3.2.3称重试验及配重- 6 -3.2.4牵引系统- 6
2、 -3.3试转体- 6 -3.4正式转体- 7 -3.5封固转盘- 7 -3.6直线现浇段及合拢段施工- 7 -3.7附属工程施工- 7 -4施工工艺及主要施工方法- 8 -4.1转体施工工艺流程- 8 -4.2称重试验及配重- 8 -4.2.1称重试验- 8 -4.2.2配重- 9 -4.3牵引系统- 10 -4.3.1牵引索- 10 -4.3.2转体施工计算- 10 -4.4转体作业时间计算- 13 -4.5试转体- 14 -4.5.1试转体目的- 15 -4.5.2试转体步骤- 16 -4.5.3试转体角度- 16 -4.6正式转体- 17 -4.6.1转体组织机构- 17 -4.6.2
3、外部条件的确认- 17 -4.6.3转体实施- 18 -4.6.4同步转体控制措施- 18 -4.6.5防超转措施- 19 -4.6.6精确就位- 20214.7临时锁定措施- 20214.8封固转盘- 20214.9转体施工注意事项- 21 -4.9.1转体抗倾覆预案- 21 -4.9.2转体施工操作注意事项- 21 -4.10直线现浇段及合拢段施工- 22 -4.10.1直线现浇段施工- 22 -4.10.2合拢段施工- 24 -4.10.3支架拆除- 26 -5施工监控- 26 -5.1监控项目- 26 -5.2监控方案- 27 -5.2.1转体测量监控- 27 -5.2.2下转盘应力监
4、测- 27 -5.2.3主梁施工悬臂根部纵向应力监测- 28 -5.2.4合拢阶段监控- 29 -5.2.5线形监控- 29 -6资源配置- 30 -6.1材料和设备计划- 30 -6.2劳动力计划- 30 -7施工进度计划- 30 -7.1工期目标- 30 -7.2工期计划安排- 31 -8施工安全组织措施- 32 -8.1安全组织机构- 32 -8.2转体施工安全组织分工- 32 -8.3安全教育及培训- 33 -8.4具体安全措施- 34 -8.4.1施工组织与管理- 34 -8.4.2高空作业安全措施- 34 -8.4.3安全操作要求- 35 -8.4.4要点施工防护措施- 35 -8
5、4.5梁体卸架施工安全注意事项- 36 -8.4.6直线现浇段、合拢段施工安全注意事项- 36 -9转体施工应急预案- 37 -9.1首次不能正常起动- 37 -9.2突然停电- 37 -9.3大风、大雾、暴雨等恶劣天气- 37 -9.4中途停下后的再次启动- 37 -9.5机械设备故障- 37 -9.6牵引系统发生故障- 38 -9.7结构应力应变异常- 39 -10营业线施工安全应急预案- 39 -10.1安全应急领导小组- 39 -10.2预计发生的险情- 40 -10.3分情况抢险措施- 40 -10.4应急机械设备- 41 -11特殊条件、环境下的施工措施- 42 -12施工环保、
6、水土保持和文物保护技术措施- 42 - 5 -丁家沟公铁分离式立交主桥转体专项施工方案丁家沟公铁分离式立交桥转体专项施工方案1编制依据1、凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线建设项目施工组织设计;2、凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线施工图设计文件;3、公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2021;4、沈阳铁路局营业线施工安全管理细化办法沈铁运202137号文件;5、铁路营业线施工安全管理办法(铁运(2021)280号);2工程概况 2.1工程概况建兴高速公路丁家沟公铁分离式立交桥跨越既有京哈线客运专线,跨越处铁路里程为京哈线DK425+992=建兴高速K77+278,交角为69.4。起点里程为
7、K76+760,终点里程为K77+440,全长680.0m,桥孔布置为15跨:左幅(1040)+(280)+(340)m;右幅(1240)+(280)+40m。桥梁设计为双向四车道,主桥为分幅桥,单幅桥宽度为11.60m,主桥采用(2-80)m T型刚构。采用平面转体的施工方法,即先在铁路一侧浇筑梁体,然后通过转体使主梁就位、调整梁体线形、封固球铰转动体系的上、下盘,最后浇筑合拢段,使全桥贯通。梁体分为转体段、直线现浇段及合拢段,转体段T构长为(69+69)m,直线现浇段长度为8.95m,合拢段长2.0m。转体角度为69,转体总重量为8500吨。主桥平面布置均位于直线段上,纵断面布置自建兴高速
8、向兴城方向为1.01078%的上坡路段和-1.82117%的下坡路段,凸型竖曲线半径为R=12021.0m;变坡点高程为66.0m。2.2主桥与京哈线位置关系图转体前(图2-1),左幅11#梁体与既有线路的最小距离为32.03m,右幅13#梁体与既有线路的最小距离为30.58m;转体后(图2-2、图2-3),梁底与铁路轨面最小距离为9.2m;左幅直线现浇段及合拢段与既有线路的最小距离分别为21.15m和19.28m,右幅直线现浇段及合拢段与既有线路的最小距离分别为22.59m和20212m。图2-1 转体前,梁体与既有线路平面位置关系图- 2 -丁家沟公铁分离式立交主桥转体专项施工方案图2-2
9、 转体后,梁体与既有线路立面位置关系图- 69 -图2-3 转体后,梁体与既有线路平面位置关系图3总体施工方案该T型刚构连续梁顺既有铁路方向采用钢管支架现浇刚构梁部,再利用铁路封锁时间进行平面转体的施工方案。转体完成后进行上下转盘封固混凝土施工,最后进行直线现浇段、合拢段、桥面系、附属结构等施工。3.1转动体系转体的基本原理是箱梁重量通过墩柱传递于上球铰,上球铰通过球铰间的四氟乙烯滑片传递至下球铰和承台。待箱梁主体施工完毕以后,拆除支架、脱空砂箱将梁体的全部重量转移于球铰,然后进行称重和配重,利用埋设在上转盘的牵引索、转体连续作用千斤顶,克服上下球铰之间及撑脚与下滑道之间的动摩擦力矩,使梁体转
10、动到位。转动体系主要有承重系统、顶推牵引系统和平衡系统三大部分构成(图3-1)。承重系统由上转盘、下转盘和转动球铰构成,上转盘为纵横竖三向预应力体系,是转体结构的重要组成结构;下转盘为支撑转体结构全部重量的基础,转体完成后,与上转盘共同形成基础;转动球铰设在上下转盘之间,通过球铰使上转盘相对于下转盘转动,达到转体目的;顶推牵引系统由牵引索、牵引设备(连续千斤顶)、牵引反力座、助推反力座构成;平衡系统由结构本身、撑脚、大吨位千斤顶及配重用的砂袋等构成。图3-1 转动系统侧面图3.2转体前施工准备3.2.1模板及支架拆除 拆模应注意保护梁体混凝土不受碰撞和缺棱掉角。模板拆除顺序为:翼缘板腹板底板。
11、 梁体转体前进行卸架,然后拆除支架,首先拆除翼缘板部分,再从悬臂端向主墩对称拆除。拆除时先逐步拧松顶托使底模脱离梁底缓慢卸载,决不可骤然放松以防冲击过大。卸架前,在转体梁端各配备砂袋,测量梁顶标高和砂箱高度,卸架过程由技术人员对梁体变形进行观测,每4小时观测一次。观测过程中,若发现砂箱变形超过5mm,停止卸架,在T构升高一侧进行配重,然后再进行卸架。待整个T构全部落架并稳定后,再从两端向中间拆除支架。3.2.2拆除砂箱及清理滑道 对上下转盘接茬处混凝土进行凿毛并清理,同时,清除撑脚底部的石英砂,在撑脚底安装10mm厚涂抹黄油的聚四氟乙烯滑板,然后对称同时拆除砂箱,最后将上下转盘之间的杂物清除干
12、净。3.2.3称重试验及配重转XXXX公司)对梁体进行称重平衡试验,测试转体部分的不平衡力矩、偏心矩、摩阻力矩及摩擦系数等参数,实现桥梁转体的配重要求。3.2.4牵引系统 每个转体桥墩均配置一个自动连续牵引转体系统和一个助推转体系统,并备用一套转体系统。3.3试转体经过现场实际测量与理论计算,计划试转角度为10度,试转后(图3-2)。图3-2 试转后,梁体与既有线路平面位置关系图正式转动之前,进行试转,全面检查一遍牵引动力系统、转体体系、位控体系、防倾保险体系是否状态良好,检测整个系统的安全可靠性。同时由测量和监控人员对转体系统进行各项初始资料的采集,并分析采集的各项数据,对转体实施方案进行修
13、正后,方可进行正式转体,整个转体采用统一指挥控制系统。3.4正式转体 试转体结束后转体角度剩余59度,计划以不大于0.02rad/min的角速度转动,转体到位后,进行梁体标高、线形复核并调整到符合设计要求,即为转体结束。3.5封固转盘 转体完成后,先将上下转盘临时锁定,保证转体单元不再产生位移。再立即绑扎剩余钢筋、安装模板,浇注上下转盘间的封固混凝土,使上转盘与下转盘连成一体。3.6直线现浇段及合拢段施工因左幅12#、右幅12#的直线现浇段必须等到主桥转体完成后才能进行施工,均采用钢管贝雷梁支架形式施工。合拢段施工亦采用贝雷梁支架的形式施工。3.7附属工程施工 为防止转体后,桥梁附属工程的施工
14、影响铁路行车安全,在转体前,必须将转体梁段铁路投影上方的防撞墙、铁路防落物网及其他附属设施等安装完毕。4施工工艺及主要施工方法4.1转体施工工艺流程箱梁直线现浇段施工转体T构梁施工梁体卸载、支架拆除解除承台间约束、砂箱安装转体牵引系统上承台、墩身及箱梁整体试转体、转体监控转盘封固合拢段施工监控称重试验、配重 4.2称重试验及配重4.2.1称重试验 转体前,由第三方监控单位对梁体进行称重平衡试验,测试转体部分的不平衡力矩、偏心矩及摩擦系数等参数,实现转体的配重要求。4.2.1.1称重前的准备工作(1)撤除梁顶所有材料、机具、设备;(2)检查上转盘撑脚下滑板;(3)安放千斤顶、大量程百分表;(4)
15、拆除支架,对称拆除砂箱,清理滑道,在撑脚下安装黄油聚四氟乙烯板;(5)解除临时固结,观察转体结构是否倾斜及倾斜方向以确定其状态。4.2.1.2称重试验 在上转盘下用千斤顶施加力,分别用位移计测出球铰由静摩擦状态到动摩擦状态的临界值,上转盘两侧的力差即为不平衡重量。 根据该状态的测试方法,在两幅梁的上转盘底面布置如下图所示的千斤顶和位移传感器,实施两幅梁的不平衡力矩等参数测试。134523说明:1-位移传感器;2-大吨位千斤顶;3-压力传感器;4-转盘底垫钢板;5-千斤顶底座。称重设备平面及立面布置图图4-1 称重设备平面及立面布置图测试中所用设备及性能: 400T千斤顶两台,用于施加顶力;应变
16、式位移传感器:用于测试球铰微小转动产生的撑脚竖向位移;主要技术指标:量程5mm ,精度1/100,使用条件:受周围环境影响不大;力与应变综合参数测试仪,用于采集应变式位移传感器的信号。4.2.2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,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。4.3牵引系统4.3.1牵引索 转体转盘设计埋设有两束牵引索,每束由22根强度等级为1860Mpa、75钢绞线组成,每根75钢绞线所能承受最大拉力26t。每束承受的最大拉力为572t。每束4根钢绞线备用,18根钢绞线为牵引束。 安装牵引索时清洁各根钢绞线表面的锈迹、油污
17、逐根顺次沿着既定索道排列缠绕后,穿过QDCLT2021-300型连续千斤顶。牵引索的另一端设置固定锚具,已在上转盘浇注时预埋入上转盘混凝土体内,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YDC240Q型千斤顶在510Mpa油压下逐根对钢绞线预紧,再通过连续张拉千斤顶在23Mpa油压下对该束钢绞线整体预紧,使两束牵引索每根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。4.3.2转体施工计算(1)基本数据转体总重量W为85000.00kN。球铰平面半径R=195cm。上转盘(牵引束力偶臂)直径D1=1100cm。滑
18、道中心线直径(助推力作用力臂)D2=1000cm。动摩擦系数动=0.05,静摩擦系数静=0.10。设计转体角速度0.02 rad/min。主梁端部水平线速度v1.2m/min。(2)转体牵引力计算摩擦力计算公式为F=Wx。启动时静摩擦系数按静=0.1,静摩擦力F=Wx静=8500.0KN;转动过程中的动摩擦系数按动=0.05,动摩擦力F=Wx动=4250.0KN。转体拽拉力计算:T=2/3x(RxWx)/D1计算结果:启动时所需最大牵引力T静=2/3x(RxWx静)/D1=1004.6KN; 转动过程中所需最大牵引力T动=2/3x(RxWx动)/D1=502.3KN(3)平转助推力计算 考虑动
19、摩擦力矩与静摩擦力矩间的差值全部由上转盘撑脚处的两台助推千斤顶承受,则有助推力T推为:T推=2/3x(RxWx静)-2/3x(RxWx动)xD1/D2=552.5KN。(4)牵引索钢铰线检算每束22根75钢铰线:标准强度:fpk=1860MPa每束根数:n=22单根截面面积:A=140mm2钢铰线锚下控制应力:fk=0.75fpk=0.75x1860=1395MPa单束钢铰线容许拉力T1:T1=nAfk=22x140x1395/1000=4296.6KNT静=1004.6KN安全系数K1:K1=T1/T静=4.28,满足要求。(5)牵引设备牵引千斤顶:2台2021KN连续千斤顶(考虑侧向风荷载
20、对转体的阻力,设备有一定的储备);则启动动力储备系数1:1=F1/T静=2021/1004.6=1.99 满足要求。助推千斤顶:2台2021千斤顶。则助推动力储备系数2:2=F2/T推=2021/552.5=3.62 满足要求。(6)惯性制动距离计算 理论上,在转体就位前,若张拉千斤顶停止牵引,转体结构由于惯性会继续向前转动,此时阻止整个转体继续转动的力量是下转盘对转体的动摩擦力,摩擦力对转盘中心的力矩的作用使梁体停转。若梁体梁端以转角速度=0.02rad/min的速度转动时,其动能W1=J2/2=6850812.5x0.022/2=1370.16t.m2.rad2/min2式中:J为转体部分
21、总的转动惯量,t.m2。J=2miLi2=2(1950x7.52+1000x26.752+900x53.752)=6850812.5t.m2在摩擦力矩作用下,设止动所需的转角为a,则摩擦力矩提供W1=M1则=W1/(3600xM1)=1370.16/3600x2/3x(RxWx动) =1370.16/19891080=6.89x10-5此时梁端中心差距为=L0x=69x6.89x10-5=0.0048m=4.8mm 理论上,在止动阶段,当梁端距设计中心线相差为4.8mm时应停止牵引,利用惯性就位。但实际操作上,利用转动惯性就位根本无法实现,当牵引动力停止时,梁端也即停止转动。经上计算可知,每个
22、桥墩转体配置一个自动连续牵引转体系统和一个助推转体系统,自动连续牵引转体系统由一个LSDKC8主控台、两台QDCLT2021-300型连续千斤顶和两台YTB液压泵站组成,该自动连续牵引转体系统可以提供转体结构启动时所需全部扭矩;助推转体系统由两2台2021千斤顶和两台ZB4-500型油泵构成,如发生异常无法启动时可用其助推启动。两台连续千斤顶分别水平、平行、对称的布置于转盘两侧,千斤顶的中心线必须与上转盘外圆相切,中心线高度与上转盘预埋钢绞线中心线水平,同时要求两千斤顶到上转盘距离相等。千斤顶放置于配套的反力架上,并通过电焊或高强螺栓与反力墩固定,反力墩必须能够承受2021反力的作用。主控台应
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