论文部分内容阅读
摘要:结合转体桥梁的施工实例,通过对上下转盘、球铰、滑道、砂箱等转体结构施工过程的详细阐述,对转体施工工艺进行总结,为同类施工提供借鉴。
关键词:转体结构施工过程工艺总结
中图分类号:U215文献标识码: A
工程概况:
天津市滨海新区津汉高速公路(西外环高速~汉蔡路)四标段,K24+965.351—K25+586.819全桥长621.468米。本桥位于既有津山铁路与铁路斜交72.0°交点处公路里程K25+509.236, 跨径设置主桥采用(2*50m)T构,引桥采用3*30m先简支后连续预应力混凝土小箱梁。
一、转体结构组成
转体结构主要由承重系统、牵引顶推系统和平衡系统三部分构成。承重系统由上转盘、下转盘和转动球铰构成,下转盘为支撑转体结构全部重量的基础,上转盘为预应力体系,是转体结构重要的受力结构,球铰分上、下球铰,上、下球铰间设聚四氟乙烯滑动片并涂黄油四氟粉,转体时,上部整体旋转,下部为固定基础;牵引顶推系统由牵引索、牵引设备、牵引反力座、助推设备、助推反力座构成;平衡系统由结构本身、上转盘的钢管混凝土圆形撑脚、梁顶配重等构成。
二、转体结构施工过程
2.1球铰
球铰由上、下球铰、球铰间镶嵌四氟乙烯滑动片、上下球铰的固定钢销轴、下球铰定位架组成。根据设计要求的球铰参数,进行球铰加工。
球鉸是转动支撑系统的承载和转动核心构件,为了提高球铰的加工质量,保证加工精度,球铰工厂化加工。
球铰进场前派专人到厂家进行验收,验收合格后,采用专用运输托架球铰运输球铰至现场。球铰运至施工现场后,组织相关单位人员进行进场验收,检查结果均应符合设计图纸要求。
2.2下转盘施工
下转盘分二个阶段浇注,第一次浇筑混凝土至下球铰定位架底20cm处;球铰和滑道、预埋件、钢筋等安装完成以后,浇筑第二次混凝土。
2.2.1下球铰安装
(1)下球铰定位架安装
下球铰定位架安装采用定位钢筋、定位型钢和调平垫板相结合的方式。下转盘混凝土首次浇筑时,预埋定位钢筋,定位架安装前,将定位架的中心和轴线放出,在定位架底部设置调平垫板,定位架安装时用吊车吊入,然后调整其顶面高程并精确对中,同时安装定位型钢,将定位架与其定位钢筋、定位型钢焊接牢固,最后对定位架中心和高程复测,直至满足设计要求。
(2)下球铰安装
利用球铰定位架及调节螺栓将下球铰悬吊,通过千斤顶调整中心位置,然后依靠千斤顶和调节螺栓调整标高,反复调整直至下球铰的中心和标高满足误差要求。
下球铰精确定位及调整完成后,对下球铰的中心、标高、平整度进行复查;检查合格后将调整螺栓拧紧固定,并将定位架与下球铰之间焊接型钢加强固定。
2.2.2滑道安装
滑道采取分节段拼装,施工时,可将滑道定位架与滑道分开进行安装(滑道定位架施工与下球铰定位架相同),也可将滑道与其定位架整体进行安装。滑道与其定位架安装完成后,利用调节螺栓对滑道进行调整固定。为有效地保证滑道表面的光滑度,待下转盘二次混凝土浇筑完成后,再安装滑道顶面不锈钢板。
2.2.3下转盘混凝土二次浇注
下球铰及滑道安装完成后,安装钢筋、预埋件和模板,进行下转盘混凝土的二次浇注。
关键控制密实度、下球铰和滑道不受扰动、混凝土的收缩不对下球铰和滑道产生影响。采取以下措施:
(1)下球铰设置振捣孔和排气孔分块浇注各肋板区,由中心向四周顺序浇注。
(2)由于滑道下环形钢筋较密,侧向振捣不能保证混凝土密实,在滑道上设置振捣孔。
(3)严格控制浇筑速度、振捣强度、振捣密度,防止球铰、滑道骨架顶浮、变形,导致偏位,并保证混凝土的密实度。
(4)加强混凝土的养护。混凝土凝固后采用中间敲击、边缘观察的方法进行检查,对混凝土收缩产生的间隙用钻孔压浆的方法进行处理。
2.3上转盘施工
上转盘分两次进行浇注。第一次在上球铰、钢撑脚、砂箱、上球铰钢筋及转台钢筋安装完成后,立模浇筑转上球铰混凝土;第二次在安装上转盘其它钢筋、预应力和墩身预埋筋后,浇筑上转盘剩余混凝土。
2.3.1上球铰安装
上球铰安装主要步骤如下:
(1)清理上、下球铰球面,确保滑动面干净光滑。
(2)下球铰凹球面上按照编号由内到外安装聚四氟乙烯滑动片,各滑动片应位于同一球面,误差不大于0.2mm。
(3)将销轴套管四周均匀涂抹聚四氟乙烯粉,安装销轴,将销轴顶部四周涂抹聚四氟乙烯粉,同时在球面上滑动片间涂抹黄油聚四氟乙烯粉,使黄油聚四氟乙烯粉均匀充满滑动片之间的空间,并略高于滑动片顶面。
(4)将上球铰吊装到位,对位后试转上球铰10到15圈,使黄油聚四氟乙烯粉涂面均匀并检验转动效果,然后用千斤顶微调上球铰位置,使其中心与下球铰中心重合并保证水平。
(5)球铰安装完后,在上下球铰之间用黄油聚四氟乙烯粉包裹严密,确保杂物不进入摩擦面。
2.3.2反力座施工
在下球铰安装完成后,绑扎反力座钢筋、立模、浇筑助推反力座和牵引反力座混凝土。
2.3.3撑脚安装
撑脚在工厂整体制造,在上球铰及助推反力座施工完成后安装撑脚,撑脚与滑道之间留有空隙,填石英砂,石英砂四周采用木框定型。
2.3.4砂箱施工
为防止卸架时,撑脚与滑道挤紧,卸不下来,转体前用砂箱代替撑脚作为临时支撑。砂箱内填级配均匀、水洗并烘干的石英砂。使用前对砂箱预压,预压力由砂箱拆除前梁体的纵向最大不平衡弯矩决定。预压后,按设计位置安装。
三、转体前准备
3.1卸架
转体梁部是采用支架现浇施工,转体前需要卸架,卸架按变形由大到小的方向进行,卸架过程中,测量砂箱及梁体变形,如果变形较大,则配重后再卸架。
3.2中跨合拢段吊架安装
由于中跨合拢段位于铁道线路上方,需要在转体前进行安装,中跨合拢段吊架需要设防落物措施,若上跨电气化铁路,需要采取防电措施。安装吊架时,需要在边跨合拢段进行配重。
3.3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,在撑脚底板与滑道顶面间隙处垫聚四氟乙烯板并涂抹黄油。
3.4称重试验及配重
转体前对转体结构进行纵、横两个方向的称重试验,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,作为梁体配重依据,配重的大小应保证转体结构的重心偏移量在5cm以内且不平衡弯矩小于球铰静摩阻力距。
3.5转体设备安装
转体设备在出厂前进行测试和标定,并在施工现场进行试运转。转体设备安装完成后,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,先逐根顶紧钢绞线,再用牵引千斤顶,顶紧整束钢绞线,使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。
四、转体
4.1试转体
试转的主要作用是对转体系统进行各项初始资料的采集,测试启动、正常转动、停转重新启动及点动状态的牵引力、转速等施工控制数据,以便在正式转体前发现、处理设备存在的问题及可能出现的不利情况,并为正式转体速度提供依据,保证转体的顺利进行。
4.2转体监控
(1)在转台设精度为10′的刻度盘,同时在下转盘顶设固定不动的读数指针,转体过程中进行动态监控。
(2)在转体梁端设置精度为1cm的刻度盘,并标记梁端纵向轴线,转体过程中动态监控。
(3)梁端监控也可以采用全站仪对中线测量监控。
(4)转体监控以梁端监控为准。
4.3正式转体
先使转体结构在“连续状态下”转动,监控小组对梁端进行动态监控,当梁端距离就位差2m以上时,梁端每转动1m,测量人员进行一次报数,之后每0.5m报一次数据。当转体结构梁端距离设计位置60cm左右时,结束连续转动状态,调整梁体标高后,采用点动转体,点动时间根据试转结果确定,每次点动操作,测量人员报轴线走行数据一次,反复循环,直至结构轴线精确就位,然后调整梁体高程至设计要求。转体就位后在撑脚底部打入钢楔块,连接上下转盘之间的钢筋,以保证结构的稳定性。
4.4封固转盘
转体完成后,焊接上下转盘之间的连接钢筋、立模、分两次浇筑C50微膨胀混凝土,将上、下转盘连成一体,以确保封盘混凝土密实。由于直接浇筑混凝土难以保证封盘密实,每次混凝土施工时需在对应的转盘底部设一定数量的注浆管,采用注浆方式确保封盘密实。
五、结论
通过对转体结构施工过程的详细阐述,对转体施工工艺进行了系统全面的总结为同类施工提供借鉴。
参考文献
[1]陈宝春,孙 潮,陈友杰.桥梁转体施工方法在我国的应用与发展.公路交通科技,2001(2).
[2]张联艳,谭邦明等.桥梁转体施工[M].北京:人民交通出版社,2003.
[3]孙晓林,张红军,梁京波.桥梁转体施工方法及应用[J].河北交通,2006,4.
关键词:转体结构施工过程工艺总结
中图分类号:U215文献标识码: A
工程概况:
天津市滨海新区津汉高速公路(西外环高速~汉蔡路)四标段,K24+965.351—K25+586.819全桥长621.468米。本桥位于既有津山铁路与铁路斜交72.0°交点处公路里程K25+509.236, 跨径设置主桥采用(2*50m)T构,引桥采用3*30m先简支后连续预应力混凝土小箱梁。
一、转体结构组成
转体结构主要由承重系统、牵引顶推系统和平衡系统三部分构成。承重系统由上转盘、下转盘和转动球铰构成,下转盘为支撑转体结构全部重量的基础,上转盘为预应力体系,是转体结构重要的受力结构,球铰分上、下球铰,上、下球铰间设聚四氟乙烯滑动片并涂黄油四氟粉,转体时,上部整体旋转,下部为固定基础;牵引顶推系统由牵引索、牵引设备、牵引反力座、助推设备、助推反力座构成;平衡系统由结构本身、上转盘的钢管混凝土圆形撑脚、梁顶配重等构成。
二、转体结构施工过程
2.1球铰
球铰由上、下球铰、球铰间镶嵌四氟乙烯滑动片、上下球铰的固定钢销轴、下球铰定位架组成。根据设计要求的球铰参数,进行球铰加工。
球鉸是转动支撑系统的承载和转动核心构件,为了提高球铰的加工质量,保证加工精度,球铰工厂化加工。
球铰进场前派专人到厂家进行验收,验收合格后,采用专用运输托架球铰运输球铰至现场。球铰运至施工现场后,组织相关单位人员进行进场验收,检查结果均应符合设计图纸要求。
2.2下转盘施工
下转盘分二个阶段浇注,第一次浇筑混凝土至下球铰定位架底20cm处;球铰和滑道、预埋件、钢筋等安装完成以后,浇筑第二次混凝土。
2.2.1下球铰安装
(1)下球铰定位架安装
下球铰定位架安装采用定位钢筋、定位型钢和调平垫板相结合的方式。下转盘混凝土首次浇筑时,预埋定位钢筋,定位架安装前,将定位架的中心和轴线放出,在定位架底部设置调平垫板,定位架安装时用吊车吊入,然后调整其顶面高程并精确对中,同时安装定位型钢,将定位架与其定位钢筋、定位型钢焊接牢固,最后对定位架中心和高程复测,直至满足设计要求。
(2)下球铰安装
利用球铰定位架及调节螺栓将下球铰悬吊,通过千斤顶调整中心位置,然后依靠千斤顶和调节螺栓调整标高,反复调整直至下球铰的中心和标高满足误差要求。
下球铰精确定位及调整完成后,对下球铰的中心、标高、平整度进行复查;检查合格后将调整螺栓拧紧固定,并将定位架与下球铰之间焊接型钢加强固定。
2.2.2滑道安装
滑道采取分节段拼装,施工时,可将滑道定位架与滑道分开进行安装(滑道定位架施工与下球铰定位架相同),也可将滑道与其定位架整体进行安装。滑道与其定位架安装完成后,利用调节螺栓对滑道进行调整固定。为有效地保证滑道表面的光滑度,待下转盘二次混凝土浇筑完成后,再安装滑道顶面不锈钢板。
2.2.3下转盘混凝土二次浇注
下球铰及滑道安装完成后,安装钢筋、预埋件和模板,进行下转盘混凝土的二次浇注。
关键控制密实度、下球铰和滑道不受扰动、混凝土的收缩不对下球铰和滑道产生影响。采取以下措施:
(1)下球铰设置振捣孔和排气孔分块浇注各肋板区,由中心向四周顺序浇注。
(2)由于滑道下环形钢筋较密,侧向振捣不能保证混凝土密实,在滑道上设置振捣孔。
(3)严格控制浇筑速度、振捣强度、振捣密度,防止球铰、滑道骨架顶浮、变形,导致偏位,并保证混凝土的密实度。
(4)加强混凝土的养护。混凝土凝固后采用中间敲击、边缘观察的方法进行检查,对混凝土收缩产生的间隙用钻孔压浆的方法进行处理。
2.3上转盘施工
上转盘分两次进行浇注。第一次在上球铰、钢撑脚、砂箱、上球铰钢筋及转台钢筋安装完成后,立模浇筑转上球铰混凝土;第二次在安装上转盘其它钢筋、预应力和墩身预埋筋后,浇筑上转盘剩余混凝土。
2.3.1上球铰安装
上球铰安装主要步骤如下:
(1)清理上、下球铰球面,确保滑动面干净光滑。
(2)下球铰凹球面上按照编号由内到外安装聚四氟乙烯滑动片,各滑动片应位于同一球面,误差不大于0.2mm。
(3)将销轴套管四周均匀涂抹聚四氟乙烯粉,安装销轴,将销轴顶部四周涂抹聚四氟乙烯粉,同时在球面上滑动片间涂抹黄油聚四氟乙烯粉,使黄油聚四氟乙烯粉均匀充满滑动片之间的空间,并略高于滑动片顶面。
(4)将上球铰吊装到位,对位后试转上球铰10到15圈,使黄油聚四氟乙烯粉涂面均匀并检验转动效果,然后用千斤顶微调上球铰位置,使其中心与下球铰中心重合并保证水平。
(5)球铰安装完后,在上下球铰之间用黄油聚四氟乙烯粉包裹严密,确保杂物不进入摩擦面。
2.3.2反力座施工
在下球铰安装完成后,绑扎反力座钢筋、立模、浇筑助推反力座和牵引反力座混凝土。
2.3.3撑脚安装
撑脚在工厂整体制造,在上球铰及助推反力座施工完成后安装撑脚,撑脚与滑道之间留有空隙,填石英砂,石英砂四周采用木框定型。
2.3.4砂箱施工
为防止卸架时,撑脚与滑道挤紧,卸不下来,转体前用砂箱代替撑脚作为临时支撑。砂箱内填级配均匀、水洗并烘干的石英砂。使用前对砂箱预压,预压力由砂箱拆除前梁体的纵向最大不平衡弯矩决定。预压后,按设计位置安装。
三、转体前准备
3.1卸架
转体梁部是采用支架现浇施工,转体前需要卸架,卸架按变形由大到小的方向进行,卸架过程中,测量砂箱及梁体变形,如果变形较大,则配重后再卸架。
3.2中跨合拢段吊架安装
由于中跨合拢段位于铁道线路上方,需要在转体前进行安装,中跨合拢段吊架需要设防落物措施,若上跨电气化铁路,需要采取防电措施。安装吊架时,需要在边跨合拢段进行配重。
3.3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,在撑脚底板与滑道顶面间隙处垫聚四氟乙烯板并涂抹黄油。
3.4称重试验及配重
转体前对转体结构进行纵、横两个方向的称重试验,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,作为梁体配重依据,配重的大小应保证转体结构的重心偏移量在5cm以内且不平衡弯矩小于球铰静摩阻力距。
3.5转体设备安装
转体设备在出厂前进行测试和标定,并在施工现场进行试运转。转体设备安装完成后,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,先逐根顶紧钢绞线,再用牵引千斤顶,顶紧整束钢绞线,使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。
四、转体
4.1试转体
试转的主要作用是对转体系统进行各项初始资料的采集,测试启动、正常转动、停转重新启动及点动状态的牵引力、转速等施工控制数据,以便在正式转体前发现、处理设备存在的问题及可能出现的不利情况,并为正式转体速度提供依据,保证转体的顺利进行。
4.2转体监控
(1)在转台设精度为10′的刻度盘,同时在下转盘顶设固定不动的读数指针,转体过程中进行动态监控。
(2)在转体梁端设置精度为1cm的刻度盘,并标记梁端纵向轴线,转体过程中动态监控。
(3)梁端监控也可以采用全站仪对中线测量监控。
(4)转体监控以梁端监控为准。
4.3正式转体
先使转体结构在“连续状态下”转动,监控小组对梁端进行动态监控,当梁端距离就位差2m以上时,梁端每转动1m,测量人员进行一次报数,之后每0.5m报一次数据。当转体结构梁端距离设计位置60cm左右时,结束连续转动状态,调整梁体标高后,采用点动转体,点动时间根据试转结果确定,每次点动操作,测量人员报轴线走行数据一次,反复循环,直至结构轴线精确就位,然后调整梁体高程至设计要求。转体就位后在撑脚底部打入钢楔块,连接上下转盘之间的钢筋,以保证结构的稳定性。
4.4封固转盘
转体完成后,焊接上下转盘之间的连接钢筋、立模、分两次浇筑C50微膨胀混凝土,将上、下转盘连成一体,以确保封盘混凝土密实。由于直接浇筑混凝土难以保证封盘密实,每次混凝土施工时需在对应的转盘底部设一定数量的注浆管,采用注浆方式确保封盘密实。
五、结论
通过对转体结构施工过程的详细阐述,对转体施工工艺进行了系统全面的总结为同类施工提供借鉴。
参考文献
[1]陈宝春,孙 潮,陈友杰.桥梁转体施工方法在我国的应用与发展.公路交通科技,2001(2).
[2]张联艳,谭邦明等.桥梁转体施工[M].北京:人民交通出版社,2003.
[3]孙晓林,张红军,梁京波.桥梁转体施工方法及应用[J].河北交通,2006,4.