客专铁路桥梁监理应知应会(四)转体施工目录1 转体施工简介---------------------------------------------------------------2 1.1转体施工类型及使用条件-------------------------------------------- 2 1.2 转体施工方法-----------------------------------------------------------21.3平转施工流程------------------------------------------------------------22 平转转体施工----------------------------------------------------------------3 2.1 转动体系:--------------------------------------------------------------3 2.2转体施工----------------------------------------------------------------92.3 梁体施工----------------------------------------------------------------123 竖转施工(略)1 转体施工简介1.1转体施工类型及使用条件转体施工可分为有平衡重平转、无平衡重平转、竖转、先平转后竖转或先竖转后平转等施工方法。
平转施工主要适用于连续梁(刚构)式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥及钢管混凝土拱桥。
竖转施工主要适用于转体质量不大的拱桥或桥梁预制部件(塔、斜腿、劲性骨架等)。
1.2 转体施工方法平转转体施工的原理是:将桥体(主要是上部构造)整孔或从跨中分成两个半跨,在桥位外(横向)利用两岸(侧)地形搭设支架(或设胎)预制。
在桥墩(或台)底部设置转动体系,将待转桥体,通过张拉锚扣体系实现脱架和对于转轴的重力平衡,再以适当动力(卷扬机、千斤顶等)牵引转盘,将桥体平转至合拢位置,浇筑合拢段接头混凝土,封固转盘,完成平转施工。
竖转施工原理是:将桥体从跨中分成两个半跨,在桥轴方向的河床上(组合结构在梁上)设支架、驳船等预制梁部(拱),在待转桥体的岸端设铰,在桥台或台后临时架设支撑提升系统,通过卷扬机回收提升牵引绳,将桥体竖转至合拢位置连接合龙,封固转铰,完成竖转施工。
以下主要介绍无平衡重平转施工。
2 平转转体施工2.1平转施工流程2.2转动体系:转动体系应由中墩(台)转动系统和边跨端部辅助滑道等组成(视现场条件,也可不设辅助滑道)。
中墩转动系统设于墩底、基顶(或承台中间),由球铰、平衡支腿(撑脚)、滑道等组成。
转动系统构造形式之一见下图:1--下转盘、2--上转盘、3--球饺盘(柱)、4--钢质定位销、5—上、下球铰面、6--支腿(撑脚)、7—环形滑道2.2.1球铰1球铰由上、下球铰、球铰间的四氟乙烯板、固定上下球铰(转盘)的钢销、上、下球铰钢骨架组成。
球铰为转动过程中的承重受力构件,由钢质或不低于C50的钢筋混凝土浇筑于盘中央(内设钢骨架)。
上下球铰可互为上、下凸凹。
2球铰加工(1)钢球铰加工要求精密,钢球铰应由有资质的钢结构制造工厂(有轴承加工经验更好)。
1)球面曲率各处应相等,曲率半径之差一般为±0.5mm。
2)球铰正面边缘各点相对高差一般<0.5mm。
3)球铰水平椭圆度≯1.5mm。
(2)上、下球铰加工要相互吻合,光洁度符合设计要求。
(混凝土球面要用母线器成型),摩擦系数符合设计要求。
(3)制作下球铰时,注意预留四氟板镶嵌孔、混凝土振捣孔。
(4)制作上、下球铰时,注意中心预埋定位销的钢套筒。
3下球铰安装(1)在安装前先检查球铰表面椭圆度、结构尺寸、规格等是否满足设计要求。
出厂前应有验收检查,运至现场安装前还应检查,防止运输、搬运的变形、磕碰损伤等(下球铰的现场组装,主要是锚固钢筋及调整螺栓的安装)。
(2)精确定位及调整:利用固定调整架及调整螺栓将下球铰悬吊,调整中心位置,然后依靠固定调整螺杆上下转动调整高程。
(3)固定:精确定位(中心、高程、水平)调整完成后即可固定。
(4)浇注下球铰混凝土:球铰是转体过程的承重构件,混凝土质量至关重要,因此要做到以下几点:1)加强振捣,在下球铰适当位置留排气孔,调整混凝土浇筑顺序等,保证混凝土的密实度。
2)采取措施(如搭设平台,操作人员在平台上工作)不得扰动下球铰;3)混凝土浇注过程中和浇筑后应随时检查、调整下球铰的中心位置、水平、高程等。
4)加强混凝土养生。
4上球铰安装(1)清理上下球铰球面。
(施工中要始终保持清洁、无灰尘)。
(2)在定位销中心套管放入黄油四氟粉等润滑剂,将定位销放入中心套管中,调整好垂直度和周边间隙。
(3)在下球铰球面上安装聚四氟乙烯滑板(由内向外),用黄油四氟粉(或二硫化钼等)填满聚四氟乙烯滑板之间的间隙,使黄油面与四氟滑板面平。
(4)将上球铰吊装到位,套进中心销轴内,并调整水平、与销轴间隙(居中)。
(5)球铰安装完成后对周边进行防护,确保杂质进入不到摩擦面内。
5 定位销采用直径不小于100mm(大跨梁200~300mm)的钢质或钢管混凝土制作。
其构造和与套筒的间隙量除应考虑定位作用外,还应考虑施工中荷载不对称、风力等横向荷载以及其他偶然荷载作用的影响,转轴的强度、刚度应符合设计要求。
2.2.2平衡支腿(撑脚)1撑脚一般采用钢质,内灌微膨胀混凝土。
绕固于上盘周边,由4个或6个组成,应对称均匀布置。
2 撑脚与下滑道保持不大于20mm间距,以备浇筑上盘混凝土或转体时保持平衡临时支撑。
(平衡支腿与滑道之间转动条件下应有8`~10mm的间距)。
3 为确保上部结构施工时转盘、球铰结构不发生移动,用钢楔将钢管混凝土撑脚与环道之间塞死。
2.2.3平衡环形滑道1平衡滑道采用钢筋混凝土上铺装钢板(先用钢板与钢骨架焊接调平,后浇混凝土)。
转体前在滑道内铺装不锈钢板及聚四佛乙烯板。
2平衡滑道应平整,施工允许偏差满足设计要求,无要求时可参考“公路桥涵施工技术规范”:基座在3m长度内平整度不大于±1mm,平衡滑道径向对称点高差不大于环道直径的1/5000(高差不得大于2 mm)。
以下为公路某桥之转动体系照片:2.3 转体施工2.3.1转体前准备工作1应检查转动体系各部位技术要求,球铰中心轴竖向垂直度应满足1/1000的要求。
下转盘定位要准确,中心及水平测量均应满足设计要求。
2 解除临时支腿,切断连接钢筋,检查撑脚楔塞。
3 称重。
采用千斤顶、位移计测出悬臂两端不平衡重量,以砂袋或水箱调整两端重量,以保持两端平衡。
4 试转。
全面检查牵引动力、转动体系、位控体系、防倾保险体系,建立主墩转动角速度与悬臂端部转动线速度的关系,以便在转动过程中,把转动速度控制在预定范围内。
转动时控制速度通常:角速度不宜大于0.01~0.02rad/min(1.0。
/min 左右)或桥体悬臂线速度不大于1.5~2m/min(公路)。
5 转体前应进行转体结构稳定、偏心及牵引力计算。
牵引设备应按计算牵引力的2倍配置。
转体牵引力可按“公路桥涵施工技术规范”计算:T=2fGR/3D式中:T—牵引力(kn)G—转体总重力(kn)R—铰柱半径(m)D—牵引力偶臂(m)f—摩擦系数,按实测结果计。
无实验数据时,可取静摩擦系数0.1`~0.12,动擦系数0.06~0.09.2.3.2转体牵引索可用两根(钢绞线、高强度钢丝束、P锚),一端预埋在球铰柱内(上转盘),另一端引出,形成一转动力偶臂。
注意牵引力偶臂要水平。
2.3.3刚性索斜拉桥转体施工时,纵、横向稳定系数应大于1.5。
2.3.4转体合拢时应符合下列规定;1应严格控制桥体高程和轴线,误差符合要求,合拢接口允许相对偏差可参照悬浇连续梁(刚构)要求。
2合龙温度应符合设计要求。
当和龙时的温度与设计要求温度不一致时,应计算温度影响,修正合拢高程等。
合龙的其他要求应按设计或悬浇连续梁(刚构)要求控制。
2.3.5 封铰1 在浇注承台转动系统混凝土时,应在上下两部分,按设计要求分别预埋封铰钢筋。
在施工过程中,这些钢筋尽量不弯曲或少弯曲,以免损伤钢筋强度(尤其是二级钢筋)。
2封铰时,新浇混凝土与上转盘混凝土间的结合十分关键,为此要在浇筑混凝土前,制定周密的施工工艺,采取可靠措施保证上部混凝土填充饱满、密实。
承台上下与新浇混凝土接触部分,必须认真凿毛;2.3.6要认真制定好施工过程的应急预案,以确保施工安全、质量良好。
下图为哈大运粮河桥跨京哈铁路(60+100+60)m连续梁转体施工照。
2.4 梁体施工梁体施工与在鹰架上现浇梁要求基本一致。
连续梁的墩梁临时锚固要求同一般连续梁。
2.5竖转(略)1支架法或移动模架法现浇简支梁支架的种类很多,常用的有碗扣式支架、万能杆件支架,有立交要求的可配合军用梁或工字钢,移动模架(造桥机)也是支架的一种。
这里我只补充支架法及移动模架法现浇简支梁监理应注意的问题。
1.1 支架法施工1.1.1 地基要进行处理,根据地质条件的不同及荷载的大小采用不同的处理措施,如原地面碾压、换填石灰土、换填砂卵石土或级配碎石、浇筑砼、桩基础(如CFG桩、钢管桩等),对于桥墩基坑处、泥浆池及软硬不均的地基更要持别认真地进行处理。
地基承载力的大小要通过试验确定。
1.1.2支架地基周围要做好排水设施,防止浸水引起下沉。
1.1.3监理对施工单位的支架方案要进行审查,支架的强度及稳定性要满足规范要求,杆件应力安全系数大于1.3,稳定性安全系数大于1.5。
支架的剪刀撑或纵横向联结杆件很重要,它是保证支架纵横向稳定的关键,不可小视。
支架设计荷载包括梁体、模板、支架自重、施工荷载、风荷载,如为冬季施工还应包括雪荷载和保温养护设施荷载。
1.1.4对支架要进行等载预压,测出支架的下沉量(包括地基下沉、支架的非弹性变形及弹性变形),按弹性变形量确定梁底模板的抛高值。
1.1.5支架的卸载顺序,应严格按照从梁体挠度最大处节点开始,逐步卸落相邻节点,当达到一定卸落量后,支架方可脱落梁体。
2.1 移动模架法:2.1.1也需要等载预压,以消除非弹性变形,确定弹性变形,根据弹性变形量确定底模的抛高值。
某某客运专线第一孔40m简支梁,按预压测出的弹性变形值设置的底模标高,梁体完成发现拱度偏大,分析原因主要是预压采用砂袋,荷载为松散体,而40m梁砼量大,浇筑时间长,随着浇筑时间的推移,砼会从下往上逐渐形成一定的强度,与钢筋结合成为一个低标号梁,自身己能承受一部分荷载,另外与气温也有一定关系,气温越高砼形成强度越快,尽管砼试验初疑时间是6小时,但实际在风吹日晒情况下并不是如此,因此实际的挠度值小于预压的弹性变形值。