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1、張家口市沙城文昌南路上跨京包鐵路立交橋球鉸安裝施工專項方案中鐵六局集團有限公司2012.05.25目錄一、轉體系統概況- 3 -二、轉體施工工藝- 3 -三、轉體系統安裝- 4 -水平轉體總體施工步驟- 4 -2.水平轉鉸各構件的安裝- 4 -四、轉體施工技術- 6 -2、轉體操作- 8 -轉體前施工組織準備- 8 -封閉點前的準備工作- 8 -轉體試運行- 8 -平轉實施- 9 -同步轉體控制措施- 9 -平轉施工操作注意事項- 9 -3、轉體后球鉸封盤- 9 -4、限位控制體系- 10 -六、轉體施工應急- 10 -轉體前梁體兩端重量不平衡- 10 -首次不能正常起動- 11 -設備運轉不2、正常- 11 -中途停下后的再次起動- 11 -牽引系統發生故障- 11 -一、轉體系統概況轉體結構由轉體下轉盤、球鉸、上轉盤、轉動牽引系統組成。轉體下轉盤是支撐轉體結構全部重量的基礎，下轉盤主要構件包括下球鉸及其骨架、下滑道及其骨架、中心定位軸、千斤頂反力座：上轉盤主要構件包括上球鉸及其骨架、撐腳：牽引力系統主要包括牽引力反力座、牽引索。中心轉盤球面半徑為0.8m,上轉盤球缺高0.242m下轉盤球缺高0.24m、直徑0.39m，定位中心轉軸直徑為260mm。球鉸由上下兩塊鋼制球面板組成，上面板為凸面，通過圓柱體與上部的牽引轉盤連接，上轉盤就就位于牽引轉盤上；下面板為凹面，嵌固于下盤頂面。上下3、面板均系采用40mm厚鋼板壓制成型的球面，背部設肋條，防止在加工、運輸工程中變形，并方便球鉸的定位、且加強與周圍混凝土的連接。二、轉體施工工藝本橋采用平轉法施工的轉動體系，轉動球鉸是整個轉體的核心，制作和安裝要求精度很高，需要精心制作、精心安裝。上下球鉸安裝要保證球面的光潔及橢圓度，球鉸安裝頂口務必水平；上下球鉸間按設計位置鑲嵌四氟板，下球鉸頂面務必位于統一球面上其誤差不大于1.2mm，四氟板間涂抹黃油和四氟粉。上下球鉸中線穿定位鋼銷，精確定位務必重合，其誤差不大于2mm。上下球鉸相焊接鋼管中心軸務必于轉動軸重合，其誤差不大于1mm，鋼管務必鉛垂，其傾斜度不大于3%。最后上下球鉸吻合面外周用膠4、帶纏繞密實。 上轉盤附著在下轉盤上安裝，固定成型后，試平轉運行，檢查無誤后在支架上綁扎主墩鋼筋、立模板、澆注主墩混凝土，完成上轉盤施工。 三、轉體系統安裝水平轉體總體施工步驟步驟一、基礎施工：在承臺上預埋定位架、預留二次澆注混凝土槽口，安裝下轉盤球鉸及滑道，澆注臨時支墩；步驟二、墩身施工：安裝下球鉸聚四氟乙烯滑塊、上球鉸及上轉盤，澆注墩身混凝土；步驟三、0#梁段施工：安裝支架，在支架上進行0#段施工，澆注混凝土；步驟四、梁施工：主梁在碗扣支架上進行鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆注、預應力安裝及張拉，同時進行相鄰墩的施工；步驟五：在相鄰墩處搭設南北端梁段的支架及轉體梁端臨時接受墩；步驟六：主梁落架5、，橋梁水平轉體，實現鐵路的跨越，完成墩與承臺的固結；步驟七：施工南北兩端后澆段，完成橋梁主體施工；步驟八：橋面系施工。2.水平轉鉸各構件的安裝1）轉盤安裝順序下轉盤球鉸及外滑道安裝中心定位軸鋼棒安裝下球鉸聚四氟乙烯滑塊安裝上球鉸安裝上轉盤撐腳安裝上轉盤鋼筋混凝土施工。2）主要施工方法下轉盤球鉸安裝下轉盤球鉸采取在承臺混凝土澆注時預留槽口，轉盤球鉸調整固定后進行二次澆注混凝土。a.安裝順序槽口清理拼裝下轉盤球鉸初步定位綁扎槽口內鋼筋安裝調整固定架精確定位及調整固定澆注混凝土。b.安裝槽口清理：首先根據設計位置采用精確測量放樣對槽口進行檢查，對不滿足設計的地方進行處理；然后對槽口內混凝土面進行鑿毛6、處理；最后將槽口內及鋼筋上的碎渣、水泥漿清除。拼裝下轉盤球鉸：下轉盤球鉸運到現場后進行檢查，主要對下轉盤球鉸表面橢圓度及結構檢查是否滿足設計加工要求。下轉盤球鉸的現場組裝，主要是下轉盤球鉸的錨固鋼筋及調整螺栓的安裝；此部分為螺栓連接，其它構件均在廠內進行焊接組裝完成。滑道的安裝在撐腳的下方（即下轉盤頂面）設有1.1m寬的滑道，環道中心的直徑為11.1m，環道鋼板采取分節段拼裝，在盤下利用調整螺栓調整固定，分節段澆注混凝土。轉體時保證撐腳可在滑道內滑動，以保持轉體結構平穩。要求整個滑道面在同一水平面上，其相對高差5mm、頂面局部平度0.5mm。上球鉸、聚四氟乙烯滑動片安裝下球鉸混凝土澆注完成后，7、將轉動中心軸的鋼棒放入下轉盤預埋套管中。然后進行下球鉸聚四氟乙烯滑動片和上球鉸安裝。聚四氟乙烯滑動片安裝前，先將下球鉸頂面清理干凈，球鉸表面及安裝聚四氟乙烯滑動片的孔內不得有任何雜物，并將球面吹干。根據聚四氟乙烯滑動片的編號將其安放在相應的鑲嵌孔內。聚四氟乙烯滑動片安裝完成后，保證其頂面位于同一球面上，誤差1.2mm。檢查合格后，在球面上各聚四氟乙烯滑動片間涂抹黃油聚四氟乙烯粉，使黃油聚四氟乙烯粉均勻充滿聚四氟乙烯滑動片之間的空間，并略高于聚四氟乙烯滑動片，保證其頂面有一層黃油聚四氟乙烯粉。整個安裝過程應保持球面清潔，嚴禁將雜物帶至球面上。將上球鉸的兩段銷軸套管接好，用螺栓固定牢固。將上球鉸吊8、起，在凸球面上涂抹一層聚四氟乙烯粉，然后將上球鉸對準中心銷軸輕落至下球鉸上，用倒鏈微調上球鉸位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙一致，去除被擠出的多余黃油，并用寬膠帶將上下球鉸邊緣的縫隙密封，防止雜物進入球鉸摩擦部分。上轉盤撐腳安裝上轉盤共設有撐腳，每組撐腳由鋼管混凝土組成，下設鋼板，鋼管內灌注C50微膨脹混凝土。撐腳在工廠整體制造后運進現場，在下轉盤混凝土澆注完成，上球鉸安裝就位時即安裝撐腳，安裝撐腳時確保撐腳與下滑道的間隙符合設計要求。轉體前在滑道面內鋪裝不銹鋼板及聚四氟乙烯板。轉體前用砂箱作為臨時支撐。上轉盤安裝上轉盤是轉體時的重要結構，在整個轉體過程中是一個多向、立體的受力狀態，受力復雜，9、設計采用三向預應力結構。轉臺是球鉸、撐腳與上轉盤相連接的部分，又是轉體牽引索直接施加的部位。轉臺內預埋牽引索固定端采用P型錨具，同一對牽引索的錨固端應在同一直徑線上并對稱于圓心，注意每根索的預埋高度應和牽引方向一致。每根索埋入轉臺的長度應大于2.5m，每根索的出口點也應對稱于轉盤中心。牽引索外露部分應圓順地纏繞在轉臺周圍，互不干擾地擱置于預埋鋼筋上，并做好保護措施。待上轉盤混凝土達到設計強度后，進行整個轉體系統支承體系的轉換，使轉臺支承于球鉸上。施加轉動力矩，使轉臺沿球鉸中心軸轉動。檢查球鉸的運轉是否正常，測定其摩擦系數，為轉體施工提供依據。轉體上盤預應力施工上轉盤布設三向預應力筋。順橋向和橫10、橋向的預應力筋均采用s15.2鋼絞線，采用單端張拉，張拉端采用OVM15-19錨具，固定端采用OVM-19P錨具。預應力孔道采用金屬波紋管成孔，張拉完成后及時壓漿封錨。豎向預應力筋采用抗拉強度標準值為930Mpa的JL32精扎螺紋鋼，軋絲錨，采用無粘結套管體系，在上轉盤頂面單端張拉。四、轉體施工技術水平轉體施工是本工程施工的重點核心部分。為確保水平轉體施工安全。順利的實施，需要解決水平轉體施工工藝流程、水平轉體施工的準備、轉體施工預案的制定、轉體過程控制測量等問題。1、水平轉體施工的準備預應力張拉上轉盤混凝土牛腿設置預應力，要求分二次張拉。第一次張拉在混凝土牛腿底模拆除前進行；第二次張拉在轉體11、施工前進行（預應力管道內不壓漿），轉體結束后拆除。轉體準備a.砂底模拆除在混凝土牛腿預應力張拉完成后即可拆除轉鉸部位的砂底模，然后利用高壓水沖洗以保證清潔。b.支墩拆除在底模拆除后進行。c.鋼筋調整在轉體施工前，對承臺預埋鋼筋及墩身鋼筋進行調整。調整方法，是對預埋鋼筋進行彎折，以保證在轉體過程中不發生相互干擾，轉體完成后進行恢復并連接。平衡控制a.由于箱梁每個節段箱室較多且結構形式復雜，如果采取在施工過程中進行梁上內模制作安裝對混凝土結構尺寸無法精確控制，將造成兩側不平衡重的產生。為此我們采取在梁下分箱室整體預制內模、整體吊裝、精確就位。同時在混凝土澆注過程中對箱梁頂、底板抹面標高進行嚴格控制12、并記錄混凝土澆注數量。b.整理混凝土澆注記錄，計算混凝土不平衡重。c.計算結構不平衡力矩。上轉盤混凝土牛腿為對稱結構，對轉體結構不產生平衡力矩；梁部本身對于轉體結構物軸心來說是對稱結構，但由于縱坡影響使其產生不平衡力矩。d.梁部施工完成，支架拆除后，進行48小時的全天候觀測。在梁下利用千斤頂進行等力、不等力反頂稱重并觀測變化，根據觀測數值進行分析，確定不平衡重調整值，稱重委托有專業資質的單位。e.平衡加載稱重完成后根據轉體結構物不平衡力矩（混凝土施工不平衡力矩+結構物產生不平衡力矩+觀測分析調整值），在梁上采用砂袋進行加載配重。牽引索安裝a. 牽引索錨固端安裝：采用P錨固定于混凝土牛腿上。具體13、形式如下圖所示。牽引索纏繞安裝：具體形式如下圖所示。 引索預緊：用LSD200千斤頂，在其尾端逐根張拉鋼絞線預緊。每根鋼2、轉體操作轉體前施工組織準備施工單位成立轉體操作組、工程技術組、對外聯絡組、安全質量監測組、防護監察組、應急救援組及物資供應組。封閉點前的準備工作由于左右兩座結構受空間位置限制，轉體旋轉就位必須同步平行進行。同時啟動左右轉體同步總控制油泵，正常轉速控制在0.02rad/min左右。轉體試運行 為檢查轉體過程中轉體體系結構是否穩定，關鍵受力部位是否發生變形開裂等異形情況，觀察牽引設備的性能以及測定上下球鉸間的摩擦系數，預緊鋼鉸線，故而在正式轉體之前進行試轉體，試轉體一切正常方14、可進行正式轉體，否則查明原因，提出整改方案。平轉實施 1)轉體前的準備工作 、轉體重心位置的確定：用千斤頂對轉體部分進行稱重，測定其摩擦系數。 、環形滑道清理干凈，檢查滑道與撐腳間間隙，涂抹撐腳走道板前端黃油四氟粉。 、平轉千斤頂、輔助千斤頂、微調千斤頂標定。 、平轉千斤頂、牽引索、錨具、泵站配套安裝、調試。要求各束鋼絞線平直、不打絞、紐結。 、助推千斤頂及反推梁安裝。 、安裝微調及控制設備，作好各種測控標志，標明橋梁軸線位置。 、各關鍵部位再次檢查。包括上轉盤、球鉸等部位。確認簽字。 、技術準備（技術交底，記錄表格，各觀測點人員分工，控制信號，通訊聯絡等方面） 、轉體靜置24小時后，各種測量15、數據上報監控組，確認其是否處于平衡狀態。 同步轉體控制措施1）、兩橋同時啟動，現場設同步啟動指揮員，用對講機通訊指揮。2）、千斤頂公稱油壓相同，轉體采用同種型號的兩套液壓設備，轉體時控制好油壓表壓力。3）、在T梁上安裝速度傳感器，轉體過程中安排專人觀測，隨時反映雙幅轉體速度是否相同。4）、轉體前在轉盤上布置刻度并編號，轉體過程中隨時觀測兩個轉盤的轉過刻度是否一致。5）、在轉盤鋼絞線上做好標記，觀察兩個轉體的鋼絞線是否等速。平轉施工操作注意事項、所使用的牽引索鋼絞線應盡量左、右均勻分布。、穿牽引索鋼絞線時注意不能交叉或扭轉。、千斤頂的安裝應注意和鋼絞線軸向保持一致，牽引同步。3、轉體后球鉸封盤梁16、體轉體就位后，在兩端利用已架設好的臨時支墩固定梁體以保證梁體的穩定性，然后進行封盤施工。采用幫條焊焊接預埋基礎和實體塊中的鋼筋，焊縫長度滿足規范要求。采用第二次封盤，第一次先封上盤混凝土，在與上部墩身的接口預埋壓漿澆注鋼管，待封盤混凝土凝固后用灌漿法填補因混凝土收縮留下的空隙，保證墩身與上下盤間混凝土的整體性。4、限位控制體系 限位控制體系包括轉體限位和微調裝置，主要作用為轉體結構轉動到位出現偏差后需要對轉體進行限位和調整使用。橫橋向傾斜限位與微調：在上轉盤上、下滑道外側位置對稱布設四臺千斤頂，一側起頂，另一側預留限位，起頂限位值根據實測確定。調整完畢，用型鋼將上下轉盤之間抄死，撐腳與滑道間抄17、死。水平偏轉限位和微調：利用下轉盤上敷設的千斤頂反力座作為支點，頂推上轉盤下撐腳，調整轉體軸線偏位。調整到位后設置限位梁，將撐腳與千斤頂反力座之間撐死。五、環保及安全 1）施工時，注意與周圍環境相協調。 2） 生活垃圾集中堆放，統一處理。 3）進入施工現場必須戴安全帽。 4）進行鋼筋綁扎、立模施工等高空作業時，施工人員必須佩帶安全帶。并正確使用。 5）施工時注意機械設備、電氣設備使用安全，起吊時應用卡環和安全吊鉤，不得斜牽起吊，嚴禁操作人員隨模板起落。 六、轉體施工應急為保證施工成功，需預先分析各工序可能出現的問題及應對措施，確保一旦出現問題時，能夠沉著應對、及時解決。轉體前梁體兩端重量不平衡18、如果在轉體過程中出現梁體不平衡現象，可根據監控量測組量測結果，經理論推算后，在轉體前用根據設計院、監控量測組共同制定的配載方案，現場加沙袋配重法調整梁體兩端的重量，使結構中心盡量和轉軸中心重合。對于橫向偏心，首先要征得設計院意見，同時在設計院和現場監控量測組指導下進行糾偏調整。也可采用在外環道位置安裝大噸位的豎向千斤頂24臺，覆蓋面滿足整個轉動角度范圍。豎向千斤頂頂面布設四氟乙烯滑板與環道接觸面預先涂抹硅脂或四氟粉作為潤滑材料。以減少滑動阻力。首次不能正常起動根據檢算，正常情況下兩側千斤頂完全可以滿足轉體正常起動。若由于其他因素影響而導致首次起動ZLD牽引系統兩臺千斤頂加載時仍不能正常起動，可19、借助已經安裝到位的三臺助推系統千斤頂均勻加力，使結構轉動。但當ZLD牽引系統四臺千斤頂、三臺助推系統千斤頂均加載時，轉動體仍然不轉動，此時應檢查撐角與環道接觸處是否有雜物將其卡住，環道在此處是否形成上坡。此時可利用ZLD千斤頂前、后頂同時起動、手動增加牽引力使轉動體轉動。設備運轉不正常 備用2臺150t的輔助千斤頂及1臺200t連續千斤頂。 設備提前進行檢修，提前進行試轉，試轉后解決發現的問題。中途停下后的再次起動由于特殊情況不得不在中途停止，然后再次重新起動時，為預防助推系統難以找到反力位置，已經預先在環道兩側沿徑向預留坑洞，必要時，可插入鋼軌，用槽鋼作反力橫梁即可進行二次起動。牽引系統發生故障 張拉端反力梁變形過大。 牽引索張拉端錨固端是否滑束，鋼絲線是否斷滑絲。 施工設備故障。 如發現上述現象發生，應對其結構的安全影響進行評估，確定是否采取安全措施。針對第1種情況，可采用增加反力梁剛度的處理措施；針對第2種情況，可采用增加鋼束數量、在張拉前對每根鋼絞線預先分別施加應力預緊、在施工過程中加強對預埋鋼束的保護等措施；針對第3種情況，可采用增加備用設備以及立即進行設備檢修等處理措施。