型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體施工工法

PAGE1PAGE22T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體施工工法一、前言XX年我局在XX公路XX市鐵路立交橋10號T型剛構(gòu)的施工中，采用了轉(zhuǎn)體法施工技術(shù)，經(jīng)過深入細(xì)致的研究和實踐，成功地解決了橋梁轉(zhuǎn)體過程中軸心難以準(zhǔn)確控制的關(guān)鍵問題，簡化了轉(zhuǎn)體施工工藝，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。此技術(shù)通過了中國鐵道建筑總公司技術(shù)鑒定，路內(nèi)外專家評審認(rèn)為：這項技術(shù)達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。1993年榮獲中國鐵道建筑總公司科技進(jìn)步一等獎，現(xiàn)已形成工法。二、特點1.球鉸轉(zhuǎn)動軸形狀準(zhǔn)確在澆注球鉸混凝土?xí)r，使用母線板控制球面形狀，使旋轉(zhuǎn)削切出來的混凝土球鉸曲面圓順，形狀準(zhǔn)確，減小了打磨球鉸的難度。2.球鉸與鉸蓋接觸面的密合程度高，轉(zhuǎn)動阻力小球鉸澆筑成形后，安裝母線板，將球鉸曲面粗磨圓順，然后，在球鉸與鉸蓋的接觸面上涂抹鈣基脂潤滑油，查找凸出不順部位，進(jìn)行細(xì)磨，既利于提高打磨工效，又有助于檢查鉸蓋與球鉸接觸面的密合程度，從而達(dá)到降低摩擦因數(shù)，減小轉(zhuǎn)動阻力的目的。3.轉(zhuǎn)動系統(tǒng)平衡、穩(wěn)定本工法T型剛構(gòu)兩側(cè)懸臂布置對稱，結(jié)構(gòu)重量相等，卸架后，無需配重即可保持轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的平衡。懸臂箱梁在梁底支撐、底板底模、邊腹板外模全部搭設(shè)、鋪裝就位的情況下，整體澆注成型，從而避免了因梁體分段、施工接縫多、混凝土顏色不一而影響梁體外觀，以及模板安裝不牢固或安裝誤差大，混凝土澆注后出現(xiàn)跑模而額外增加結(jié)構(gòu)重量，引起轉(zhuǎn)體時T型剛構(gòu)縱向失穩(wěn)、偏斜的情況發(fā)生，對確保轉(zhuǎn)體系統(tǒng)自身的平衡和穩(wěn)定有積極作用。4.轉(zhuǎn)體施工工藝大為簡化本工法使用油壓千斤頂作平衡保險裝置，避免了傳統(tǒng)方法用鋼支重輪或鋼筋混凝土支撐腳與環(huán)道作平衡保險裝置而給施工帶來的困難，以及由此產(chǎn)生的影響轉(zhuǎn)體安全的因素，故操作安全可靠，施工作業(yè)方便，大大簡化了轉(zhuǎn)體施工工藝。5.橋梁轉(zhuǎn)體平穩(wěn)、連續(xù)、安全本工法先用電動分離式油壓千斤頂作轉(zhuǎn)體動力裝置，可以直接在壓力表上讀取轉(zhuǎn)體作用力值，作用力大小可準(zhǔn)確控制，容易保持平衡，加載可同步進(jìn)行，橋梁轉(zhuǎn)體平穩(wěn)、連續(xù)、安全。6.橋梁轉(zhuǎn)體到位精度高本工法在球鉸中心埋設(shè)了一根鋼管軸，并使鋼管軸通過鋼滾軸與鉸蓋滾動接觸，限制了上轉(zhuǎn)盤的側(cè)向位移，有效地發(fā)揮了球鉸的轉(zhuǎn)軸定位作用，使轉(zhuǎn)體橋梁到位精度大為提高。三、適用范圍本工法適用于不同跨徑的T型剛構(gòu)橋轉(zhuǎn)體施工，同時對桁架拱橋、箱肋拱橋、雙曲拱橋、剛架拱橋、斜腿剛構(gòu)橋、斜拉橋等采用水平轉(zhuǎn)體法施工也有參考、指導(dǎo)作用。四、工藝原理橋梁轉(zhuǎn)體法施工是指在橋梁軸線轉(zhuǎn)離設(shè)計橋位的地方，將橋梁主體澆注或組裝成形，然后，借助動力裝置轉(zhuǎn)動到設(shè)計位置，再進(jìn)行合攏接整和橋面系作業(yè)的一種施工方法。根據(jù)轉(zhuǎn)動平面位置的不同，通常分為豎直轉(zhuǎn)體法和水平轉(zhuǎn)體法兩類。水平轉(zhuǎn)體法由于適用的橋型多，在橋梁轉(zhuǎn)體法施工中運用較多。本工法采用如圖1所示的混凝土球鉸與鋼管軸組合的新型轉(zhuǎn)動軸結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)體時，在上轉(zhuǎn)盤對角方向水平對稱布置兩臺電動分離式油壓千斤頂進(jìn)行頂推。圖1轉(zhuǎn)動軸結(jié)構(gòu)示意圖T型剛構(gòu)開始轉(zhuǎn)動時的最大動力矩（缺公式）式中μmax——鉸蓋與球鉸之間最大靜摩擦因數(shù)；G——轉(zhuǎn)體重量。所需的頂推力（缺公式）式中L——千斤頂力作用點到球鉸中心的垂直距離。當(dāng)千斤頂?shù)膶嶋H頂推力大于或等于Fmax時T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)動。在實際選用千斤頂時，其所具有的頂推力應(yīng)大于Fmax，以保證轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動時順利啟動。T型剛構(gòu)在轉(zhuǎn)動過程中千斤頂?shù)膶嶋H頂推力F要小于Fmax。這是因為轉(zhuǎn)動過程中的滑動摩擦因數(shù)要小于最大靜摩擦因數(shù)所致。五、工藝流程工藝流程見圖2所示。圖2T型鋼構(gòu)轉(zhuǎn)體法施工工藝流程六、施工過程及要點(一)轉(zhuǎn)動系統(tǒng)施工1.鋼管軸(1)鋼管軸定位在點焊成網(wǎng)片的底盤上層鋼筋網(wǎng)上準(zhǔn)確定出截面半徑為R2的鋼管軸中心點，然后，用氣焊割除中心點周圍直徑為2×(100+R2)范圍以內(nèi)的鋼筋網(wǎng)。在澆注底盤混凝土的過程中，將一個外包編織袋，直徑為2×(100+R2)的圓木放進(jìn)底盤中心用氣焊割出的鋼筋孔中。混凝土施工結(jié)束3～4小時后，取出圓木，并用蓋子遮住孔洞口，防止塵土等臟物掉進(jìn)孔內(nèi)。(2)套管軸安裝底盤模板拆除后，用經(jīng)緯儀在底盤中心孔洞口四周等距離定出4個縱橫軸線點，前后左右移動，將鋼管軸調(diào)到正中心，吊線錘使鋼管軸保持豎直，先用短鋼筋將鋼管軸與孔壁邊上鑿露出來的底盤上層鋼筋網(wǎng)點焊成一體，待用經(jīng)緯儀檢查鋼管軸位置及垂直度準(zhǔn)確無誤后，用高標(biāo)號混凝土將孔洞和鋼管軸填滿。2.球鉸(1)母線板制作圖3為一控制球鉸曲面成形用的母線板示意圖。該板由鋼套筒和曲面板焊接而成。鋼套筒內(nèi)徑和露出球鉸頂面的鋼管軸外徑相同。曲面板外層為弧形鋼板，表面鉆孔上螺絲釘，連接內(nèi)層弧形木板?；⌒文景逋饴睹媾俟?，曲率半徑和球鉸曲面半徑R3相同。圖3母線板結(jié)示意圖(2)混凝土作業(yè)澆注混凝土前，切3根長10cm的Ф10直鋼筋，一端打磨光滑，按大約120°夾角豎直貼焊在鋼管軸外壁上，打磨端朝上，與球鉸頂部一樣齊。當(dāng)混凝土澆注到球鉸頂面時，將母線板套在鋼管軸上，緩緩轉(zhuǎn)動母線板，先將混凝土旋削成球面形狀，再將球面粗抹圓順?；炷磷鳂I(yè)結(jié)束，待球鉸表面稍干時，用鐵抹子收面壓光，直到球鉸曲面光滑圓順為止。(3)球鉸粗磨球鉸混凝土強度達(dá)到設(shè)計標(biāo)號的50%時，將母線板套到鋼管軸上，邊轉(zhuǎn)動母線板，邊用砂輪機打磨球鉸。打磨以在母線板與球鉸表面之間可以均勻移動一片厚1mm的無齒鋼鋸條為標(biāo)準(zhǔn)。打磨達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，使用三角形油石，將球鉸表面毛糙部位細(xì)磨光滑。3.鉸蓋(1)底模安裝以球鉸為模具澆注鉸蓋。立側(cè)模前，先將球鉸打掃干凈，然后，在球鉸表面繃3～6層薄膜，每繃一層，就用寬10cm的塑料薄膜緊纏在球鉸側(cè)面上，并用22號鐵絲捆扎。(2)混凝土作業(yè)鉸蓋鋼筋在現(xiàn)場綁扎成整體后，由人工抬起，輕輕放到球鉸上，以免碰破薄膜。澆注混凝土?xí)r，用鐵鍬鏟著混凝土慢慢放到球鉸上。搗固時，懸提振動棒，防止戳破薄膜和造成蓋底表面混凝土凹凸不平。(3)與球鉸接觸面細(xì)磨待鉸蓋混凝土強度達(dá)到設(shè)計標(biāo)號的70%時，吊去鉸蓋，撤去隔膜，放下鉸蓋，安上鋼滾軸(位于鋼管軸與鉸蓋中心鋼套筒的中間)，將鉸蓋轉(zhuǎn)動數(shù)周后吊起，用電動砂輪打磨球鉸凸面和鉸蓋凹面上的凸出不順部位，直到轉(zhuǎn)動鉸蓋時球鉸凸面和鉸蓋凹面上無明顯擦痕為止。然后，在球鉸表面涂上一層鈣基脂潤滑油，合上鉸蓋，轉(zhuǎn)動十余圈后吊起，用棉紗將凸出不順部位的油指擦凈，再用油石細(xì)細(xì)磨光。經(jīng)量測，球鉸與鉸蓋的有效接觸面積達(dá)到總接觸面積的90%后，停止打磨，用汽油將接觸面清洗干凈，均勻抹上一層鈣基脂潤滑油，再合上鉸蓋。(4)防水處理球鉸及鉸蓋打磨結(jié)束，先用鈣基脂潤滑油將鋼套筒與鋼管軸之間縫隙填滿，安鋼滾軸，將鋼套筒頂面的鋼蓋板與鋼套筒點焊在一起，再用一個有底無蓋的鋼桶倒著罩住鋼套筒。鋼桶落在鉸蓋上面，上表面比鋼蓋板高3—5cm，與鉸獸接縫處用高標(biāo)號水泥砂漿充填，以免下步澆注上轉(zhuǎn)盤混凝土?xí)r水泥漿滲入而將鋼滾軸封住，導(dǎo)致轉(zhuǎn)體阻力增大。4.上轉(zhuǎn)盤(1)模板安裝底板安裝時，用棉紗堵嚴(yán)底板與鉸蓋之間的縫隙(防止水泥漿漏泄下去)，將球鉸與鉸蓋的側(cè)面上下包成一體。T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體就位后，上轉(zhuǎn)盤將與底盤澆注成整體。為了增強兩次澆注的混凝土的連接，安裝側(cè)模時模板內(nèi)表面不涂潤滑油。(2)模板拆除上轉(zhuǎn)盤混凝土強度達(dá)到設(shè)計標(biāo)號后，拆除側(cè)模，底模保留不動，以加強T型剛構(gòu)施工期間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。(二)T型剛構(gòu)懸臂施工圖4為T型剛構(gòu)懸臂箱梁結(jié)構(gòu)示意圖。圖4T型剛構(gòu)懸臂箱梁結(jié)構(gòu)示意圖1.懸臂箱梁支架及底模在轉(zhuǎn)離橋梁設(shè)計軸線一個轉(zhuǎn)體角度的地方，搭設(shè)滿布膺架，使膺架頂面與懸臂梁底曲面一致。在膺架上面整體鋪設(shè)底模(木模)，其預(yù)拱度應(yīng)考慮支架承受施工載荷引起的彈性變形及非彈性變形、支架基底的沉降、混凝土收縮及溫度變化引起的撓度，以及張拉預(yù)應(yīng)力筋引起的懸臂梁的彈性撓度。2.懸臂箱梁作業(yè)懸臂混凝土分兩個階段澆注。第一階段，先在調(diào)整好的底模上安裝1～(n—1)號梁段的邊腹板外模，綁扎底板及邊腹板鋼筋，安裝邊腹板內(nèi)模，整體澆注底板和邊腹板。然后，拆除邊腹板模板，倒到中腹板上，同時安裝頂板模板和鋼筋，再整體澆注中腹板和頂板。第二階段，安裝和綁扎懸臂端部n號實心梁段的模板和鋼筋，一次將梁段澆注成形。為方便施工，預(yù)應(yīng)力管道全部采用波紋管成孔，各梁段腹板及頂板中的張拉孔位置在立模時預(yù)先空出，所有預(yù)應(yīng)力筋在綁扎鋼筋時一并穿入波紋管中。3.預(yù)應(yīng)力筋張拉當(dāng)澆注的梁段混凝土強度達(dá)到設(shè)計標(biāo)號的95%時，從與懸臂端部n號實心梁段相鄰的n-1號梁段開始逐段張拉預(yù)應(yīng)力筋。同一梁段中鋼絲束的張拉順序為：先下后上、先兩邊后中間。1～n號梁段板較薄，為防止拉裂混凝土，張拉分兩次進(jìn)行：第一次張拉預(yù)應(yīng)力的70%，按n-1→n-2→……→2→1號梁段順序依次張拉；第二次，張拉30%，仍按第一次張拉順序張拉。1～(n-1)號梁段張拉結(jié)束后，再張拉n號梁段。4.膺架拆除鋼管膺架在懸臂1～n號梁段預(yù)應(yīng)力管道壓漿、預(yù)留張拉孔封固結(jié)束后，按縱向從懸臂端部向墩身方向、橫向從兩邊向中間的順序同時對稱地進(jìn)行拆除。(三)T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體1.準(zhǔn)備工作(1)清理場地在底盤外圍靠坑壁澆注片石混凝土后座。后座靠上轉(zhuǎn)盤的一面呈凹面狀，結(jié)構(gòu)尺寸及混凝土標(biāo)號通過受力檢算確定。(2)準(zhǔn)備枕木、方木、木楔、鋼墊板、扒釘、鐵錘、YC588型分離式油壓千斤頂、YQ50型油壓千斤頂?shù)炔牧虾蜋C具。(3)檢查和校正YC588型分離式油壓千斤頂和壓力表，確定各千斤頂?shù)淖饔昧εc所配壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系方程。2.轉(zhuǎn)體作業(yè)(1)動力裝置布置如圖5所示，在底盤兩側(cè)靠對角位置布置兩臺YC588分離式油壓千斤頂，作為T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體頂推裝置。頂推千斤頂?shù)牡鬃卧谄炷梁笞?，頂端安上撐套后抵住上轉(zhuǎn)盤。(2)平穩(wěn)保險裝置如圖5所示，在上轉(zhuǎn)盤底面，靠近對角的位置對稱布置4臺YQ50型油壓千斤頂，千斤頂頂端升起，距上轉(zhuǎn)盤底面1～2mm。圖5轉(zhuǎn)體動力裝置及平衡保險裝置布置1.底盤2.上轉(zhuǎn)盤3.后座4.鋼管軸5.球鉸6.撐套7.頂推千斤頂8.高壓膠管9.支撐千斤頂10.枕木垛(3)頂推千斤頂作業(yè)啟動高壓油泵，兩側(cè)頂推千斤頂同時等速等荷加載。當(dāng)加載到一定程度時，T型剛構(gòu)隨著頂推千斤頂活塞的伸出開始轉(zhuǎn)動。頂推千斤頂頂完一個行程，兩側(cè)同時等速等荷卸載。接著在頂推千斤頂?shù)鬃c后座之間加墊枕木和鋼墊板，調(diào)整方向，保持千斤頂作用力與上轉(zhuǎn)盤的水平切線方向一致，然后，啟動高壓油泵，繼續(xù)頂下一個行程。直到T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)動到位為止。3.注意事項(1)YC588型分離式油壓千斤頂使用前，要對與之相匹配的高壓油泵進(jìn)行清洗，換用干凈無雜質(zhì)機油，以免轉(zhuǎn)體過程中高壓膠管堵塞，影響千斤頂?shù)恼９ぷ鳌?2)轉(zhuǎn)體前，要培訓(xùn)操作人員，掌握油泵性能，作到操作熟練、配合默契。(3)位于底盤兩側(cè)的頂推千斤頂必須以球鉸中心為對稱軸進(jìn)行布置。(4)高壓油泵啟動后，兩側(cè)頂推千斤頂必須同步等速等荷加載，同步等速等荷卸載，以免產(chǎn)生不平衡力矩，影響T型剛構(gòu)的穩(wěn)定。(5)頂推千斤頂每頂完一個行程，用水平儀檢查梁頂端部事先設(shè)置的4個觀測點的標(biāo)高有無較大變化，并將結(jié)果通知油泵操縱者，以便及時調(diào)整和控制千斤頂加載或卸載的速度。(6)隨著頂推千斤頂位置變換次數(shù)的增多，鋪在頂推千斤頂?shù)鬃突炷梁笞g的枕木垛也越來越厚，為防止枕木受力不均而突然崩起，相鄰枕木間的空隙必須用斜面鋼墊板楔緊，然后用扒釘連成整體。(四)封固轉(zhuǎn)盤T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體到位后，清洗底盤上表面，焊接預(yù)留鋼筋，立模澆注封固混凝土，使上轉(zhuǎn)盤與底盤連成一體。混凝土坍落度保持8～10cm，拌制時摻入微量鋁粉作膨脹劑，以方便振搗和增強封固效果。七、機具設(shè)備T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體法施工所需主要機具設(shè)備以及轉(zhuǎn)體動力裝置YC588型千斤頂?shù)闹饕夹g(shù)性能見表1和表2。表1主要機具設(shè)備表2YC588型千斤頂主要技術(shù)性能八、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.轉(zhuǎn)動系統(tǒng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1)鋼管軸中心與底盤中心容許偏差為2mm，鋼管軸偏離豎直軸線容許偏差為高度的0.1%，且最大偏差不得超過1mm。(2)球鉸與鉸蓋的混凝土強度不得少于設(shè)計要求。(3)球鉸澆注成型后，表面要光滑、圓順，形狀準(zhǔn)確。(4)鉸蓋與球鉸的有效接觸面積不得少于總接觸面積的90%。(5)底盤與上轉(zhuǎn)盤的截面尺寸容許偏差為±30mm，頂面標(biāo)高容許偏差為±20mm。(6)上轉(zhuǎn)盤中中心與鋼管管軸中心容容許偏差為為±5mm。2.T型剛構(gòu)模模板安裝標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(1)墩身模板板標(biāo)高及內(nèi)內(nèi)部尺寸的的容許偏差差為±10mmm。(2)上部構(gòu)造造所有構(gòu)件件模板內(nèi)部部尺寸容許許偏差為±5mm。(3)墩、梁軸軸線的平面面位置容許許偏差為±7mm。(4)墩身模板板垂直度或或坡度容許許偏差為高高度的0.155%。(5)模板立柱柱及支撐間間距的容許許偏差為±75mmm。(6)預(yù)埋件位位置容許偏偏差為10mm。3.澆注成形的T型型剛構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)(1)墩身中心心與鋼管軸軸中心容許許偏差為±5mm。(2)墩身截面面尺寸容許許偏差為±20mmm。(3)墩身偏離離豎直軸線線容許偏差差為高度的的0.2%，且最大大偏差不得得超過20mm。(4)懸臂箱梁梁平面上的的中線容許許偏差為±10mmm。(5)懸臂箱梁梁的梁段高高度、腹板板高度、梁梁面寬度尺尺寸容許偏偏差分別為為±5mm，+10mmm，-10mmm。(6)懸臂箱梁梁全長容許許偏差為-10mmm。(7)頂面標(biāo)高高允許偏差差為±10mmm。(8)兩側(cè)懸臂臂，各預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土箱梁段結(jié)結(jié)構(gòu)要對稱稱，重量要要相等。(9)懸臂端部部安放簡支支吊梁支座座的接觸面面應(yīng)光滑平平整，支座座標(biāo)高的允允許偏差為為±10mmm。4.轉(zhuǎn)體就位后，TT型剛構(gòu)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(1)以設(shè)計橋橋梁中線為為準(zhǔn)，水平平位置上的的橫向允許許偏差為±10mmm，縱向允允許偏差為為±10mmm。(2)頂面標(biāo)高高允許偏差差為±10mmm。(3)與相鄰墩墩臺間距離離的允許偏偏差為±10mmm。九、勞動組織本工法勞動組織織見表3。表3勞動組組織十、安全注意事事項T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體法施施工，除了了遵照有關(guān)關(guān)工程施工工安全規(guī)則則外，還應(yīng)應(yīng)注意以下下幾點：(1)用起重機機吊起鉸蓋蓋打磨，應(yīng)應(yīng)在將鉸蓋蓋放在地上上，凹面朝朝上的情況況下進(jìn)行。嚴(yán)嚴(yán)禁作業(yè)人人員直接站站在吊于空空中的鉸蓋蓋下方打磨磨球鉸和鉸鉸蓋。(2)懸臂邊腹腹板和端部部梁段張拉拉時，要防防止工具以以及預(yù)應(yīng)力力筋錨固后后退出的插插銷掉到橋橋下。(3)轉(zhuǎn)體前，必必須將T型剛構(gòu)頂頂面及箱體體中堆放的的模板、機機具、雜物物等清理干干凈；轉(zhuǎn)體體過程中，除了頂頂推千斤頂頂操作人員員及測量、指指揮人員外外，頂面和和橋下禁止止站人。十一、效益分析析T型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體法施施工與常規(guī)規(guī)施工方法法相比，有有以下優(yōu)越越性：(1)保證了橋橋下的正常常通行，不不影響居民民及企事業(yè)業(yè)單位的正正常生活秩秩序，社會會效益顯著著。(2)在轉(zhuǎn)離設(shè)設(shè)計橋位的的空地上施施工，可以以避開橋下下行人、車車輛、流水水、航船的的干擾，改改善了施工工環(huán)境，提提高了作業(yè)業(yè)效率，具具有較高的的經(jīng)濟(jì)效益益。(3)利用轉(zhuǎn)離離設(shè)計橋位位處的有利利地形，搭搭設(shè)滿布膺膺架，進(jìn)行行懸臂梁段段施工，可可充分發(fā)揮揮膺架的整整體受力性性能，減少少膺架用量量，降低工工程成本。(4)對跨越深深谷