[橋梁轉(zhuǎn)體法施工技術(shù)創(chuàng)新與展望63頁(yè)P(yáng)PT（附圖豐富）_ppt

1、橋梁轉(zhuǎn)體法施工技術(shù)創(chuàng)新與展望 中鐵十七局集團(tuán)有限公司目 錄1 前言2 水平轉(zhuǎn)體系統(tǒng)創(chuàng)新3 轉(zhuǎn)體平衡檢測(cè)方法創(chuàng)新4 典型橋梁轉(zhuǎn)體實(shí)例5 結(jié)束語(yǔ)1 前言 橋梁轉(zhuǎn)體法施工指在偏離設(shè)計(jì)位置將橋梁澆筑或拼裝成形，然后借助動(dòng)力將橋梁轉(zhuǎn)動(dòng)就位的一種施工方法。 根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)平面的不同，分為水平轉(zhuǎn)體法和豎直轉(zhuǎn)體法； 根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)體支承的形式，分為單點(diǎn)支承和雙點(diǎn)支承。1 前言 外國(guó)橋梁轉(zhuǎn)體法施工始于上世紀(jì)四十年代。 大陸于1977年3月在四川遂寧首次采用水平轉(zhuǎn)體法建成了70m跨徑箱肋拱橋。 上個(gè)世紀(jì)，山區(qū)公路橋梁采用轉(zhuǎn)體法施工的較多。 本世紀(jì)，鐵路、市政橋梁也陸續(xù)采用轉(zhuǎn)體法施工，從而使橋梁轉(zhuǎn)體法特別是水平轉(zhuǎn)體法經(jīng)歷了一個(gè)

2、快速發(fā)展的時(shí)期。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前大陸采用轉(zhuǎn)體法施工的橋梁已有數(shù)百座。2 水平轉(zhuǎn)體系統(tǒng)創(chuàng)新 承重系統(tǒng)橋梁水平轉(zhuǎn)體體系轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng) 平衡保險(xiǎn)系統(tǒng)2 水平轉(zhuǎn)體系統(tǒng)創(chuàng)新 上個(gè)世紀(jì)，大陸橋梁采用轉(zhuǎn)體法施工工藝至今，承重系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式大體上經(jīng)歷了鋼軸一環(huán)道、鋼管混凝土軸一鋼滾輪、鋼筋混凝土球鉸一支撐腳及鋼管混凝土軸鋼筋混凝土球鉸四個(gè)階段。 本世紀(jì)，承重系統(tǒng)以鋼結(jié)構(gòu)為主，出現(xiàn)了鋼球鉸、鋼平板鉸和組合鉸。結(jié)構(gòu)以工廠加工為主，施工工藝日趨簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)動(dòng)體重量劇增，轉(zhuǎn)體更加靈活。b 鋼管混凝土軸鋼滾輪組合a 鋼軸環(huán)道組合c 混凝土球鉸支撐腳組合d 鋼管混凝土軸混凝土球鉸圖1 二十世紀(jì)承重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2 水平轉(zhuǎn)體系統(tǒng)

3、創(chuàng)新2 水平轉(zhuǎn)體系統(tǒng)創(chuàng)新 上個(gè)世紀(jì)，橋梁轉(zhuǎn)動(dòng)體的重量一般為幾百至幾千噸，轉(zhuǎn)體阻力相對(duì)較小，轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)多采用倒鏈和普遍千斤頂。 隨著轉(zhuǎn)動(dòng)體重量的劇增，倒鏈和普通千斤頂?shù)膭?dòng)力不能滿足要求，最初主要用于豎向提升的大噸位連續(xù)張拉千斤頂被創(chuàng)造性地用于大噸位橋梁的平轉(zhuǎn)，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了近距離橋梁的雙幅同步平轉(zhuǎn)。2 水平轉(zhuǎn)體系統(tǒng)創(chuàng)新 平衡保險(xiǎn)系統(tǒng)一般由撐腳、環(huán)道和保險(xiǎn)柱組成。 在早期以拱橋?yàn)橹鞯霓D(zhuǎn)體法施工過程中，由于轉(zhuǎn)動(dòng)體自身平衡難以準(zhǔn)確控制，有時(shí)出現(xiàn)撐腳頂住環(huán)道或者保險(xiǎn)柱頂住上轉(zhuǎn)盤的現(xiàn)象，平衡保險(xiǎn)系統(tǒng)在發(fā)揮作用地同時(shí)，轉(zhuǎn)體開始遭遇麻煩。 如何預(yù)先準(zhǔn)確檢查出轉(zhuǎn)動(dòng)體的平衡性能、確保順利轉(zhuǎn)體的問題，在本世紀(jì)初通過采用

4、稱重試驗(yàn)方法，得到有效解決。2.1.1 鋼球鉸 鋼球鉸和混凝土球鉸一樣，同屬單點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)，承受全部轉(zhuǎn)體重量，具有承載力大、加工精度高、安裝簡(jiǎn)便、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)。 鋼球鉸一般由下球鉸、上球鉸和轉(zhuǎn)軸組成。上、下球鉸在工廠用鋼板精加工而成，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，在鋼支架上安裝定位。鋼球鉸凹面向下，接觸面鑲嵌聚四氟乙烯滑塊，并填充潤(rùn)滑劑，以減少轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦阻力。圖2 鋼球鉸結(jié)構(gòu)示意圖2.1 承重系統(tǒng)鋼球鉸工廠加工鋼球鉸現(xiàn)場(chǎng)安裝2.1.1 鋼球鉸2.1.2 鋼平板鉸 鋼平板鉸與混凝土球鉸、鋼球鉸同屬單點(diǎn)支承，承受全部轉(zhuǎn)體重量，具有受力明確、承載力大、易于加工、安裝簡(jiǎn)便、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)。 鋼平板鉸由上鋼板、下鋼板和轉(zhuǎn)軸

5、組成，上下鋼板之間鋪設(shè)不銹鋼板或鑲嵌聚四氟乙烯滑塊，并填充潤(rùn)滑劑，以減少轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦阻力。圖3 鋼平板鉸結(jié)構(gòu)示意圖2.1.2 鋼平板鉸 2003年8月，贛龍鐵路吊鐘巖大橋140m上承式勁性鋼管骨架鋼筋混凝土提籃拱在4臺(tái)10t倒鏈拽拉下分別平轉(zhuǎn)180、81合攏。 承重系統(tǒng)采用4m鋼平板鉸，岸兩側(cè)半跨轉(zhuǎn)動(dòng)體各重3012t。2.1.2 鋼平板鉸 2004年8月，重8498t的貴州崇遵高速公路鞍山大橋跨黔渝鐵路251.5mT型剛構(gòu)采用3.02m鋼平板鉸，平轉(zhuǎn)45后合攏。2.1.2 鋼平板鉸 2005年9月轉(zhuǎn)體的黑龍江綏芬河市新華街西延伸線2100m獨(dú)塔單索面斜拉橋采用4m鋼平板鉸，轉(zhuǎn)動(dòng)體長(zhǎng)196m、重14

6、000t，是大陸迄今為止轉(zhuǎn)動(dòng)體最長(zhǎng)的斜拉橋。2.1.3 組合鉸 由轉(zhuǎn)軸、上鋼板、下鋼板、環(huán)道及撐腳組成，上下鋼板之間以及撐腳與滑道之間均鑲嵌聚四氟乙烯滑塊、填充潤(rùn)滑劑，以減少轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦阻力。 介于單點(diǎn)支承和雙點(diǎn)支承之間，轉(zhuǎn)體重量以撐腳承受為主，轉(zhuǎn)軸四周上下鋼板承受為輔，受力較為復(fù)雜，但承載力大、穩(wěn)定性高。圖4 組合鉸結(jié)構(gòu)示意圖2.1.3 組合鉸 2000年6月建成通車的廣州丫髻沙大橋采用(76+360+76)m連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土系桿拱跨越珠江，江兩岸半跨主拱肋臥拼豎轉(zhuǎn)之后連同邊跨拱肋一并分別平轉(zhuǎn)92、117合攏。 承重系統(tǒng)即采用組合鉸，由300mm轉(zhuǎn)軸、2m上下鋼板、33m1.1m環(huán)道以及

7、14對(duì)撐腳組成。轉(zhuǎn)動(dòng)體長(zhǎng)258.7m、寬39.4m、高86.3m，重量13685t。 轉(zhuǎn)體重量，撐腳承受約2/3，轉(zhuǎn)軸四周上下鋼板承受約1/3。圖5 丫髻沙大橋組合鉸結(jié)構(gòu)圖2.1.3 組合鉸丫髻沙大橋平轉(zhuǎn)過程中2.1.3 組合鉸 2006年1月，廣東佛山東平大橋 (43.5+95.5+300+95.5+43.5)m連續(xù)梁-自錨式鋼箱拱采用與丫髻沙大橋類似的組合鉸，兩岸分別轉(zhuǎn)動(dòng)體平轉(zhuǎn)104.6、180后合攏，轉(zhuǎn)動(dòng)體重14800t。一、豎轉(zhuǎn)過程中二、平轉(zhuǎn)過程中2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng) 轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)一般由鋼絞線、反力座、穿心式張拉千斤頂、液壓泵站和控制臺(tái)組成。 轉(zhuǎn)體時(shí)，千斤頂對(duì)稱布置在下轉(zhuǎn)盤兩側(cè)的反力座后方，通

8、過拽拉一端錨固在上轉(zhuǎn)盤中的鋼絞線，使橋梁勻速、平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖6 轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)平面布置示意圖2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)穿心式千斤頂液壓泵站主控臺(tái)3 轉(zhuǎn)體平衡檢測(cè)方法創(chuàng)新 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院于2003年結(jié)合北京五環(huán)石景山(45+65+95+40)m連續(xù)獨(dú)塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋14000t轉(zhuǎn)體施工，率先進(jìn)行了不平衡重稱重試驗(yàn)研究。 通過稱重試驗(yàn)，可以計(jì)算得到轉(zhuǎn)動(dòng)體的不平衡力矩、偏心距、摩擦阻力及靜摩擦系數(shù)，從而確定轉(zhuǎn)體作業(yè)所需動(dòng)力大小以及是否需要配重。3 轉(zhuǎn)體平衡檢測(cè)方法創(chuàng)新3 轉(zhuǎn)體平衡檢測(cè)方法創(chuàng)新圖7 橋梁轉(zhuǎn)動(dòng)稱重試驗(yàn)受力示意圖4 典型橋梁轉(zhuǎn)體實(shí)例 上個(gè)世紀(jì)，橋梁轉(zhuǎn)體法施工多用于山區(qū)跨河越谷公路橋梁施工

9、，橋型以拱橋居多，另有少量的剛構(gòu)橋和極少量的斜拉橋、鋼桁梁橋。 本世紀(jì)近十余年以來(lái)，橋梁轉(zhuǎn)體法施工呈現(xiàn)橋型多、轉(zhuǎn)體重量大、跨鐵路和高速公路橋梁應(yīng)用多、由中西部山區(qū)向東部平原推廣等特點(diǎn)，涌現(xiàn)出一批典型工程。4.1 剛構(gòu)橋 在剛構(gòu)橋中，T型剛構(gòu)橋因自平衡性能強(qiáng)、便于支架現(xiàn)澆或懸灌等特點(diǎn)，目前在大陸橋梁轉(zhuǎn)體法施工中占有很高比例，并且轉(zhuǎn)體重量超過萬(wàn)噸。4.1 剛構(gòu)橋 2004年6月，貴州崇遵高速公路楚米大橋采用連續(xù)張拉千斤頂，首次實(shí)現(xiàn)了2座251.5mT型剛構(gòu)雙幅同步平轉(zhuǎn)跨越黔渝鐵路。一、轉(zhuǎn)體前二、轉(zhuǎn)體后4.1 剛構(gòu)橋 2008年7月，鄭西鐵路客運(yùn)專線洛河特大橋跨二廣高速公路(48+80+48)mV型

10、墩連續(xù)剛構(gòu)成功轉(zhuǎn)體，兩側(cè)的239mV型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體重量約3800t、轉(zhuǎn)角57，成為首座平轉(zhuǎn)施工的鐵路V型剛構(gòu)橋。一、支架現(xiàn)澆二、轉(zhuǎn)體系統(tǒng)布置三、先后轉(zhuǎn)體二、轉(zhuǎn)體就位4.1 剛構(gòu)橋 2010年1月，河北保阜高速公路跨京廣鐵路及107國(guó)道立交橋280mT型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體到位，轉(zhuǎn)動(dòng)體重14400t、長(zhǎng)128m，成為轉(zhuǎn)動(dòng)體最長(zhǎng)的T型剛構(gòu)。4.1 剛構(gòu)橋 2010年6月，河北磁縣跨京廣鐵路、107國(guó)道立交橋轉(zhuǎn)體成功，255mT型剛構(gòu)重量為15300t，創(chuàng)轉(zhuǎn)體T型剛構(gòu)重量之最。4.1 剛構(gòu)橋 2010年10月，高度48m的山西陽(yáng)泉至盂縣高速公路桃河大橋跨石太鐵路250mT型剛構(gòu)轉(zhuǎn)體就位，創(chuàng)轉(zhuǎn)體T型剛構(gòu)高度之最。4.

11、2 斜拉橋 1980年10月，四川金川縣(71+40)m獨(dú)塔斜拉橋(曾達(dá)橋)首次采用轉(zhuǎn)體法施工，之后很長(zhǎng)一段時(shí)期沒有應(yīng)用。 1997年，大秦鐵路秦皇島疏解區(qū)大里營(yíng)斜拉橋成為大陸首座采用水平轉(zhuǎn)體法施工的鐵路斜拉橋。 進(jìn)入二十一世紀(jì)，采用轉(zhuǎn)體法施工的斜拉橋日益增多，轉(zhuǎn)體重量多超過萬(wàn)噸。4.2 斜拉橋 2000年7月，黑龍江省哈爾濱市跨金水河(140+60)m無(wú)背索鋼斜塔斜拉橋(太陽(yáng)橋)倒Y形索塔的雙塔柱長(zhǎng)35.8m，重314.4t，臥拼成形后，采用履帶吊車豎轉(zhuǎn)60就位，成為大陸首座采用部分豎直轉(zhuǎn)體法的斜拉橋。4.2 斜拉橋 2008年3月，西安市浐灞河（145+48+42）m拱門式斜塔斜拉橋重16

12、21t的斜塔豎轉(zhuǎn)75就位，已成為西安浐灞生態(tài)區(qū)中的一座景觀橋，為2011年第41屆世界博覽會(huì)的圓滿召開增添了風(fēng)采。4.2 斜拉橋 2008年7月，北京西六環(huán)跨豐沙鐵路(56+100+70+37)m子母塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的母塔及前后跨(92m +90 m)長(zhǎng)的箱梁在支架上分段現(xiàn)澆后，在墩頂平轉(zhuǎn)40就位，轉(zhuǎn)體重15000t，成為世界上首座在墩頂轉(zhuǎn)體就位的斜拉橋。4.2 斜拉橋 2010年1月，鄭州市中心區(qū)橫跨京廣、隴海鐵路11股道的(106+248+106)m雙塔單索面斜拉橋平轉(zhuǎn)60.4就位，轉(zhuǎn)動(dòng)體長(zhǎng)120m、重17100t，是目前大陸轉(zhuǎn)體重量最大的斜拉橋。4.3 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁 大陸

13、較早采用轉(zhuǎn)體法施工的公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋有2003月5月轉(zhuǎn)體就位的G312改道線跨滬寧高速公路(40+70+40)m連續(xù)梁，該橋在高速公路兩側(cè)支架分段現(xiàn)澆成2座233.5m“T構(gòu)”后轉(zhuǎn)體，重量5400t、轉(zhuǎn)角90。 “十一五”期間，哈達(dá)鐵路客運(yùn)專線、京滬高速鐵路、京石鐵路客運(yùn)專線、集包鐵路第二雙線、南廣鐵路客運(yùn)專線、盤營(yíng)鐵路客運(yùn)專線等部分鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁陸續(xù)采用了轉(zhuǎn)體法施工。4.3 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋 2010年9月，集包鐵路第二雙線霸王河1號(hào)大橋跨京包鐵路(60+100+60)m連續(xù)梁轉(zhuǎn)體就位。 合攏段首次采用與梁體外形一致的高強(qiáng)度鋼殼作為外模，大大降低了跨電氣化鐵路橋梁轉(zhuǎn)體就位后

14、的施工風(fēng)險(xiǎn)。一、轉(zhuǎn)體前二、轉(zhuǎn)體后4.3 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋 2011年4月，南廣鐵路客運(yùn)專線獨(dú)屋大橋跨黎湛鐵路(60+100+60)m連續(xù)梁轉(zhuǎn)體就位。 首次采用普通千斤頂實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)體。一、轉(zhuǎn)體前三、轉(zhuǎn)體后二、普通千斤頂4.3 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋 2010年8月，京石鐵路客運(yùn)專線滹沱河大橋跨京廣鐵路柳辛莊車站(80+128+80)m連續(xù)梁轉(zhuǎn)體就位，轉(zhuǎn)動(dòng)體長(zhǎng)126m、重12000t，成為轉(zhuǎn)體跨徑和重量最大的鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。4.3 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋 2010年10月，山西長(zhǎng)平高速公路微子大橋跨邯長(zhǎng)鐵路(72+120+72)m連續(xù)梁轉(zhuǎn)體就位，轉(zhuǎn)動(dòng)體長(zhǎng)118m、重12300t，成為轉(zhuǎn)體跨徑和重

15、量最大的公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。4.3 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋 在建即將轉(zhuǎn)體的跨度最大、重量最重的公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁江西共安大橋，主橋跨徑(70+125+70)m，轉(zhuǎn)動(dòng)體長(zhǎng)123m、重量14510t。4.4 連續(xù)鋼箱梁 2009年4月，石家莊市和平路跨京廣、石德及石太鐵路立交橋(47+54)m跨連續(xù)鋼箱梁成功實(shí)現(xiàn)了墩頂平轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)體重量1780t、轉(zhuǎn)角86。一、轉(zhuǎn)體前二、轉(zhuǎn)體后4.5 簡(jiǎn)支鋼桁梁 集包鐵路第二雙線古城灣特大橋跨京包鐵路132m雙線簡(jiǎn)支鋼桁梁采用雙點(diǎn)支撐、無(wú)平衡重轉(zhuǎn)體就位，轉(zhuǎn)角15，重量2461t，是目前大陸轉(zhuǎn)體法施工跨度最大的鐵路雙線簡(jiǎn)支鋼桁梁。4.5 簡(jiǎn)支鋼桁梁一、支架拼裝二、后

16、支承點(diǎn)三、轉(zhuǎn)體過程中四、轉(zhuǎn)體后4.6 拱橋 2002年9月通車的水柏鐵路北盤江大橋主橋?yàn)?36m上承式鋼管混凝土拱橋，江兩岸半跨拱肋借助3.5m鋼球鉸平轉(zhuǎn)就位，重10230t，是大陸首座轉(zhuǎn)體法施工的鐵路拱橋，也是當(dāng)時(shí)世界上轉(zhuǎn)體法施工的最大跨、有推力鐵路拱橋。4.6 拱橋 2007年9月，貴州務(wù)彭公路珍珠大橋以120m鋼筋混凝土箱形拱跨越垂直落差達(dá)110m的陡峭洋崗河谷時(shí)，兩岸的半跨61.4m長(zhǎng)箱形拱肋豎向逐節(jié)現(xiàn)澆成形后，豎轉(zhuǎn)72合攏，一改大陸轉(zhuǎn)體拱橋大多臥拼豎轉(zhuǎn)的常規(guī)方法，拓寬了拱橋轉(zhuǎn)體思路。4.6 拱橋 2010年5月，滬杭鐵路客運(yùn)專線跨滬杭高速公路(88+160+88)m連續(xù)自錨上承式箱形

17、拱組合橋平轉(zhuǎn)合攏，單側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)體長(zhǎng)160m、重16800t，成為大陸轉(zhuǎn)體法施工跨度和重量最大的鐵路拱橋。4.6 拱橋 2010年6月，京滬高速鐵路跨京開高速公路(32+108+32)m連續(xù)中承式鋼箱混凝土拱在公路兩側(cè)支架上拼裝后，同步平轉(zhuǎn)81、99合攏，成為京滬高速鐵路進(jìn)出北京的標(biāo)志性橋梁。4.6 拱橋4.6 拱橋 目前，在建待轉(zhuǎn)的云南大瑞鐵路瀾滄江大橋以342m上承式勁性鋼管骨架鋼筋混凝土箱形提籃拱跨越小灣水電站水庫(kù)，受地形限制，兩岸半跨勁性鋼管骨架拱肋均分成2段依附山勢(shì)分別在支架上拼裝成形，然后分別二次豎轉(zhuǎn)合攏。 該橋的規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同樣采用二次豎轉(zhuǎn)施工方法的2006年建成、主跨220m的西班牙

18、艾爾卡塔大橋，將極大地提高大陸橋梁豎轉(zhuǎn)法施工技術(shù)水平。4.6 拱橋?yàn)憸娼髽蜾摴芄袄?二次豎轉(zhuǎn)示意圖一、支架拼裝鋼管拱肋二、鋼管拱肋一次豎轉(zhuǎn)三、鋼管拱肋二次豎轉(zhuǎn)4.6 拱橋艾爾卡塔大橋拱肋 二次豎轉(zhuǎn)示意圖5 展望 縱觀本世紀(jì)橋梁建設(shè)歷程，大陸采用轉(zhuǎn)體法施工的橋梁數(shù)量已居世界之首。盡管如此，仍有一些問題有待解決： 近年來(lái)平轉(zhuǎn)法施工的橋梁大都采用鋼球鉸，球鉸連同定位支架、環(huán)道、撐腳等用鋼量很大，再加上鋼球鉸加工需特殊設(shè)備，只有極少數(shù)專業(yè)廠家可以承擔(dān)，費(fèi)用昂貴，不利于在經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的地區(qū)推廣，今后應(yīng)該注重投資效益，針對(duì)不同轉(zhuǎn)體重量，適當(dāng)采用造價(jià)較低的鋼平板鉸或混凝土球鉸以降低工程成本。5 展望 大部分橋梁平面轉(zhuǎn)體法施工時(shí)的平衡保險(xiǎn)系統(tǒng)