鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法

鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法適用范圍

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》適用于大跨徑鋼拱橋拱肋的拼裝施工。

鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法工藝原理

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》的工藝原理敘述如下：

大跨徑鋼拱橋因其拱肋截面尺寸大，分段重量重，且拼裝高度高，安全風(fēng)險大。而采取在保證拱肋軸線線形的情況下在低支架上組拼拱肋，再以拱腳處轉(zhuǎn)動鉸為原點，通過提升塔豎直提升拱肋轉(zhuǎn)動至設(shè)計軸線位置，再固結(jié)拱腳，完成拱肋的拼裝就位。

鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法施工工藝

• 工藝流程

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》的主要施工工藝流程如下：

施工準(zhǔn)備→搭設(shè)拼裝支架→拱肋節(jié)段安裝、調(diào)整→拱肋節(jié)段接頭焊接→提升塔安裝→豎轉(zhuǎn)前準(zhǔn)備和檢查→脫架（試轉(zhuǎn)）→豎轉(zhuǎn)→拱肋線形調(diào)整→固結(jié)豎轉(zhuǎn)鉸。

• 操作要點

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》的操作要點如下：

一、施工準(zhǔn)備

1.人員、材料及設(shè)備進場準(zhǔn)備；

2.場地平整及硬化處理，設(shè)立施工作業(yè)安全圍護區(qū)。

二、搭設(shè)拼裝支架

1.拼裝支架設(shè)計充分考慮拱肋的分段尺寸及重量，場地的地質(zhì)條件，合理布置拼裝支架間距，確保支架滿足承載力要求，且在施工荷載條件下不發(fā)生沉降或變形。

2.拼裝支架盡量選用鋼管樁材料，施工方便，能周轉(zhuǎn)使用，況且能有效將上部結(jié)構(gòu)受力合理傳遞至地層深處。

3.支架搭設(shè)必須由測量準(zhǔn)確定位，偏差必須滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

4.在拼裝支架上必須預(yù)留工作平臺，作為后續(xù)拱肋拼裝定位、調(diào)整和焊接的操作平臺。

三、拱肋節(jié)段安裝、調(diào)整

拱肋節(jié)段吊裝可采取移動龍門吊或大噸位吊機等起重設(shè)備進行吊裝。吊裝作業(yè)必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行，確保安全。

1.軸線調(diào)整：

根據(jù)設(shè)計圖紙給出的拱軸線和拼裝預(yù)拱度，計算出拱肋在臥拼狀態(tài)下各控制點坐標(biāo)，包括拱肋天頂線的定位點坐標(biāo)和楔形鋼支承塊的特征點坐標(biāo)。拱肋節(jié)段吊裝前先安裝支承塊，用全站儀調(diào)整支承塊至理論位置（預(yù)留2厘米的調(diào)節(jié)高度）并與支承橫梁臨時連接；同時在拱肋底面標(biāo)出與支承塊間的相對位置線并焊接前端和側(cè)面限位擋板（預(yù)留1厘米的調(diào)節(jié)空隙），起吊拱肋節(jié)段并緩慢落梁。在起吊系統(tǒng)不受力狀態(tài)下，用全站儀通測拱肋天頂線各控制點坐標(biāo)并測量控制斷面的垂直度，根據(jù)實測垂直度和實測標(biāo)高，計算出調(diào)整值后，將拱肋提空依據(jù)調(diào)整值在支承塊上加墊薄鋼板調(diào)平拱肋。再次通測拱肋天頂線各控制點坐標(biāo)和控制斷面的垂直度，如此反復(fù)直至達(dá)到設(shè)計精度。然后在支承塊上焊接側(cè)面限位擋塊（擋板與拱肋間預(yù)留0.5厘米調(diào)節(jié)空隙）。

2.標(biāo)高調(diào)整：

按以上方法調(diào)整軸線后，拱肋標(biāo)高已經(jīng)接近設(shè)計值，如標(biāo)高仍需調(diào)整，只需在支承塊上表面加墊鋼板就可以達(dá)到精調(diào)的目的。達(dá)到精度后將支撐塊與拱肋焊接固定。

軸線調(diào)整和標(biāo)高調(diào)整沒有嚴(yán)格的先后順序，兩者互有影響，反復(fù)穿插。

另外，前一節(jié)段安裝就位后，后一節(jié)段調(diào)整就位時不僅要考慮其設(shè)計位置，更重要的是盡量減少兩個節(jié)段對拼縫的錯臺，對拼縫要進可能平順。拱軸線和高程調(diào)整好后在拼縫處焊接固定。

安裝時，不僅要控制好單片拱肋的位置還要控制多片拱肋間的相對平面位置和相對高差。多片拱肋的安裝進度盡量保持同步，同時要經(jīng)常檢查拱肋整體中軸線偏位。

四、拱肋節(jié)段接頭焊接

按焊接工藝和設(shè)計要求裝配、焊接對拼縫。質(zhì)檢人員對每道焊縫的裝配、除銹、焊縫外環(huán)、表面裂縫等進行嚴(yán)格的檢查，并對焊縫進行無損探傷，合格率達(dá)100%后，再進行下一道工序。

勤測、勤量、勤比較、勤分析，在拱肋節(jié)段拼縫焊接的過程中要經(jīng)常檢查拱肋的線形，及時了解焊接變形對拱肋線形的影響。若線形不能滿足設(shè)計要求，要及時停止焊接，查明原因，采取補救措施。

在施工拱肋對拼環(huán)縫時應(yīng)采用對稱焊接方式，以減小焊接應(yīng)力和焊接變形對拱肋線形的影響。

五、提升塔安裝

豎轉(zhuǎn)體系由提升塔、同步提升張拉反力架、拱肋豎轉(zhuǎn)鉸軸、提升索、提升塔平衡索等組成（圖1、圖2）。

主跨豎轉(zhuǎn)提升塔采用三角形，提升塔鋼管為格構(gòu)式柱，每個提升塔采用6根ф800毫米鋼管組成，鋼管間采用法蘭連接，每個拱肋兩側(cè)各3根鋼管間由萬能桿件拼裝的桁片連接成整體，桁片豎向凈距4米，地面以上塔高約為77米（其中塔頂8米部分采用ф800×16毫米鋼管，其余69米采用ф800×14毫米鋼管）。鋼管底部提升塔承臺頂面以上7.7米范圍內(nèi)灌注了C40混凝土。提升塔承臺厚3米，承臺間以系梁相連。提升塔基礎(chǔ)采用ф500×125毫米錘擊高強預(yù)應(yīng)力管樁，嚴(yán)格按照規(guī)范控制樁的貫入度。樁身混凝土強度等級為C80。

左、中、右拱肋提升塔柱頂部分別設(shè)平衡索，左、右邊拱肋平衡索錨固端位于主墩承臺上，中拱肋設(shè)置的2條平衡索錨固端位于邊跨B2拱肋節(jié)段腹板上，用于調(diào)整拱肋提升過程中提升索的水平分力，控制塔頂變位。在塔頂設(shè)置了加強頂橫梁，該橫梁設(shè)計為空間鋼管桁架。提升裝置設(shè)備置于塔頂橫梁下方。每條中拱肋平衡索采用9-ф^j15.24鋼絞線，邊拱肋采用31-ф^j15.24鋼絞線。

提升塔吊下方，每個拱肋兩側(cè)腹板均設(shè)兩個吊點，吊點處拱肋腹板與吊耳焊接，吊耳上設(shè)銷軸，通過夾板、連接件與鋼絞線錨具連接，拱肋上吊點上設(shè)加強橫梁，每個橫梁上通過3條提升索與塔頂?shù)醵B接。提升索采用18-ф^j15.24鋼絞線，每條拱肋采用6束鋼絞線提升，每條提升索力最大為101.9噸。

豎轉(zhuǎn)到位后為調(diào)整拱肋線形，在位于距平轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)軸34.91米處設(shè)置拱肋頂伸支架，為每條拱肋提供228噸的頂伸反力。

主拱提升塔上設(shè)置可橫向調(diào)節(jié)拱肋位置的裝置，用以拱肋橫向精確定位。

六、豎轉(zhuǎn)前準(zhǔn)備和檢查

豎轉(zhuǎn)實施前應(yīng)做好結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)觀測、障礙物的清除、通信設(shè)備調(diào)試等準(zhǔn)備工作，并對拱肋結(jié)構(gòu)和提升豎轉(zhuǎn)設(shè)施設(shè)備質(zhì)量、監(jiān)控監(jiān)測點布設(shè)情況及纜風(fēng)等應(yīng)急措施準(zhǔn)備情況進行檢查驗收，并制定相應(yīng)的記錄表格逐項簽證。同時還應(yīng)提前進行氣象資料的預(yù)測預(yù)報。

七、脫架（試轉(zhuǎn)）

按設(shè)計計算啟動張拉力的80%、90%、95%、100%分級同步加載，每次加載按以下程序進行，并做好記錄。

操作：分級同步張拉提升索和平衡索，使索力達(dá)到預(yù)定值，每級加載持荷10~15分鐘。

觀察：各觀察組及時對重點部位進行檢查和情況反映。

測量：測量組觀測標(biāo)高、軸線及塔頂偏位并反映測量情況。

校核：觀察及測量數(shù)據(jù)匯交技術(shù)組，比較實測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異。

分析：若比對數(shù)據(jù)有偏差，有關(guān)各方應(yīng)認(rèn)真分析并提出調(diào)整處理意見。

決策：總指揮認(rèn)可當(dāng)前工作狀態(tài)，并決定下一步操作。

脫架后靜置12小時以上，并對各重點部位進行詳細(xì)檢查。

八、豎轉(zhuǎn)

程序與脫架時一樣，加載分級則根據(jù)豎轉(zhuǎn)角度進行，每級加載提升豎轉(zhuǎn)過程中應(yīng)保持所有提升索受力的均勻性和提升索與平衡索力的合理比例關(guān)系，保證提升塔頂縱橫向偏位不超過設(shè)計允許值。同時還應(yīng)保持三片拱肋相對高差控制在允許范圍內(nèi)，即保持同步性，也就是說每級加載都要實行索力和標(biāo)高雙控。整個豎轉(zhuǎn)時間正常大約為12個小時。

九、拱肋線形調(diào)整

提升豎轉(zhuǎn)過程中，主拱肋要從多跨支承與支架上的連續(xù)曲梁轉(zhuǎn)化為鉸支承和吊點處索支承的曲梁，脫架時要完成結(jié)構(gòu)自身的變形與受力的轉(zhuǎn)化，經(jīng)過計算，豎轉(zhuǎn)到位后主拱肋約L/8處將下?lián)?1厘米（與合攏線形比），為此，需將拱肋豎轉(zhuǎn)至25.66°，然后在該處設(shè)置頂升支架，并在拱肋底面放置楔形塊和砂桶，之后緩慢放松提升索，使主拱肋被動頂升至合攏線形。

十、固結(jié)豎轉(zhuǎn)鉸

主拱肋豎轉(zhuǎn)到位使副拱合攏，拱肋線形調(diào)整好后即可進行豎轉(zhuǎn)鉸固結(jié)，固結(jié)必須采取對稱均勻焊接的方式，同時注意檢測拱腳內(nèi)力變化，確保施工質(zhì)量。

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》所用的主要機械、設(shè)備見表1。

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》的工法特點是：

1.拱肋拼裝采用低支架法拼裝，可以避免高空作業(yè)，確保施工安全。

2.施工結(jié)構(gòu)體系簡單，受力明確，操作簡便，易于控制。

3.減少施工輔助材料和大型機械設(shè)備的投入，技術(shù)經(jīng)濟性高。

4.采用集中控制的全自動液壓控制設(shè)備，自動化程度高，可靠性強。

中國國內(nèi)外大跨徑鋼拱橋建設(shè)較多的采用扣索斜拉配合纜索吊或拱上吊機安裝的方法來進行主拱肋拼裝，這種拼裝方法基本屬于拱肋軸線的原位拼裝，施工場地占用少。截至2005年，在中國國內(nèi)鋼拱橋施工中逐漸采用矮支架拼裝再豎向轉(zhuǎn)體就位的拱肋拼裝方法，如連霍國道主干線邳州京杭運河特大橋、廣州東南西環(huán)丫髻沙大橋等，其傳統(tǒng)做法是利用設(shè)置在拱座處索塔上的扣索，將低支架拼裝的半跨主拱肋豎向轉(zhuǎn)體至設(shè)計位置。在充分調(diào)查研究了中國國內(nèi)外大跨度拱橋拱肋安裝施工工藝方面的技術(shù)資料并吸取了其寶貴的經(jīng)驗教訓(xùn)之后，在廣東佛山市東平大橋?qū)嵤┑呐P拼、垂提、豎轉(zhuǎn)施工方法，將索塔前移變成前置提升塔，張拉油缸從邊拱移至提升吊塔頂部。這種方法中豎轉(zhuǎn)體系結(jié)構(gòu)簡單，提升索提供的豎提力很大，索力比較均勻，有利于提升過程中的同步控制，可以降低提升吊塔和張拉油缸的荷載大小，從而降低施工成本，安全性高，而且減少了對主體結(jié)構(gòu)的影響。索塔及扣索可與拱座同時施工，節(jié)省了施工時間。更為重要的是，施工控制容易，提高了豎轉(zhuǎn)施工的安全性。由于技術(shù)先進，效果明顯，因而產(chǎn)生了經(jīng)濟效益和社會效益。

東平大橋主拱肋豎轉(zhuǎn)重量約為3000噸，轉(zhuǎn)體角為25°，平轉(zhuǎn)角度北岸為104.6°，南岸為180°，平轉(zhuǎn)重量約為14000噸。路橋華南工程有限公司聯(lián)合同濟大學(xué)開展科研，取得了《復(fù)式鋼箱拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工技術(shù)》這一成果，同時形成了《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》。

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：

一、量保證措施

1.配備職業(yè)道德良好、責(zé)任心強、技術(shù)能力高的測量人員和工程技術(shù)人員進行豎轉(zhuǎn)測量及現(xiàn)場控制，加強測量的精度控制并能及時反饋信息以指導(dǎo)施工。

2.嚴(yán)格執(zhí)行材料、設(shè)備進場的復(fù)核驗收工作程序，確保進場材料、設(shè)備合格。

3.嚴(yán)格每一道工序開工前和結(jié)束后的檢查驗收制度，作業(yè)班組實行上、下工序交接檢查制度，堅持執(zhí)行班組自檢，質(zhì)檢部門檢查合格，報請監(jiān)理工程師檢驗的工作程序，實行質(zhì)量檢驗否決辦法，各道工序的施工工藝和操作方法必須符合技術(shù)規(guī)范要求。

4.項目經(jīng)理部采用定期和不定期相結(jié)合的工作方式開展工程質(zhì)量檢查工作。

5.通過技術(shù)質(zhì)量攻關(guān)活動，積極推動技術(shù)進步，改進完善施工工藝，提高勞動生產(chǎn)率。精心組織合理的施工流程，各工序盡量形成流水作業(yè)，必要時可采取兩班或連續(xù)作業(yè)，以滿足工程需要。

6.加強對現(xiàn)場施工的監(jiān)督與指導(dǎo)。

7.嚴(yán)格控制拱肋的安裝精度和焊接質(zhì)量，保證滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

二、施工工序過程控制

1.提升塔結(jié)構(gòu)安裝、焊接過程控制

在施工中采用經(jīng)緯儀嚴(yán)格控制提升塔安裝垂直度滿足規(guī)范要求，并采用超聲波、磁粉檢測結(jié)構(gòu)焊縫焊接質(zhì)量，對不滿足要求的焊縫予以鏟除重焊或包板加強。

2.提升設(shè)施安裝的過程控制

提升設(shè)施包括提升油缸、液壓泵站、液壓油管、電纜線及提升用鋼絞線、錨具等，保證提升設(shè)施布局設(shè)置合理且配套配置，質(zhì)量滿足施工要求。

3.拱肋提升施工的過程控制

拱肋提升過程中采用基于實時控制網(wǎng)絡(luò)的液壓同步提升技術(shù)，在每個吊點處安裝激光測距儀和長行程傳感器，確保拱肋提升過程中，拱肋各吊點標(biāo)高可精確地測量和控制，拱肋結(jié)構(gòu)每吊點處安裝壓力傳感器測量各點的負(fù)載壓力，以確保拱肋在提升過程中受力合理。

4.拱肋控制點平面位置、標(biāo)高、線形調(diào)整的過程控制

根據(jù)拱上測量控制點位分布情況，并結(jié)合現(xiàn)場情況，建立與之相適應(yīng)的全橋測量控制網(wǎng)并報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，通過全站儀精確測量，精調(diào)拱肋的平面位置和高程符合設(shè)計和規(guī)范要求。

5.拱肋合攏段安裝的過程控制

拱肋合攏控制除通過采取有效手段和措施確保提升計劃調(diào)整精確就位外，還應(yīng)考慮溫差影響，選擇適當(dāng)時間進行臨時合攏。

6.豎轉(zhuǎn)之前組織技術(shù)、管理人員和現(xiàn)場操作工人進行專項技術(shù)交底，對施工中的各個技術(shù)要點、施工程序操作要點和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在施工前進行詳細(xì)的技術(shù)交底。

三、臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

四、臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工質(zhì)量控制依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范

1.交通部部頒規(guī)范：《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)施工技術(shù)規(guī)范》JTJ 042-94。

2.交通部部頒規(guī)范：《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》JTJ F80/1-2004。

3.交通部部頒規(guī)范：《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ 041-2000。

4.《鐵路鋼橋制造規(guī)范》TB 10212-98。

5.《先張法預(yù)應(yīng)力混凝土管柱》GB 13476-1999。

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》的效益分析見施工方法比較表表3。

由路橋華南工程有限公司承建的佛山東平大橋于2006年10月完工通車，是中國國內(nèi)首次采用主、邊、副拱肋空間組合的三肋式鋼混組合體系鋼箱拱橋。利用臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工的主拱結(jié)構(gòu)實際實現(xiàn)施工產(chǎn)值約為2472萬元，因該工法的使用而新增加施工產(chǎn)值約520萬元，節(jié)約資金總額440萬元，新增利潤93萬元。

注：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》的施工在高空進行，危險性較大，在施工中除嚴(yán)格遵守橋梁安全技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)注意以下幾點：

1.參加施工的人員要熟知該工種的安全技術(shù)操作規(guī)程。

2.施工現(xiàn)場的腳手架、梯子等一切防護設(shè)施，安全標(biāo)志和警告牌，未經(jīng)請示施工負(fù)責(zé)人同意不得擅自拆動。

3.針對東平河認(rèn)真做好防汛工作，及時與當(dāng)?shù)厮块T取得聯(lián)系，采取必要的防范措施，預(yù)備必要的抽水設(shè)備、防暴雨設(shè)施等。

4.對各種施工機具要定期進行檢查和維修保養(yǎng)，以保證使用的安全。

5.施工操作人員進入現(xiàn)場時必須佩戴安全帽，高空作業(yè)必須系安全帶。距地面2米以上作業(yè)，要有防護欄桿、擋板或安全網(wǎng)。

6.密切注意天氣和臺風(fēng)預(yù)報，轉(zhuǎn)體施工工期根據(jù)氣象部門預(yù)報確認(rèn)20天內(nèi)無大風(fēng)天氣決定，且轉(zhuǎn)體當(dāng)天風(fēng)速不能大于10米/秒。不在惡劣天氣下進行高空和吊裝作業(yè)，遇6級以上大風(fēng)時應(yīng)停止施工作業(yè)。

7.結(jié)構(gòu)上所有電焊工作均不能觸及提升索鋼絞線。

8.拱頂放置的合攏裝置和構(gòu)件及安裝的工作架必須固定好。

9.結(jié)構(gòu)上必須設(shè)置可靠的安全檢查爬梯和通道，高空作業(yè)面下必須安裝安全網(wǎng)。

10.對所有現(xiàn)場工作人員在上崗前進行集中統(tǒng)一安全施工教育和安全操作技術(shù)交底。

11.轉(zhuǎn)體施工范圍設(shè)置警戒線，所有非工作人員嚴(yán)禁進入警戒區(qū)。

12.所有工作人員必須嚴(yán)格遵守公司的有關(guān)安全施工操作規(guī)程。

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》的應(yīng)用實例如下：

• 實例一：廣東佛山東平大橋

佛山市東平大橋總長1427.2米，由主橋和兩岸引橋組成，跨徑組合為6×35 6×35（禪城岸引橋） （43.5 95.5 300 95.5 43.5）（主橋） 2×35 5×35 5×35米（順德岸引橋），其中主橋長578米，主跨跨徑300米，邊跨組合跨徑95.5米，主橋結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土連續(xù)梁——鋼箱拱協(xié)作體系系桿拱橋，引橋為五聯(lián)35米跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。該橋位于廣東佛山市禪城區(qū)南部，跨越東平河，北連禪城區(qū)，南接順德區(qū)，連接2006年省運會主會場。該工程于2004年4月開工，采用該工法高效、優(yōu)質(zhì)、安全地完成了主體結(jié)構(gòu)的施工，2006年10月竣工交付使用。

• 實例二：廣州丫髻沙大橋

廣州丫髻沙大橋的轉(zhuǎn)體施工，采用了液壓千斤頂?shù)脑聿?yīng)用在橋梁豎轉(zhuǎn)、平轉(zhuǎn)施工中。該橋為76米 360米 76米，主跨為中承式鋼管混凝土拱橋。其主拱安裝采用先豎轉(zhuǎn)后平轉(zhuǎn)的二次轉(zhuǎn)體施工。采用液壓同步提升系統(tǒng)，由承載系統(tǒng)（鋼絞線和液壓提升千斤頂）、傳感檢測系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)及液壓動力系統(tǒng)組成，每肋布置10臺千斤頂，每臺千斤頂可提供2000千牛的提升力，張拉速度2.2米/小時，正常豎轉(zhuǎn)時間為12小時。該橋的平轉(zhuǎn)重量為13865噸，采用ZTD自動連續(xù)同步張拉系統(tǒng)，千斤頂?shù)男谐趟俣葹?米/小時，每岸正常平轉(zhuǎn)時間8~9小時。

• 實例三：連徐高速公路邳州京杭運河特大橋

邳州京杭運河特大橋主橋為中承式鋼管混凝土系桿提籃拱橋，跨徑組成為57.5米 235米 57.5米。主拱肋向橋軸中心線傾斜，傾斜角度為80.066°。主拱肋每肋為4-ф850鋼管混凝土構(gòu)件，四根鋼管組成平行四邊形截面，兩主拱肋在主橋中心處凈距為16米。拱肋間設(shè)置9道橫撐聯(lián)系，每道橫撐為空鋼管構(gòu)成的格桁式梁。

京杭運河特大橋主跨235米提籃式拱肋，因橋位地形、橋梁結(jié)構(gòu)本身特點，采用水中支架拼裝主拱肋，豎轉(zhuǎn)方法進行施工，即在主橋主跨的正投影直線段內(nèi)，利用預(yù)設(shè)支架，完成主拱鋼管桁架結(jié)構(gòu)的大節(jié)段拼裝，然后利用索塔和液壓提升系統(tǒng)將完成拼裝的半拱鋼管桁架，豎轉(zhuǎn)至設(shè)計高程，然后實現(xiàn)空中合攏。京杭運河特大橋全橋于1999年7月10日正式開工，2002年10月1日竣工。

《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》的環(huán)保措施如下：

一、水環(huán)境保護措施

1.施工廢水、生活污水按有關(guān)要求處理，不得直接排入河流。

2.施工的廢油，采取隔油池等有效措施加以處理，不得超標(biāo)排放。

3.對工人進行環(huán)保教育，不得隨地亂扔果皮紙屑。

4.對于施工中廢棄的零碎配件、邊角料、包裝袋、包裝箱等及時收集清理并搞好現(xiàn)場衛(wèi)生，以保護自然與景觀不受破壞。

二、大氣環(huán)境及粉塵的防治措施

1.施工現(xiàn)場和運輸?shù)缆方?jīng)常灑水，減少灰塵對人的危害和環(huán)境的污染。

2.禁止在施工現(xiàn)場焚燒油氈、塑料、橡膠等有毒、有害煙塵和惡臭氣體的物質(zhì)。

3.施工現(xiàn)場垃圾渣土及時清理出現(xiàn)場，運到指定的卸土區(qū)。

三、降低噪聲措施

1.嚴(yán)格控制人為噪聲，限制高音喇叭的使用，最大限度地減少噪聲擾人。

2.在比較固定的機械設(shè)備附近設(shè)置臨時隔聲屏障，減少噪聲傳播。

3.適當(dāng)控制噪聲疊加，盡量避免噪聲機械集中作業(yè)。

四、地面環(huán)境保護

建筑垃圾、生活垃圾固定地點堆放，及時清理，生活垃圾進行必要地生化處理后排放。

2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2008]22號，《鋼拱橋臥拼豎提轉(zhuǎn)體施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。 2100433B

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，橋梁無支架施工不斷出現(xiàn)新工藝，轉(zhuǎn)體施工就是其中的一種。橋梁轉(zhuǎn)體施工是指將橋梁結(jié)構(gòu)在非設(shè)計軸線位置制作（澆注或拼接）成形后，通過轉(zhuǎn)體就位的一種施工法。它可以將在障礙上空的作業(yè)轉(zhuǎn)化為岸上或近地面的作業(yè)。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動方向，它可分為豎向轉(zhuǎn)體施工法、水平轉(zhuǎn)體施工法（簡稱豎轉(zhuǎn)法和平轉(zhuǎn)法，其中平轉(zhuǎn)法分為墩頂轉(zhuǎn)體和墩底轉(zhuǎn)體兩種）以及平轉(zhuǎn)與豎轉(zhuǎn)相結(jié)合的方法，其中以平轉(zhuǎn)法應(yīng)用最多。橋梁轉(zhuǎn)體施工適用跨越深谷急流、難以吊裝的特殊河道，具有節(jié)省吊裝費用，安全、可靠、整體性好等特點。近來越來越多的跨鐵路以及跨公路橋梁都開始使用轉(zhuǎn)體施工方法，即不影響鐵路或公路的正常運輸又有大量節(jié)省支架木材或鋼材、安全、可靠、減少施工難度的特點。

大跨度曲線連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工工法適用范圍

《大跨度曲線連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工工法》適用于鐵路與公路等跨各種道路橋梁的施工。

大跨度曲線連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工工法工藝原理

《大跨度曲線連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工工法》的工藝原理敘述如下：

連續(xù)梁T構(gòu)完成，拆除支架完成后，對單個轉(zhuǎn)體進行稱重試驗，按照試驗結(jié)果進行合理配重；利用專用QDCL2000-300型連續(xù)頂推千斤頂、YTB液壓泵站及LSDKC-8型主控臺組成整套轉(zhuǎn)體系統(tǒng)后進行轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)體到位前，利用轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的點動功能緩慢就位，準(zhǔn)確調(diào)整軸線位置及合攏口兩側(cè)標(biāo)高后對鋼撐腳及環(huán)道臨時固結(jié)，并在三個合攏口之間設(shè)置型鋼作臨時固結(jié)措施，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

大跨度曲線連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工工法施工工藝

《大跨度曲線連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

轉(zhuǎn)體施工工藝流程見圖1。

• 操作要點

一、施工準(zhǔn)備

由于轉(zhuǎn)動要求很高，轉(zhuǎn)動時間較短，施工準(zhǔn)備內(nèi)容很多，所以轉(zhuǎn)體施工準(zhǔn)備十分關(guān)鍵，它直接影響施工進展和施工封鎖要點，施工準(zhǔn)備工作主要有清理滑道，箱梁不平衡力測試及配重，設(shè)備測試，轉(zhuǎn)體的氣候條件要求，防超裝置等其他轉(zhuǎn)體準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備。

1.清理滑道

1）拆除砂模：分三組對稱拆除，每組3人，共9人；

2）清理滑道，滑道要清理干凈，不得有碎混凝土塊、鋼筋、木板等雜物，清理完畢后在撐腳底與滑道頂?shù)拈g隙中墊10毫米厚四氟乙烯板，并涂滿黃油。

2.箱梁不平衡力測試及配重

該橋?qū)儆谇€橋，采用不平衡轉(zhuǎn)體，在實際配重中跨和邊跨達(dá)到不平衡，并使得邊跨2~3對鋼撐腳與滑道面四氟滑板發(fā)生輕微接觸。

3.設(shè)備測試

1）轉(zhuǎn)體過程中的液壓及電器設(shè)備出廠前要進行測試和標(biāo)定，并在場內(nèi)進行試運轉(zhuǎn)；

2）設(shè)備安裝就位。按設(shè)備平面圖將設(shè)備安裝就位，連接好主控臺、泵站、千斤頂間的信號線，接好泵站與千斤頂間的油路，連接主控臺、泵站電源。

3）設(shè)備空載試運行。根據(jù)千斤頂施力值（啟動牽引力按靜摩擦系數(shù)μ_s=0.1，轉(zhuǎn)動牽引力，按動摩擦系數(shù)μ_d=0.06考慮），反算出各泵油壓值，按此油壓值調(diào)整好泵站的最大允許油壓，空載試運行，并檢查設(shè)備運行是否正常，并在不同時間段，不同溫度下進行設(shè)備的空載運行及流量控制；空載運行正常后再進行下一步工作。

4）安裝牽引索。將預(yù)埋好的鋼絞線牽引索順著牽引方向繞上轉(zhuǎn)盤后穿過千斤頂，并用千斤頂?shù)膴A緊裝置夾持住，先用1~5千牛逐根對鋼絞線預(yù)壓，再用牽引千斤頂在2MPa油壓下對該束鋼絞線整體預(yù)緊，使同一束牽引索各鋼絞線持力基本一致。

5）全面檢查轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)各關(guān)鍵受力部位（特別是中墩負(fù)彎矩處）是否有裂紋及異常情況。拆除所有支架后用全站儀對轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)進行觀察，監(jiān)測時間要求達(dá)到2小時以上。

4.轉(zhuǎn)體的氣候條件要求

轉(zhuǎn)體施工時風(fēng)速不能大于10米/秒（即5級大風(fēng)），轉(zhuǎn)體前一周與氣象部門及時溝通，保證轉(zhuǎn)體不在大風(fēng)及雨雪天氣下進行。

5.防超裝置

為保障轉(zhuǎn)體施工時轉(zhuǎn)動不超過設(shè)計位置，應(yīng)加設(shè)限位裝置。轉(zhuǎn)體前在轉(zhuǎn)體就位位置滑道外緣焊接ф32限位螺母或鋼筋，當(dāng)梁體就位時在其前端放置I32a字鋼橫梁，使工字鋼橫梁與轉(zhuǎn)盤撐腳接觸位置即可轉(zhuǎn)體就位位置。

6.其他準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備

1）在轉(zhuǎn)體施工前，完成轉(zhuǎn)體“T”構(gòu)的欄桿、電纜槽等橋面附屬工程，避免轉(zhuǎn)體時和轉(zhuǎn)體后橋面施工墜物造成京包線的行車安全。

2）在轉(zhuǎn)體前將橋面的雜物和不用的機械設(shè)備清理干凈，以免風(fēng)大吹落物體。

3）對轉(zhuǎn)體半徑覆蓋范圍內(nèi)的施工設(shè)備清理干凈、場地平整、材料機具碼放，做好文明現(xiàn)場。

4）在上轉(zhuǎn)盤上安裝轉(zhuǎn)動角速度標(biāo)尺。

二、轉(zhuǎn)體施工

1.轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的組成

轉(zhuǎn)體系統(tǒng)主要由球鉸、下滑道、鋼撐腳、轉(zhuǎn)體系統(tǒng)牽引索及動力系統(tǒng)組成

1）牽引動力系統(tǒng)根據(jù)計算使用200噸連續(xù)千斤頂即可。該橋轉(zhuǎn)體系統(tǒng)施工由具備施工經(jīng)驗的柳州OVM公司負(fù)責(zé)。每套自動連續(xù)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)由2臺ZLD2000型連續(xù)提升千斤頂、2臺ZLDB液壓泵站和1臺LSDKC-8電腦主控臺通過高壓油管和電纜線連接組成。

2）牽引索

轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)盤埋設(shè)有兩束牽引索，每束鋼絞線的數(shù)量為7根。

2.轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的牽引力、安全系數(shù)及轉(zhuǎn)體時間的初步計算

此橋是跨既有京包4線兩側(cè)現(xiàn)澆，轉(zhuǎn)體重量1號墩4231.6噸、2號墩4352.3噸，此轉(zhuǎn)體依最重的2號墩4352.3噸計算。

1）轉(zhuǎn)體牽引力計算公式為：T=2fGR/（3D）

式中T——牽引力（千牛）

G——轉(zhuǎn)體最大總重力43523（千牛）；

R——轉(zhuǎn)盤半徑（米）；為1.25米；

D——牽引力偶臂（米）該橋牽引力偶臂為8米；

f——摩擦系數(shù)，取靜摩擦系數(shù)取0.1。

動力摩擦系數(shù)為：取0.06。

靜摩擦力：T=2fGR/（3D）=2×0.1×43523×1.25/3×8=45.3噸<400噸

動摩擦力：T=2fGR/（3D）=2×0.06×43523×1.25/3×8=27.2噸<400噸

動力儲備系數(shù)：400/45.3噸=8.8

鋼絞線的安全系數(shù)：2×7（根/臺）×26（噸/根）/45.3（噸）=8.0

定型球鉸支座廠家提供的靜、動摩擦系數(shù)分別為0.1和0.06。從此計算結(jié)果可以看出千斤頂動力儲備和鋼絞線的安全已達(dá)到了工程設(shè)計要求。

2）轉(zhuǎn)體時間

根據(jù)施工圖紙中要求的平轉(zhuǎn)設(shè)計線速度為≤1.2米/分鐘，再考慮箱梁的平穩(wěn)和安全取線速度為0.5米/分鐘。

轉(zhuǎn)體角度最大為28°（設(shè)計為24°，根據(jù)現(xiàn)場實際1號墩變更為28°），箱梁輻射最大半徑為49米。

轉(zhuǎn)體總弧長（28×3.14159/180）×49=23.95米。

轉(zhuǎn)體時間為：23.95/0.5=47.9分鐘，考慮其他綜合情況，取轉(zhuǎn)體時間為50分鐘。

當(dāng)兩梁端距離到1.3米（轉(zhuǎn)動角速度標(biāo)尺剩下10厘米）時，采用10秒、5秒、2秒和1秒點動就位，所需時間50分鐘。

轉(zhuǎn)體全過程計劃要點時間約為：50 50=100分鐘。

3.轉(zhuǎn)體施工步驟

1）試轉(zhuǎn)

在上述各項準(zhǔn)備工作完成后，正式轉(zhuǎn)動前兩天，進行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)體試運轉(zhuǎn)，全面檢查一遍牽引動力系統(tǒng)、防傾保險體系等是否狀態(tài)良好。試轉(zhuǎn)時應(yīng)做好以下兩項重要數(shù)據(jù)的測試工作：

（1）啟動牽引力數(shù)據(jù)的采集：啟動時要采用分級加載，測定啟動所需牽引力。

（2）每分鐘轉(zhuǎn)速，即每分鐘轉(zhuǎn)動主橋的角度及懸臂端所轉(zhuǎn)動的水平弧度距離，應(yīng)將轉(zhuǎn)體速度控制在設(shè)計要求內(nèi)，以控制轉(zhuǎn)動的角速度為主即0.02rad/分鐘，鋼絞線伸長為0.02×400=8厘米。

（3）控制采取點動方式操作，測量組應(yīng)測量1秒、2秒點動一次懸臂端所轉(zhuǎn)動水平弧線距離的數(shù)據(jù)，以供轉(zhuǎn)體初步到位后，進行精確定位提供操作依據(jù)。試轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)是否平衡穩(wěn)定，有無故障，關(guān)鍵受力部位是否產(chǎn)生裂紋。如有異常情況，則應(yīng)停止試轉(zhuǎn)，查明原因和采取相應(yīng)措整改后方可繼續(xù)試轉(zhuǎn)。

（4）試轉(zhuǎn)的角度

根據(jù)轉(zhuǎn)體前梁與京包線距離最近為4米。確定試轉(zhuǎn)時的橫向轉(zhuǎn)動距離為2.57米，轉(zhuǎn)動角度為3°，牽引索伸長20.9厘米（理論計算）。

2）正式轉(zhuǎn)體

轉(zhuǎn)體實施

同步轉(zhuǎn)體控制見圖2。同時啟動，現(xiàn)場設(shè)同步啟動指揮員，采用對講機進行通信指揮。連續(xù)千斤頂公稱油壓相同，轉(zhuǎn)體采用同種型號的兩套液壓設(shè)備，轉(zhuǎn)體時控制好油表壓力，并進行同步觀測。

（1）試轉(zhuǎn)結(jié)束，分析采集的各項數(shù)據(jù)，整理出控制轉(zhuǎn)體的詳細(xì)數(shù)據(jù)；

（2）轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)前要做好人員分工，根據(jù)各個關(guān)鍵部位、施工環(huán)節(jié)、對現(xiàn)場人員做好周密部署，各司其職，分工協(xié)作，由現(xiàn)場總指揮統(tǒng)一安排，具體見附表1霸王河1號特大橋轉(zhuǎn)體施工技術(shù)組人員及分工名單；

（3）液壓控制系統(tǒng)、要點審批、氣象條件、結(jié)構(gòu)物等全部就緒并滿足轉(zhuǎn)體要求，各崗位人員到位，轉(zhuǎn)體人員接到指揮長的轉(zhuǎn)體命令后，啟動動力系統(tǒng)設(shè)備，并使其在“自動”狀態(tài)下運行；

（4）設(shè)備運行過程中，各崗位人員的注意力必須高度集中，時刻注意觀察和監(jiān)控動力系統(tǒng)設(shè)備的運行情況及橋面轉(zhuǎn)體情況，左右幅梁每轉(zhuǎn)過5°，向指揮長匯報一次，在距終點50厘米以內(nèi)，每轉(zhuǎn)過2厘米向指揮長匯報一次；

（5）轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)接近設(shè)計位置（距設(shè)計位置的距離需由測試出的系數(shù)計算確定）時，系統(tǒng)“暫停”。為防止結(jié)構(gòu)超轉(zhuǎn)，先借助慣性轉(zhuǎn)動，結(jié)束后，動力系統(tǒng)改由“手動”狀態(tài)下改為10秒、5秒、2秒、1秒的點動操作。每點操作一次，測量人員報軸線走行現(xiàn)狀數(shù)據(jù)一次，反復(fù)循環(huán)，直至結(jié)構(gòu)軸線精確就位。整個轉(zhuǎn)體施工過程中，用全站儀加強對T構(gòu)兩端高程的監(jiān)測和轉(zhuǎn)盤環(huán)道四氟走板的觀察。

3）轉(zhuǎn)體就位

轉(zhuǎn)體就位采用全站儀中線校正，允許其中線偏差不大于2厘米?，F(xiàn)場就位測量方案

（1）中心垂球控制：用垂球校核箱梁端中心于臨時排架上的中心線是否重合；

（2）在箱梁兩端的邊跨直線段上布置2臺全站儀，把每臺儀器的視線方向設(shè)定在箱梁理論中心方向，然后進行轉(zhuǎn)體就位過程觀測；

（3）在箱梁的兩端各布置1臺水平儀，用來觀測箱梁端部就位后的梁頂高程。

轉(zhuǎn)體就位采用經(jīng)緯儀（或全站儀）中線校正，軸線調(diào)整到位后，準(zhǔn)確測量各懸臂端實際標(biāo)高，利用千斤頂在轉(zhuǎn)臺位置施加力，調(diào)整合攏段兩側(cè)的標(biāo)高，測量達(dá)到要求后，利用鋼楔塊將鋼撐腳與滑道之間間隙塞死并焊接牢固。

轉(zhuǎn)體精確就位后，立即進行封盤混凝土澆筑施工，完成轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)固結(jié)。清洗底盤上表面，焊接預(yù)留筋，立模澆注封閉轉(zhuǎn)動球鉸混凝土，使上轉(zhuǎn)盤與下轉(zhuǎn)盤連成一體。

4.轉(zhuǎn)體施工結(jié)束后工作步驟

1）精確測量，調(diào)整線形?？赏ㄟ^配重及千斤頂進行微調(diào)。

2）拆除轉(zhuǎn)體設(shè)備，進行承臺后封部分施工。

3）進行中跨合攏段施工。

4）進行邊跨合攏段施工。