1、上承式勁性骨架鋼管混凝土拱橋拱肋豎向轉(zhuǎn)體施工技術(shù)導(dǎo)讀介紹云南大 理至瑞麗鐵路瀾滄江大 橋拱肋豎向轉(zhuǎn)體施工過(guò)程及施工難點(diǎn)分析,闡述了 拱肋豎向轉(zhuǎn)體施工的 方法,對(duì)同類工程的 施工有很好的 借鑒作用.摘要：介紹云南大 理至瑞麗鐵路瀾滄江大 橋拱肋豎向轉(zhuǎn)體施工過(guò)程及施工難點(diǎn)分析,闡述了 拱肋豎向轉(zhuǎn)體施工的 方法,對(duì)同類工程的 施工有很好的 借鑒作用.關(guān)鍵詞： 勁性骨架; 拱橋; 豎向轉(zhuǎn)體1 工程概況瀾滄江大 橋位于大 理至瑞麗鐵路定測(cè)里程D1K109+980.47D1K110+514.57,大 橋全長(zhǎng)534.1米,主跨為上承式勁性骨架鋼管混凝土拱橋,計(jì)算跨徑342米,矢高83米.該橋的 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2、為鐵路等級(jí)：I級(jí)干線鐵路;正線數(shù)目：雙線設(shè)計(jì);路段旅客列車設(shè)計(jì)行車速度 ：140千米/h.主橋拱肋為兩條,平面上為二次拋物線,在拱頂處相交,合并段長(zhǎng)度 80米.拱肋內(nèi)勁性骨架為鋼管混凝土桁架,設(shè)置12道橫撐;均外包混凝土. 拱頂設(shè)鋼架墩,梁部結(jié)構(gòu)采用332.7米(簡(jiǎn)支槽形梁)+432.7米(連續(xù)槽形梁)+110米(型梁)+432.7米(連續(xù)槽形梁)+32.7米(簡(jiǎn)支槽形梁)的 結(jié)構(gòu)形式.橋址所處地形地勢(shì)險(xiǎn)峻、地表橫向沖溝發(fā)育,鑒于地形所限拱肋施工采取豎向轉(zhuǎn)體施工,上部梁結(jié)構(gòu)橋兩側(cè)同時(shí)移動(dòng)模架施工.2 拱肋拼裝當(dāng)轉(zhuǎn)鉸安裝完畢,即可開(kāi)始拼裝拱肋,拱肋由塔吊輔助單根拼裝.拱肋桿件吊裝之前先由汽車運(yùn)輸

3、至塔吊下方,栓緊千斤繩.根據(jù)塔吊的 性能,如果為單點(diǎn)起吊,由于每根桿件的 長(zhǎng)度 重量不同,重心會(huì)不同,為防止起吊時(shí)桿件翻扭,應(yīng)注意吊點(diǎn)位置的 選定.如果雙吊點(diǎn)可以不受此限制.每根桿件的 空中對(duì)位將是較為麻煩的 事情,如果設(shè)計(jì)圖紙沒(méi)有給出利于對(duì)位的 構(gòu)造措施,施工時(shí)應(yīng)在每個(gè)連接位置焊接相應(yīng)的 對(duì)位構(gòu)件,以加快拼裝速度 .拼裝時(shí)本著先弦桿再腹桿后平聯(lián)的 順序進(jìn)行.每根桿件拼裝完之后應(yīng)盡快形成三角形以利于穩(wěn)定.桿件拼裝就位臨時(shí)連接后應(yīng)及時(shí)焊接.由于高空焊接量大 ,室外焊接條件差,必須按照切實(shí)可行有效的 焊接工藝進(jìn)行施工作業(yè),焊料及工藝嚴(yán)格按施工圖紙及規(guī)范要求執(zhí)行,焊接順序應(yīng)盡量避免產(chǎn)生大 的 殘余變

4、形和殘余應(yīng)力,焊縫嚴(yán)禁漏焊、假焊、夾碴、氣泡等質(zhì)量缺陷.對(duì)于已經(jīng)焊完的 焊縫,應(yīng)根據(jù)要求及時(shí)組織探傷檢測(cè),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及早處理.焊工應(yīng)具有相應(yīng)的 施工經(jīng)驗(yàn)并加強(qiáng)崗前培訓(xùn),隨著拼裝進(jìn)行,拱肋加高,應(yīng)及時(shí)連接剛性支撐和拉索防止結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及產(chǎn)生過(guò)大 的 結(jié)構(gòu)變形.同時(shí),塔吊增高并適時(shí)的 與拱肋固結(jié).由于拼裝過(guò)程中拱肋的 結(jié)構(gòu)體系與合龍后不同,其結(jié)構(gòu)變形情況自然不同.拼裝過(guò)程中的 拱肋變形受到以下幾個(gè)方面的 因素影響：(1)結(jié)構(gòu)自重(2)溫度 (3)浪風(fēng)張力(4)塔吊與拱肋連接桿重力(5)塔吊晃動(dòng)產(chǎn)生的 橫向力要保證拱肋轉(zhuǎn)體合龍后線形符合設(shè)計(jì)要求,在拱肋的 豎拼過(guò)程中就必須考慮到這些因素的 影響,使之變形與

5、合龍后的 變形有個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系,這就要求及時(shí)做好拱肋拼裝過(guò)程的 監(jiān)測(cè)監(jiān)控.拱鉸處有直徑750米米和600米米的 腹鋼管,內(nèi)灌微膨脹混凝土,為增加其在豎拼過(guò)程中的 承載能力,這些構(gòu)件安裝完畢并形成三角形后即灌注混凝土,混凝土的 灌注參考拱肋內(nèi)填混凝土的 灌注方法.3拱肋轉(zhuǎn)體鋼管拱肋拼裝完成之后,利用安裝拱肋背部的 扣索和前側(cè)的 牽引索,采用連續(xù)張拉千斤頂收放方式使其逐漸轉(zhuǎn)體至合龍位置.兩岸千斤頂支架分別錨固于2號(hào)墩、5號(hào)臺(tái).本橋轉(zhuǎn)體重量2200t,轉(zhuǎn)體角度 65度 ,轉(zhuǎn)體收放索長(zhǎng)180余米.3.1轉(zhuǎn)體系統(tǒng)組成3.1.1千斤頂系統(tǒng)千斤頂系統(tǒng)是成功實(shí)施拱肋轉(zhuǎn)體的 關(guān)鍵,要求采用的 千斤頂具有可收可放、連

6、續(xù)收放、同步精度 高、安全可靠的 特點(diǎn).本橋采用以電液比例作為控制系統(tǒng)的 TX系列千斤頂,可以提升和也可以下放.它有以下三個(gè)子系統(tǒng)：(1)連續(xù)提升油缸提升油缸主要的 使用方式：間歇式提升;特殊作業(yè)方式：連續(xù)式提升;模塊化設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)時(shí),考慮了 連續(xù)提升的 工作方式,提升油缸采用模塊化設(shè)計(jì);模塊化組合：將兩臺(tái)進(jìn)行組合使用,實(shí)現(xiàn)提升油缸的 連續(xù)工作;(2)液壓泵站作為提升設(shè)備的 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分,液壓泵站的 性能及其可靠性對(duì)提升系統(tǒng)的 性能影響極大 ,主要有兩種流量規(guī)格：40L/米in及80L/米in(單路與雙路系統(tǒng));先進(jìn)的 電液比例控制技術(shù),使用此技術(shù),能夠在控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋控制,實(shí)現(xiàn)真正的

7、 自動(dòng)控制與調(diào)節(jié).其使用的 電液比例調(diào)速閥,直接接受計(jì)算機(jī)脈寬調(diào)制信號(hào)(PW米).使得系統(tǒng)的 響應(yīng)速度 快,同步控制精度 高,在提升中降低附加載荷;在現(xiàn)有的 液壓系統(tǒng)中,專門(mén)設(shè)計(jì)了 對(duì)每臺(tái)油缸的 載荷保護(hù),這樣可以使整體提升更加可靠安全;清晰的 模塊結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),遠(yuǎn)程可控性和實(shí)時(shí)性;現(xiàn)有的 液壓泵站中,關(guān)鍵的 液壓元件,如泵、比例閥等均采用德國(guó)產(chǎn)品,這極大 地提高了 液壓系統(tǒng)的 可靠性;雙泵、雙主回路和雙比例閥系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)連續(xù)提升或下降及大 流量驅(qū)動(dòng),提升速度 快的 特點(diǎn),可達(dá)16米/米in.(3)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用自主研發(fā)的 控制軟件,控制精度 高,同步精度 控制在1米米以內(nèi).用于本橋的 千斤

8、頂每岸共12套,計(jì)TX-350-J型8臺(tái),TX-200-J-A型4臺(tái).3.1.2索具系統(tǒng)索具均采用15.2米米低松弛高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 1860米Pa.根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙給出的 各種索在轉(zhuǎn)體過(guò)程中最大 索力及束數(shù)情況所配置的 鋼束如表1示.表1索具配束情況名稱扣索1扣索2牽引索最大 索力(KN)1290062906000束數(shù)642每束根數(shù)2515.21615.23015.2單根鋼絞線長(zhǎng)度 (米)2001605003.1.3拉索與拱肋連接系統(tǒng)轉(zhuǎn)體過(guò)程當(dāng)中,鋼絞線與拱肋之間的 夾角是不斷變化的 ,因此其連接方式應(yīng)以鉸接形式3.1.4地錨系統(tǒng)整個(gè)轉(zhuǎn)體過(guò)程當(dāng)中,地錨要受到大 約2000t的 水平拉力

9、,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的 建議,地錨即利用經(jīng)過(guò)檢算合格兩岸的 2號(hào)橋墩和5號(hào)橋臺(tái).轉(zhuǎn)體過(guò)程中產(chǎn)生的 水平及豎向反力均由千斤頂支架傳遞給這兩個(gè)墩臺(tái).3.1.5其它系統(tǒng)位于千斤頂后端用于收放鋼絞線的 卷線架及卷線輪.3.2轉(zhuǎn)體前的 準(zhǔn)備3.2.1設(shè)備安裝及其調(diào)試(1)設(shè)備(油缸、液壓泵站和控制系統(tǒng))安裝(2)設(shè)備調(diào)試及試驗(yàn)A、試驗(yàn)回路：液壓加載B、試驗(yàn)項(xiàng)目：空載試驗(yàn)：功能檢驗(yàn)、空載壓力測(cè)定、油缸泄漏檢測(cè)負(fù)載試驗(yàn)：滿負(fù)載試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)、同步試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)應(yīng)急試驗(yàn)：油管破裂、手動(dòng)誤操作、抗電磁干擾、斷電安全性3.2.2轉(zhuǎn)體前整體檢查(1)液壓提升系統(tǒng)檢查：油缸、液壓泵站、控制系統(tǒng)(2)提升支撐結(jié)構(gòu)的 檢查：

10、檢查地錨及油缸支架、檢查鋼絞線及與拱肋的 連接件3.2.3設(shè)備保障(1)油缸保障A、在鋼絞線承重系統(tǒng)中增設(shè)了 多道錨具;B、提升油缸采用模塊設(shè)計(jì),一旦使用中出現(xiàn)故障,能夠及時(shí)更換;C、提升油缸采用新型的 錨片結(jié)構(gòu),提高了 錨具系統(tǒng)工作的 可靠性;D、每臺(tái)提升油缸上裝有液壓鎖,防止失速下降;即使油管破裂,重物也不會(huì)下墜;E、每臺(tái)提升油缸安裝限壓和限速裝置,防止負(fù)載超限和失速下降.(2)液壓泵站保障A、液壓泵站中設(shè)置安全閥,限制各點(diǎn)的 最高負(fù)載,確保結(jié)構(gòu)安全;B、在提升油缸中安裝特定壓力限制閥,限制每臺(tái)油缸的 負(fù)載;C、主要液壓元件使用進(jìn)口元件,可靠性高.(3)控制系統(tǒng)保障A、液壓和電控系統(tǒng)采用聯(lián)

11、鎖設(shè)計(jì),以保證提升系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)由于誤操作帶來(lái)的 不良后果;B、控制系統(tǒng)具有異常自動(dòng)停機(jī)、斷電保護(hù)等功能;C、控制系統(tǒng)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì),具有較強(qiáng)抗干擾能力.3.2.4應(yīng)急預(yù)案(1)關(guān)于設(shè)備的 應(yīng)急措施與預(yù)案A、一旦設(shè)備出現(xiàn)故障,需要及時(shí)進(jìn)行更換或維修.B、對(duì)各種傳感器、控制電纜、計(jì)算機(jī)主控柜和提升油缸,都必須有備用設(shè)備,一旦出現(xiàn)故障,及時(shí)進(jìn)行更換.C、對(duì)于液壓泵站,常用的 密封件、電磁閥、泵等部件,一旦出現(xiàn)故障,需要及時(shí)進(jìn)行維修或更換.(2)關(guān)于控制方案 的 應(yīng)急措施與預(yù)案編制位置跟蹤、負(fù)載跟蹤等多套控制方案 ,根據(jù)需要選定控制方案 .(3)關(guān)于外界環(huán)境的 應(yīng)急措施與預(yù)案密切關(guān)注天氣預(yù)報(bào) ,做好防雨

12、、防風(fēng)措施3.3轉(zhuǎn)體3.3.1試轉(zhuǎn)體正式轉(zhuǎn)體之前,為檢驗(yàn)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的 運(yùn)行正常,先試轉(zhuǎn)一次.轉(zhuǎn)體角度 按13度 進(jìn)行.3.3.2正式轉(zhuǎn)體經(jīng)過(guò)試轉(zhuǎn)體,確定轉(zhuǎn)體系統(tǒng)運(yùn)行正常后,在天氣正常的 情況下即可正式轉(zhuǎn)體.轉(zhuǎn)體分為兩個(gè)過(guò)程,即分界點(diǎn)前和分界點(diǎn)后,分界點(diǎn)前必須依靠牽引索才能轉(zhuǎn)體,分界點(diǎn)后理論上不再需要牽引索內(nèi)力即可轉(zhuǎn)體.在超過(guò)分界點(diǎn)之后,轉(zhuǎn)體要慢,防止過(guò)快產(chǎn)生拱肋突然“磕頭”引起沖擊.轉(zhuǎn)體中需根據(jù)每道扣索的 索力隨轉(zhuǎn)動(dòng)角度 的 不同變化對(duì)各個(gè)點(diǎn)的 千斤頂進(jìn)行同步控制,以保證結(jié)構(gòu)安全.拱肋豎轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)先通過(guò)牽引索克服拱肋重量偏心,待拱肋向上豎轉(zhuǎn)至重心與轉(zhuǎn)軸成垂線時(shí),牽引索索力變?yōu)?后拱肋開(kāi)始向下豎轉(zhuǎn),牽引索退出工作但不拆除,直至轉(zhuǎn)體重心下降到一定位置,以防止轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)反彈.拱肋重量由扣索承受,通過(guò)扣索的 下放,拱肋不斷向下豎轉(zhuǎn),期間扣索的 索力隨豎轉(zhuǎn)角度 的 不同而變化,直至豎轉(zhuǎn)到位,按同樣步驟施工另一岸拱肋勁性骨架.轉(zhuǎn)體過(guò)程中應(yīng)做好監(jiān)測(cè)監(jiān)控工作,每58度 提取一次索力值與理論計(jì)算值進(jìn)行比較,另外,對(duì)于千斤頂支架的 內(nèi)力及變形、地錨(2號(hào)墩、5號(hào)臺(tái))的 變形情況應(yīng)隨時(shí)監(jiān)測(cè).轉(zhuǎn)體至跨中離合龍標(biāo)高2040厘米時(shí)停止轉(zhuǎn)體,待調(diào)整好兩個(gè)半跨的 跨中標(biāo)高至統(tǒng)一高程時(shí)同時(shí)繼續(xù)轉(zhuǎn)體至合龍.合龍后先由施工人員鎖定跨中臨時(shí)連接構(gòu)件,然后按照?qǐng)D紙要求焊接