拱桥转体法施工工艺

拱桥转体法施工工艺

9.1.1工艺概述

转体法施工它具有结构合理、受力明确、工艺简便、施工设备少、节约施工用料、安全可靠、合拢速度快等特点，特别适合于施工场地狭窄，地势陡峭的山谷、宽深河流、施工期水位变化频繁不宜水上作业及跨线的铁路拱桥。转体法施工可采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体。

拱桥采用转体法施工主要是在山谷、河流的两岸或适当位置，利用地形或使用简便的支架先将半桥预制、拼装完成，然后以桥梁本身为转动体，使用一些机具设备，分别将两个半跨拱转动到桥的轴线位置合龙成桥的施工方法。转体系统由半跨钢管拱、交界墩索塔、扣索背索系统、上盘及平衡重；转台、环道、撑脚和基础、拽拉牵引系统等组成。

本工艺重点介绍拱桥转体施工，有关拱肋内混凝土压注施工的内容可参考本章其他工艺。

9.1.2作业内容

转体法施工内容主要是转体部分的施工、牵引转动体系的安装、线型测量及内力的监控、扣背索及预应力筋的张拉、半跨钢管拱转动到位及位置偏差的调整、转盘锁定及合拢段的临时锁定、主管合拢段的安装、拱脚及转盘间混凝土的封填、扣背索及预应力筋的交替拆除、拱座片石混凝土的回填。

9.1.3质量标准及检验方法

《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）

《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）

《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）

《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）

《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》（TB/T 1527-2011）

《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T283:2012）

《高性能混凝土应用技术规程》（CECS 207:2006）

9.1.4工艺流程图

以北盘江大桥为例转体法施工工艺流程图如下：

图9.4.4.1 钢管拱桥转体法施工流程图

9.1.5工艺步骤及质量控制

以北盘江大桥为例就转体法施工工艺步骤及质量控制分述如下：

一、上下转盘、球铰、转台和交界墩施工

1.拱座基坑的开挖，应满足以下要求：

基坑开挖尺寸控制；

基坑平面位置，尺寸应符合设计要求，不得有欠挖，对边坡高度 H＜8m，＋0～＋0.2m；8≤H＜

15 时，＋0～＋0.3；H≥15m，＋0～＋0.5m。基底地质、承载力应与设计资料相符。

基底高程＋50mm\－200mm；

混凝土面光滑平整，棱角平直，基础前后、左右边缘距设计中心线±50mm；基础顶面高程：±30mm。

2.下转盘及下球铰施工，下转盘上设置转动系统的下球铰、内撑脚环形滑道及转体牵引千斤顶反

力支架等是钢管拱桥转体法施工的核心部分，施工前应认真阅读图纸，精心组织施工设计，确保每道

施工工序满足设计要求。

施工质量控制及施工误差如下：

基础施工质量控制：

混凝土面平整光滑，棱角平直，基础前后、左右边缘距设计中心线±50mm；

基础顶面高程：±10mm。

下球铰安装误差：

同一钢球铰下锅顶面任两点高差≯1mm；

球铰中心与设计位置：顺桥向≯3mm；

横桥向≯1.5mm；

两岸钢球铰顶面高差≯3mm；

两岸钢球铰中心距误差≯2mm。

各镶嵌四氟板块顶面应位于同一球面上，其误差≯0.2mm；

下球铰面混凝土灌注前，应埋设测试混凝土应力的元件。

施工内撑脚内环形滑道时，其顶面务必以平钣式混凝土磨光机磨平，顶面任两点高差≯3mm。

3.转台及上盘施工，主要是上球铰、预应力筋及牵引索的施工，包含了转动结构的核心。其质量

控制：

上盘混凝土四周轮廓线距设计中心线+15mm、-5mm，上盘顶高程：±10mm

预应力孔道座标≯3mm

拱肋预埋段钢管座标≯2mm

混凝土表面光滑，不漏浆，无蜂窝麻面，结构棱角分明。

上球铰安装要点：

保持球铰面不变形，保证球铰面光洁度及椭圆度。球面光洁度不小于▽3。

球铰范围内混凝土振捣务必密实。

防止混凝土浆或其它杂物进入球铰摩擦副。

球铰施工质量控制：

球面各处的曲率应相等，其曲率半径之差±2mm；

边缘各点的高程差≯1mm；

椭园度≯1.5mm；

顺桥向±1mm;横桥向±1.5mm。

两岸球铰中心距离误差不大于2mm。

球铰上、下锅形心轴、球铰转动中心轴务必重合。

4.在施工交界墩托盘时预埋扣索、后背索及墩身横桥向预应力筋孔道，待转体完成，拱肋合拢，

上下转盘封盘完，拆除扣索、背索，再进行余下墩帽施工。

交界墩施工质量控制：

交界墩混凝土表面光滑、色泽一致、棱角分明；

交界墩相邻两次混凝土灌注其错台≯2mm。

二、钢管拱肋施工

半跨钢管拱在拱脚以临时铰铸钢支座支承于转体上盘两翼，拱上端以扣索拉锚于交界墩顶部，交

界墩顶部又以背索拉锚于转体上盘后端，交界墩底部与上盘固结；转体上盘座于转台上，以聚四氟乙

烯盆式钢球铰支座支承于基础上，并以六组均布的撑脚辅助支撑于下盘顶面环道上，确保水平转动时

三点支承和转体稳定；水平转动牵引索锚固端则预埋于转台侧面圆周上，张拉端以千斤顶传到预埋于

下盘混凝土基础顶面的钢支撑上。

半跨钢管拱拼装除应满足表 9.4.3 的要求，还应满足如下钢管拱肋组装质量要求：

纵向弯曲：f≤L/1000（f 为钢管弦与管口椭园度）

f/d≤3/1000

管端不平度：f/d≤3/1500,并且f≤0.3mm,(b为两管间距)

管肢组合误差：δ1/b≤(b 为两管间距)

缀件组合误差：δ1/L≤1/1000(L 为缀件长度或缀件在主管上的间距)

拼装时各节段两端口中心坐标误差：≤±1mm,

半跨成型钢管拱轴线误差：≤5mm。

三、钢管拱转体合拢

当交界墩墩身施工完毕、半跨钢管拱拱肋拼装调整完，并经检查合格以及转体前的各项准备工作完成后，即可进行钢管拱的转体工作。钢管拱转体主要分两步进行，即第一步为钢管拱脱架；第二步为钢拱转体及微调。

1.选择无风或微风气候分步骤对称张拉钢管拱拱肋前扣索、交界墩后背索以及上转盘纵向第三批预应力筋使钢管拱脱拱形成转体状态。为保证每根钢绞线受力均匀，前扣索开始时用等值张拉法控制。

2.转体结构重心位置调整。为使转体结构安全稳定、减小颤动，使得转体时平稳最终平衡重量G总平衡重=1.05G理论平衡重，重心略向后移。

3.牵引动力系统经试调完毕后，将由上转盘转台引出的钢绞线与牵引千斤顶连接好。安装微调及控位设备、清理及检查内环滑道与内保险腿间的空隙及平整度情况。

4.拱肋脱架后静置 24 小时，另设保险垛并观测其变化。

5.转体。先用手动转体起动试转，因起动时静摩擦系数太大，需将辅助千斤顶与主作用千斤顶共同牵引启动。待手动试转正常后，即辅助顶退出工作，主顶即可转换“自动”运行。待半跨钢管拱转体快到设计位置时，将牵引系统由“自动”改为“手动”，用手动、点动操作，以精确定位。

6.转体到位后，进行调整和锁定以及合拢段的施工。

7.封拱脚混凝土及钢管拱混凝土泵送施工,拱上结构施工, 桥面系、钢管拱现场喷涂及其它工程。

合拢后必须符合以下精度：

桥轴线相对中误差：≤1/30000；

桥轴线测角中误差：≤±5.0 秒；

拱脚间净跨距相对中误差：≤1/40000；

拱脚间轴线测角中误差：≤±1.5 秒；

拱轴线坐标实测值与理论值（包括预留度）在竖向及横向的允许误差为：

拱顶：≯L／1000，且≯30mm；拱脚：±2mm；

9.1.6施工机械及工艺装备

施工机械应根据钢筋混凝土拱桥主梁悬浇施工的特点、工期要求并结合项目的资源情况进行合理的配备。以北盘江大桥为例。