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石家庄市和平路跨线桥钢箱梁转体施工方案

石家庄市和平路跨线桥钢箱梁转体要点施工

1、建设单位提供的钢箱梁设计施工图纸。

太原市杏花岭区混凝土工程施工方案2、建设单位组织的技术交底会以及现场实地勘察资料。

3、设计资料中规定的技术标准及设计规范，《铁路技术管理规程》，京铁师[2008]435号文。

4、施工单位的施工管理、技术管理、设备装备能力以及技术人员等资源条件，以及多年来积累的经验。

二、工程概况及设计说明

1、和平路位于石家庄市核心区的北侧，为石家庄市北翼东西向的一条主干道。和平路在胜利大街西侧与京广铁路交叉，和平路～京广铁路节点现状为地道，本次设计采用高架方案，保留现有地道。在上跨京广铁路及规划铁路入地段采用两跨连续钢结构箱梁。

2、转体施工方案重点考虑以下四个因素：一是确保铁路的安全，减少对铁路运营的影响，二是要尽量避让北侧石家庄铁路二中的教学楼（该教学楼为3层）；三是要尽量避让铁路石家庄机务段的车间房屋；四是要尽量降低对周边既有建筑物的影响，减少拆迁范围。

3、钢箱梁中间转体段铁路里程为京广线K264+727，跨越机务段分叉线2股，石德下行线，京广上下行线，石太下行线，大厂线共7股线路。

钢箱梁落架，体系转换完成后，悬臂端下挠34cm，箱梁底标高最低的部位距离铁路电气化承力索最小距离1.169m；在转体范围内，箱梁底部影响的回流线、高压线均改移完毕。位于箱梁底部的73#、75#立柱顶距离箱梁底部最小距离为75cm。转体段悬臂端距离77#铁塔最小距离为85cm。（见下表及附图）

4、转体段拼装在铁道桥东侧（大里程方向），沿铁路方向预拼，转体为顺时针转体，转体角度约为86○。西侧边墩桩号为k2+126.187m（p84＃墩），中墩桩号为k2+190.407m（p85＃墩），东侧边墩桩号为k2+254.639m（p86＃墩），跨径布置为64.22+64.232，全长128.452m。

5、两个边墩处钢箱梁留设后拼段，减少梁体转体的长度，减少对周边建筑的影响，不影响北面的铁路二中三层教学楼和南侧承力索塔及机务段车间，在西侧p84＃墩处留设有10.204m（沿道路设计中心线方向长度）长的后拼段，东侧p86＃墩处留设有17.273m（沿道路设计中心线方向长度）长的后拼段，转体段长度为100.975m，其中配重端桥垮长度为46.959m，跨越铁路悬臂端长度为54.016m，悬臂端比配重端长7.057m。

6、转体钢箱梁的荷载汇总

（1）钢箱梁转体总重量1600T

（2）纵向配重180T。

（3）横向配重30T。

（4）钢箱梁转体自重1390T（含防撞护栏、防护屏）

桥梁结构设计为单箱多室钢箱梁，总宽度为25.5m，桥梁位于平曲线内，桥面横坡自单向坡3%变化至双向坡1.5%。

钢箱梁的梁高为变化值，中支点梁高3m，边支点梁高2.5m。梁高自中支点向两侧边支点9.5m范围内直线变化

采用π型双柱式桥墩，两侧立柱布置在原有机动车道两侧的挡墙边，立柱采用2000×2000方柱。

盖梁采用平头盖梁，盖梁中间结合转体施工，布置成直径8.4m混凝土圆盘外形。

三、安全、质量、工期目标

杜绝责任一般事故及以上铁路行车事故；杜绝建设工程安全较大及以上事故；杜绝从业人员死亡事故；杜绝特种设备、道路交通、火灾爆炸等责任事故；杜绝机械设备大事故和重大事故。无职工因公死亡事故，无职工重伤事故。

杜绝建设工程质量重大及以上事故，减少一般质量事故，确保以国家和行业的质量检查评定标准及业主质量管理创优目标的实现。

工程一次验收合格率达到100%。

钢箱梁转体要点施工计划2009年4月15日组织实施。

转体施工涉及到施工、建设、监理、设计、监测、铁路局站段等各部门间的相互配合，是一项复杂的工作，技术难度大，要求高，对施工安全要求更高。所以在施工前成立强有力的组织机构，详见《转体施工组织机构图》。为确保转体顺利实施，共成立11个小组，分工配合，具体如下：

成立以副总工程师朱继涛为组长，技术部长李新征配合，及全体主管工程师组成的技术组。在转体施工前，技术人员深入现场各个关键部位，检查准备工作是否满足工艺要求，并做好检查签证工作。此外，技术组还要提前作好转体应急预案，在转体时负责监督关键工序的执行情况，确保转体顺利进行。

负责转体过程中，辅助支腿、稳定支腿的走行状态的观察，负责角速度、线速度的观察，负责弧形板、千斤顶反力架等辅助设施的状态观察。

由测量工程师蔡杰负责，配合监控单位对整个转体过程进行测量观测，控制辅助索塔垂直度、箱梁悬臂端挠度的变化的观测，转体合拢时的精度控制。

由业主指定的监测组负责编制详细的施工监控方案，并准备必要的仪器设备，负责落架平衡调整时的数据观测。负责试转时箱梁状态的观测，负责正式转体施工过程中索塔垂直度、箱梁悬臂端挠度变化及内力监测与结果分析，并将分析结果报设计院，通过指挥组和技术组向转体作业组下达指令，指导施工。

由项目副经理赵庆勇负责统一指挥调度，配备作业人员约40人，负责转体前工、料、机的准备落实，以及转体施工过程中各项指令的实施。

由公司总工程师任组长，由公司及集团公司有关专家组成的技术专家组，对转体施工给予现场指导，确保转体施工中结构安全。

由安全部部长翁云星负责，在施工过程中对全体施工人员的安全环境进行检查和保证。同时负责在转体过程中每一道工序质检签证工作。在转体前，对整个转体进行全面的检查签证，负责要点施工过程中铁路防护人员的安排，确保转体成功。负责所有参与施工人员的安全培训工作。

由项目副经理王登义负责，对转体施工过程中的支架，支腿及其它临时结构进行观察，发现问题作应急处理。负责转体前清除所有影响转体的支架的拆除。

由副经理桑庆峰负责对转体施工现场内公路、铁路及临时通道所有道口实施封闭管理，只有核发了施工准入证的人员方可允许进入施工现场。

由副经理梁成友负责，物质部长杨斌配合对全体施工人员提供后勤保障，负责转体前各项物资设备的准备。

由副经理魏建平负责。鉴于本工程的特殊性，转体施工时负责与铁路部门及其他相关部门联系协调配合。

本工程施工计划安排如下

（1）4月7日，完成斜拉索的挂设。

（2）4月8日～4月10日完成缆索张拉，支架拆除和体系转换。纵横向平衡调整。

（3）4月12日，试转1m。

（4）4月12日～4月14日，体系平衡调整。

（5）4月15日正式转体，具体施工时间根据铁路部门批准的施工要点计划确定。其中理论连续转体时间约75min。最终到位确认调整15分钟，共计90分钟。详见《转体要点施工进度横道图》。

整个转体施工的劳动力配备围绕转体施工配置，重点确保平转、应急、交通管制、监控测量等环节，按照分组情况进行配置，总共配备劳动力约163人，其中管理人员38人，作业人员125人，详见《转体施工劳动力配备情况表》。

和平路跨线桥转体劳动力配备表

4、施工机具、仪器配备

和平路跨线桥转体施工机具仪器准备情况表

和平路跨线桥转体施工材料准备情况表

五、转体要点主要施工技术方案

（1）稳定支腿处承受荷载约70T，根据滑动摩擦系数考虑0.06，静摩擦系数考虑为0.1，所产生的动摩擦力约为4.2T。静摩擦力为7T，力臂长度为45.07m。

2、辅助支腿处承受最不利250T的荷载，考虑滑动摩擦力系数0.06，此处产生的摩阻力为15T。考虑静摩擦系数为0.1，静摩擦力为25T。力臂长度为3.6m。

3、中心磨盘因是面摩擦，根据公路桥涵施工技术规范转体牵引力公式计算：

其中：f（动）=0.06,f（静）=0.15，G=1504t,R=0.75m，D=3.5m

计算得：T1（静）=32.23T

T1（动）=12.9T

4、穿心千斤顶产生的顶力对中心的力臂为1.75m。

5、根据力矩平衡计算牵引力：

7×45.07=T2（静）×1.75×2

求得T2（静）=90.1t

4.2×45.07=T2（动）×1.75×2

求得T2（动）=54.1t

（2）钢绞线与弧形板产生的摩阻力T3=45T。

25×3.6=T4（静）×1.75×2

求得T4（静）=25.7T。

15×3.6=T4（动）×1.75×2

求得T4（动）=15.43T。

张拉千斤顶的为克服静摩擦力所需的最终张拉力为：

T（静）=T1+T2+T3+T4=193.04T

张拉千斤顶的为克服动摩擦力所需的最终张拉力为：

T（动）=T1’+T2’+T3’+T4’=127.43T

综合考虑，布置对称的连续牵引千斤顶共2个。

穿心千斤顶的功效按80%考虑，所以300T千斤顶能达到240T的张拉力。

为保证千斤顶能克服静摩擦力所达到的安全系数为：

K=240/193.04=1.25

（二）转体的临时结构布置

（1）中心转盘由专业厂家加工制作而成，结合转体施工特殊设计，采用转体转心与永久支座相结合的特殊支座型式，为钢制球形支座，支座吨位3000t；

（2）安装前先在盖梁顶浇筑支座混凝土，并预埋好带螺栓套筒的下垫板。

（3）钢箱梁厂内加工时，安装好带套筒的支座上垫板。

（4）中心转盘与下垫板和上垫板连接采用六角头螺栓连接。

（5）转体前，中心转盘拆除水平锁定装置，并拧松竖向锁定装置。

（6）待转体结束后，拆除水平转动限位装置和竖向锁定装置，使中心转盘变为永久性支座的正常工作状态。

由于本工程中，连续钢箱梁转体施工采用不等跨的施工方案，其中，转体过程中上跨铁路段钢箱梁长度54.016m，另外一跨长46.959m，由于上跨铁路段比另一段长7.057m，存在纵向的倾覆力矩。为平衡此倾覆力矩，并保证结构在转体过程中，抗纵向倾覆的安全系数为1.4，纵向需要配置平衡重。经计算，纵向平衡重重量为180t，拉索左右两侧各一个，每个90T（含水箱自重）。

纵向配重为6×9×1.8m水箱2个，以道路中心向右侧偏心1.8m布置，水箱放置水平，底部垫H型钢找平，并用角钢与钢箱梁焊接限位加固。每个水箱加水及自重共计90T。

由于整个桥梁结构平面线形为圆弧加缓和曲线，故整个结构存在横桥向的扭矩作用，需采取相应的施工措施以避免结构产生横桥向的倾覆。结构在横桥向的扭矩采用转心处横向配重来平衡。横向配重采用30t，结构形式为4×4×2m水箱1个，位于85#墩箱梁顶道路中心右侧7.2m处，水箱放置水平，底部垫H型钢找平，并限位加固，水箱分成4个室，便于在不同的室内加水调整平衡。

横向配重为4×4×2m水箱1个，位于85#墩箱梁顶道路中心右侧7.2m处，水箱放置水平，底部垫H型钢找平，并用角钢与钢箱梁焊接限位加固，水箱分成4个室，便于在不同的室内加水调整平衡。

（3）通过两种方法的综合使用，可平衡结构自身的横向扭矩作用，确保结构转体过程中的横向稳定。

（4）为防止转体过程中水箱内的水产生横向的波动，给转体造成横向的冲力，故在落架，调整体系平衡后，水箱内水平面以上采用加工制作好的盖子加盖固定。

钢箱梁85#墩中心处梁顶焊接设置临时钢箱索塔，高14.5m，辅助塔采用钢箱结构，纵桥向4m，横桥向2m，索塔顶部箱内设张拉槽，千斤顶置于辅助塔内，锚具置于锚垫板后方，张拉力通过耳板销轴传递至箱梁腹板。

钢索采用平行钢丝索，PES冷铸锚，千斤顶采用500T张拉千斤顶，千斤顶设于索塔内部，共两台，张拉时，两台千斤顶联动同时张拉，一台操作台。拉索初拉力悬臂侧为400t，简支侧为405t；

4、稳定支腿和滑道支架

因整个转体体系为不等跨体系，后端配重加载后，产生70T的反力保证前端悬臂端转过铁路上方，所以在纵向配重端箱梁底设滑道支架、滑道、支腿结构，保证箱梁在滑道上滑动转体。

支架采用八三墩及扩大基础布置方式，共计布置15个支架。

滑道形式为700H型钢2片焊接成箱体，箱体上铺不锈钢板，不锈钢板上涂硅脂润滑剂满足滑动面。

支腿为钢板焊接成的箱体，并与钢箱梁焊接，支腿底部镶四氟板。四氟板在不锈钢板上滑动转体。

转体前，滑道要打磨光滑，擦拭干净，不能有灰尘。硅脂润滑剂的涂抹时间以要点时间来控制，不能提前涂抹，否则润滑剂长时间暴露在空气中，表面积累灰尘造成摩阻系数增加。试转前按照试转的距离涂抹润滑剂。正式转体前30分钟，滑道擦拭干净，涂抹硅脂润滑剂。

钢箱梁转动的动力依靠两台对称布置联动的300T连续张拉千斤顶张拉钢绞线施加。

连续张拉顶为特殊加工，设置了位移传感器、压力传感器、锚具状态传感器，自动化控制，保证转体时两台千斤顶位移、压力均同步进行。

操作千斤顶由生产厂家派有转体经验的技术人员亲自操作，并在指挥长的命令下完成转体操作。

盖梁顶转盘上，在距中心3.6m的半径上设环形滑道，滑道采用钢板铺设，滑道顶与钢箱梁底之间设辅助支腿，共计4个，位置位于3.6M处腹板和横隔板交叉处，并与钢箱梁底焊接。

辅助支腿采用400×400H型钢加工而成，并增加两道腹板焊接成箱形，底部焊接400*400钢板，钢板底部焊接成槽状，内镶橡胶缓冲支座和聚四氟乙烯滑板，并与底部钢板滑道脱空5mm，保证转体时辅助之腿不承载，在出现横向倾斜时，由监控单位和设计院现场确定调整方案及时调整。

钢箱梁转体施力时，为克服静摩擦力和动摩擦力之间的拉力差，在稳定支腿滑道上设助推千斤顶，反力架设滑道上，在翼缘板帮条焊钢板作为反力支撑，横放加工成型的反力架作为后背梁，卧放2台50t手动千斤顶，顶推辅助支腿转体。

为防止转体到位时，在拉力作用下钢箱梁超转，提前在箱梁到位位置放置限位架。限位架同助推反力架相同，反方向放置，在限位架前安放橡胶垫块作为缓冲装置。

箱梁到位精定位完成后广东省水利水电建筑工程概算定额（2017）.pdf，要对箱梁进行固定。防止钢箱梁在外力作用下位置发生变化。

方式一、配重端采用助推反力架和限位架对稳定支腿进行加固，防止箱梁在外力下继续转动。

方式二、85#墩顶，利用辅助支腿的脱空高度，在辅助支腿下前后加塞楔形块固定。

方式三、悬臂端，在进行顶升前，梁底进行临时抄垫。

（三）落架前配重的加载方法及称重结构

1、作为配重水箱花园绿化工程施工组织设计方案，为防止在转体过程中水箱焊缝破裂，水箱内水流失，造成倾覆。故采用固体配重的方式。

2、因在纵向配重施加时，会对支架产生较大的荷载，为减轻对稳定支腿滑道的影响，减小支架变形，所以拉索张拉和配重施加同步进行，即先将索力张拉至200T，然后加载至90T，再将索力增至300T，然后加载至135T，将索力调整至400T，加载至180T。