[發明專利]一種橋梁下轉法轉體承重系統的施工工藝

在審

• 申請號: 202010573230.2
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111676825A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 張興春;周衛霞;許愛軍;楊玉林;王權;于洋
• 申請（專利權）人: 中鐵十九局集團第一工程有限公司;中鐵十九局集團有限公司
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;E01D21/08
• 代理公司: 北京市東方至睿知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11485
• 代理人: 史惠莉

1.一種橋梁下轉法轉體承重系統的施工工藝，其特征是：

一，承臺基底清理，測量放樣；

將承臺范圍內的基底清理干凈，澆注混凝土墊層，在墊層上測放出承臺中心及邊線；

二，綁扎下承臺鋼筋、牽引反力座鋼筋；

按照要求進行鋼筋安裝，豎向鋼筋全部安裝，水平向鋼筋及分布鋼筋僅安裝第一次澆注混凝土部分的鋼筋，同時安裝牽引反力座鋼筋；

三，安裝下承臺模板及牽引反力座模板；

模板采用竹膠模板，牽引反力座模板與下承臺模板一并安裝，并固定、支撐牢固；

四，第一次澆注下承臺混凝土；

第一次澆注混凝土層高為1.4m，牽引反力座也同時澆注，待混凝土達到設計強度后，將混凝土表面鑿毛處理；

五，測量、標識球鉸安裝基準；

在滑道支架及下球鉸支架安裝前，由測量人員測放出轉體球鉸的標準安裝位置，并作出標識；轉體球鉸的安裝標高以下承臺混凝土頂面為計算基準，下球鉸上緣比下承臺混凝土頂面高2cm，在下球鉸上緣以下2cm沿圓周標識出測量面；

安裝下球鉸時，標準標高為：下球鉸測量面與下承臺混凝土頂面平齊，控制精度為：±0.5mm；可通過調節球鉸支架與下球鉸之間的聯接螺栓及螺母實現；標高調整時，可用精度高于0.02mm的電子水準儀進行多點測量，反復調節，直至符合精度要求；

滑道鋼板頂面比下承臺混凝土頂面高10mm；

六，安裝、調整、固定滑道支架及下球鉸支架；

在下承臺上安裝滑道支架和下球鉸支架，滑道支架高度為850mm，安裝后滑道支架頂面低于下承臺混凝土面75mm，安裝精度±5mm；下球鉸支架高度為850mm，安裝后下球鉸支架頂面低于下承臺混凝土面328.1mm，安裝精度±5mm；

滑道支架拼裝方法：第一次澆注承臺混凝土時預埋萬能鋼管作為滑道支架拼裝安裝平臺，平臺直徑參考滑道支架安裝直徑，可比滑道支架尺寸大50～80mm，拼裝成整圓狀，滑道支架的橫向鋼管頂面標高采用水準儀進行標高控制，利用拼裝平臺進行滑道支架拼裝；

滑道支架標高調整時，可用水準儀進行多點測量，反復調節，直至符合精度要求；

在吊車配合下拼裝滑道支架，拼裝后核對尺寸，外圈直徑為:φ8950±5mm，內圈直徑為：φ7050±5mm；

在球鉸安裝中心處設一固定點，用卷尺測量，將滑道支架在水平方向上粗定位；再將滑道支架抬起，墊入適當高度的墊塊，分點反復測量滑道支架頂面標高，增減墊塊，使滑道支架頂面標高達到標準范圍，低于下承臺混凝土頂面標準標高75±5mm；復核滑道支架水平面位置，調整好滑道支架水平位置后，再次多點復核滑道支架標高位置；直至達到水平位置、精度標高位置都達到精度要求后，通過焊接、綁扎將滑道支架與基坑鋼筋固定；

安裝、調整、固定下球鉸支架，方法同安裝滑道支架一樣；下球鉸支架水平向為正方形，在安裝時支架四條邊在水平向上無具體朝向要求，可根據現場具體條件定；下球鉸支架頂面標高低于下承臺混凝土頂面標準標高，誤差±5mm；

七，安裝、校準、固定滑道板；

滑道板預先分塊編號，對應的滑道板支架上也有一一對應的編號，然后根據滑道板編號，確定每塊滑道板的安裝位置，在吊車配合下安裝滑道板；在滑道板與滑道板支架上對應位置設置有螺栓孔，安裝對位后，用螺栓將滑道板與滑道板支架連接固定；滑道板安裝后組成圓環形滑道；

安裝滑道板時，標高控制要求為：滑道板頂面比下承臺混凝土頂面高10mm，控制精度為±0.5mm；可通過調節滑道板與滑道支架之間的聯接螺栓及螺母實現調整標高；標高調整時，可用精度高于0.02mm的電子水準儀進行多點測量，反復調節，直至符合精度要求；

滑道板全部鋪設完后，要對整個滑道再復核一遍；利用電子水準儀和水平尺對滑道板逐件校準、調平，合格后在滑道板頂面焊接3mm厚不銹鋼板；

八，安裝、校準、固定下球鉸；

首先確認下球鉸安裝位置，將阻礙安裝的鋼筋調整位置，清理出足夠的安裝空間；下球鉸重約3.3t，應輕落輕放；

①安裝標準：

球鉸安裝精度控制的核心在于下球鉸安裝精度，設計要求球鉸邊緣各點標高安裝精度控制在±0.5mm內，下球鉸邊緣測量面與下承臺混凝土頂面平齊；

②下球鉸支架加強：

下球鉸吊裝就位前，首先對下球鉸支架上對應下球鉸的8個支撐點進行局部加強，防止下球鉸重量全部集中在球鉸支架上后引起骨架支點位置局部變形；在球鉸支架完全定位牢固后，將提前加工好的型鋼支撐在對應位置并焊接牢固；

③下球鉸就位：

吊裝下球鉸前，先在球冠平面上將兩根通過冠圓心且相交于冠圓心的軟線固定在球冠平面上，用作定位測量時的安裝基準點；

吊裝時，按照標識線將下球鉸與球鉸支架的軸線位置一一對應，在接近球鉸支架頂面位置時，轉動下球鉸，使球鉸固定孔與支架固定孔一一對齊；緩慢松吊繩，使下球鉸就位；現場測量下球鉸中心位置無誤后，安裝下球鉸與球鉸支架之間的標高調節螺栓；

④下球鉸盤面標高精調：

下球鉸頂面標高采用現場測量、現場調整的方法進行；采用精度達0.01mm的數字水準儀和配套塔尺進行標高測量，通過4臺3t油壓千斤頂進行標高調整；

⑤測量點位布置：

為保證下球鉸安裝精度高差滿足設計要求，沿下球鉸面圓周方向等間距布置16個觀測點，這16個觀測點分別為8個測量控制點和8個測量標高復核點，測量控制點和測量標高復核點間隔設置；即圖4中A點～H點為測量控制點，其位置與骨架上的調節螺栓一一對應，A′點～H′點為測量標高復核點，控制點與復核點分別用不同顏色的油漆做好標識；

⑥精調并固定：

將控制點標高逐一測量后，利用油壓千斤頂同步調整盤面標高，旋緊下球鉸支架與下球鉸之間的聯接螺栓的螺母，松頂后再次測量，相對高差在1mm范圍內時，利用螺母緊固扳手進行微調，微調按照逐點測量、逐點調整的原則進行；由于調節螺栓為1mm/絲的細牙螺栓，所以每次調整高度確定為0.5mm，A點～H點相對高差滿足要求后，對 A′點～H′點標高進行復核，同步對中心銷軸套管的豎直度進行復核，全部滿足要求后旋緊緊固螺母完成精調并固定；

九，安裝下承臺上半部1.6m范圍內鋼筋、安裝助推反力座鋼筋；

安裝下承臺1.6m范圍內鋼筋，同時安裝助推反力座鋼筋；鋼筋安裝時一定要注意不要碰撞已安裝好的球鉸及滑道；

十，第二次澆注下承臺混凝土；

下球鉸及滑道安裝完成后，安裝相應的鋼筋和預埋件，進行下轉盤混凝土的二次澆注；為防止后期施工過程中水或雜物進入上下球鉸之間的空隙，施工時下轉盤混凝土頂面比下球鉸頂面低2cm；混凝土澆注時尤其要注意盤下混凝土的澆注質量，球鉸作為轉體過程中主要的承重結構，其盤下混凝土的澆注質量直接影響到轉體過程的安全及轉體工況下各部位應力的分布，因此盤下混凝土必須采用最合理的澆注工藝來保證澆注密實；

混凝土的澆注關鍵在于混凝土的密實度、澆注過程中下轉盤球鉸應不受擾動、混凝土的收縮不至于對轉盤產生影響；混凝土澆注前先將下球鉸球面上預裝的8件振搗孔蓋板更換為震搗孔保護套，每個排氣孔安裝上梁端回漿連接管；并用塑料布將其余滑塊安裝孔遮擋好；

利用下轉盤球鉸上設置的混凝土澆注及排氣孔分塊單獨澆注各肋板區，混凝土的澆注順序由中心向四周進行；

在混凝土澆注前搭設工作平臺；人員在工作平臺上作業，避免操作過程對其產生擾動；

嚴格控制混凝土澆注，加強混凝土的養護；混凝土凝固后采用中間敲擊邊緣觀察的方法進行檢查，對混凝土收縮產生的間隙用鉆孔壓漿的方法進行處理；

十一，安裝千斤頂助推反力座模板；

千斤頂助推反力座為內、外兩圈，每圈各8個，高度為70cm，寬度為50cm，在外圈8個助推反力座上分別設置8個橋梁轉體前的臨時支承座，臨時支承座頂面與上承臺底面一平；為了簡化施工，將外圈8個臨時支承座與助推反力座采用相同的平面尺寸，采用竹膠板模板，一次性支模到臨時支承座頂；

十二，澆注千斤頂助推反力座混凝土；

臨時支承座為橋梁轉體、落架之前的主要承重件，在橋梁落架之前與球鉸、撐腳一起承受上部結構的全部重力，其頂面與上承臺底面密貼，要嚴格控制其頂面標高；為便于落架時拆除臨時支承座，澆注臨時支承座時，在助推反力座和臨時支承座之間墊入一層分隔膜；澆注上承臺時，在上承臺和臨時支承座之間也墊入一層分隔膜；

十三，下球鉸盤面清理及定位軸安裝；

下球鉸盤面清理：

下球鉸盤下混凝土澆注完成后，對下球鉸表面進行清理，盤面采用磨光機進行打磨，鑲嵌高分子復合滑塊的槽孔用磨光機配合磨光球打磨，以打磨到新鮮板面為標準，表面灰塵及雜物用吸塵器清理干凈；

定位軸安裝：

定位軸套內水及其它雜物必須清理干凈并用空壓機吹干；

首先潤滑油脂填充入下球鉸中心套管中，確保填充足夠多的潤滑脂后將定位軸吊裝就位，人工試轉并將定位軸與球鉸中心軸重合，且鋼管中心軸與球面截面圓平面保證垂直，傾斜度不大于1%；

十四，上下球鉸之間潤滑油脂填充；

為減小轉體過程中上下球鉸之間摩擦阻力并防止雜物進入上下轉動摩擦面，球鉸上下球面之間采用潤滑油脂進行填充；潤滑油脂采用3#通用鋰基潤滑脂；人工將潤滑脂均勻涂抹在滑塊之間的間隙及滑塊頂面，涂抹厚度以高出球面10mm為準，確保能夠填滿上下球鉸之間的間隙；整個安裝過程要保持球面清潔，不得將雜物帶至球面上；

十五，安裝上球鉸及試轉；

潤滑油脂填充完成后，及時將表面清理干凈的轉體上球鉸吊裝就位，吊裝過程中人工配合上球鉸定位，確保上球鉸中心對準定位軸后緩慢、輕落至下球鉸上，就位后使之水平并與下球鉸外圈間隙一致；

采用人工加加力桿的方式對上球鉸進行試轉，一方面靠上球鉸的自重將其與滑塊頂面充分密貼，另一方面確認上球鉸相對下球鉸轉動時不受其他物料阻礙，并為正式轉體施工提供經驗；

十六，封閉上下球鉸間縫隙；

試轉完成后，用槽鋼夾牢固定上下球鉸；人工去除被擠出的潤滑油脂，用工程發泡劑和玻璃膠對上下球鉸間的縫隙進行密封，用土工布、寬膠帶包裹上，外面用水泥漿密封，避免后續施工過程中雜物進入；

十七，撐腳安裝、校準，臨時支撐安裝；

首先清理滑道頂面，將撐腳安裝位置在滑道上標識好；1#、4#撐腳的連線與橋墩轉體前縱向中心軸重合，6個撐腳均布在直徑8m的滑道中心圓上；先將1#、4#撐腳位置放樣，然后按照偏轉60度的方法找出其他撐腳中點；對應撐腳位置處，每個撐腳的四角都設置20mm厚的撐腳鋼墊塊；

撐腳與滑道板之間填充石英砂，石英砂宜選擇粒徑1.2～1.8mm的粗砂和粒徑0.5～1.2mm的細砂按照6:4的比例進行摻合；石英砂填充可適當超出撐腳安裝范圍，填充后對其壓實整平，石英砂頂面可比撐腳鋼墊塊略高，控制在1mm以內；

按照設計位置吊裝撐腳，并對其平面位置進行復核，復核無誤后利用四件撐腳鎖定墊塊對撐腳進行臨時固定；

十八，安裝上承臺、轉臺底模和側模；

上承臺支架選用鋼管腳手架搭設，底模和側模采用竹膠模板，模板接縫確保嚴密，撐腳與底模接縫處涂抹玻璃膠；為保證卸架時撐腳與滑道不被擠壓緊密，轉體前用砂箱作為臨時支撐，支撐在上承臺與滑道板間；每兩個撐腳之間設2個φ500x15mm的砂箱，共設12個，砂箱內裝石英砂，石英砂水洗干凈并烘干后方可使用，砂箱使用前先用300KN荷載進行預壓處理；

十九，安裝上承臺鋼筋，安裝、錨固轉體牽引束；

按要求綁扎上承臺鋼筋，上轉盤底層鋼筋可與撐腳焊接牢固，之后進行轉體牽引束的安裝和錨固；

牽引束采用預應力混凝土用鋼絞線，公稱直徑φ15.2mm，抗拉強度標準值fpk=1860MPa，彈性模量E=1.95×105MPa；每個轉臺有兩束牽引束，每束12根鋼絞線，單根鋼絞線下料長度不小于39m；牽引束埋入上轉盤部分預埋段長5m，端頭采用固定端PT型錨具錨固；錨固點用鋼筋架立，距下承臺頂面115cm；牽引束應圓順地穿出上轉盤，以方便后續牽引束在上轉盤的盤繞；

牽引束穿出上轉盤部分為牽引束外露段，在施工現場擱置時間較；在安裝錨固并穿出上轉盤外圈模板后，即對牽引束外露段進行防銹處理，用約1m寬長條形的彩條塑料布沿鋼絞線引出方向平鋪在地上，鋼絞線成束放置于彩條布上，對鋼絞線噴淋防銹油并用毛刷涂抹均勻，然后用彩條布、透明膠、小鐵絲等將鋼絞線包扎好；包扎、防護好的鋼絞線暫時擱置在不妨礙后續施工的地方，待上承臺澆筑、拆模后再將鋼絞線盤繞在轉臺上，利用預埋的鋼絞線固定鋼筋固定好；

二十，上承臺混凝土澆注；

上承臺澆注前，注意在轉臺外圓周低于牽引束中心線5cm處，預埋用于固定牽引束盤繞段的鋼筋；上承臺澆注時，注意先灌注撐腳內C50微膨脹混凝土；灌注撐腳時，汽車泵泵管距離混凝土頂面距離不宜大于50cm，以減小混凝土澆筑時的沖擊；

上承臺澆注后，混凝土達到設計要求后拆模，將底面及側面鑿毛，將包扎防護好的牽引束外露段盤繞在上轉盤轉臺上并綁扎固定；

至此，轉體球鉸的安裝階段的工作完成，進入橋墩、梁體施工，待梁體施工完成后再進入轉體施工階段。