京哈鐵路、泃河分離式立交-主橋轉(zhuǎn)體施工組織

1、中鐵十一局集團有限公司 密涿高速公路廊坊北三縣（三河）段跨京哈鐵路分離式立交轉(zhuǎn)體施工組織方案河北省密涿高速公路廊坊至北三縣段Q1標(biāo)京哈鐵路、泃河分離式立交 轉(zhuǎn)體組織設(shè)計方案 編制： 審核： 中鐵十一局集團第三工程有限公司密涿高速公路廊坊段Q1合同項目經(jīng)理部二O一五年六月目 錄一、工程概況1二、轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的組成與布置31 牽引索32 牽引反力座33 轉(zhuǎn)體牽引體系44 助推系統(tǒng)55 微調(diào)系統(tǒng)5三、牽引系統(tǒng)性能特點6牽引系統(tǒng)設(shè)備組成6主要設(shè)備性能參數(shù)7四、轉(zhuǎn)體牽引力、安全系數(shù)、轉(zhuǎn)體時間及同步性81 轉(zhuǎn)體牽引力、安全系數(shù)計算82 鋼絞線安全系數(shù)計算83 轉(zhuǎn)體時間計算94 兩點等力同步轉(zhuǎn)體的保障9五、轉(zhuǎn)體

2、施工步驟91 施工準(zhǔn)備92 檢測滑道水平情況、試轉(zhuǎn)稱重、配重與轉(zhuǎn)盤的檢查觀測103正式轉(zhuǎn)體10六、轉(zhuǎn)體設(shè)備使用111 安裝112 通電試機112.1手動操作122.2自動操作123實際工作12七、施工人員組成12八、質(zhì)量保證措施13九、安全保障措施14 中鐵十一局集團有限公司 密涿高速公路廊坊北三縣（三河）段跨京哈鐵路分離式立交轉(zhuǎn)體施工組織方案 一、工程概況密涿高速公路起點為北京市密云，終點為河北省涿州，經(jīng)過平谷、三河、香河、廊坊、固安。因為呈“C”形包圍北京城區(qū)，所以也被稱為北京七環(huán)路。該項目建成后，將自北向南連接京平、密涿支線、京沈、京津、京滬、京臺、大廣、京珠、京昆9條高速公路。密涿高速

3、公路廊坊至北三縣（三河）段工程起自三河市掘山頭村西的京冀界處，線路經(jīng)三河市東、大廠縣東、大廠縣南、香河縣西進入北京，于大興區(qū)采育北大同營西再次進入廊坊，經(jīng)廣陽區(qū)西，自北向南與現(xiàn)有廊涿高速公路相接，路線長88.7km，河北段50.03km。全線采用雙向六車道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。設(shè)計時速120km/h，路基寬度34.5m。該項目是河北省高速公路網(wǎng)布局規(guī)劃中“線3”的重要組成部分，同時也是北京市大外環(huán)的重要組成。該項目自北向南連接京平、京沈二線、京沈、京津、京滬、京臺、大廣等9條高速公路。該項目的建設(shè)對于完善河北省路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，緩解北京市交通壓力作用重大，對于溝通廊坊市區(qū)與北三縣，加快構(gòu)筑廊坊市“兩帶一軸一中心”

4、的空間格局意義重大。線路在公路里程K11+312.189處與京哈鐵路相交，交角76.2。京哈鐵路下行線里程為60+636.5。橋位處現(xiàn)狀有兩股鐵路，自北向南依次為京哈下行線和京哈上行線，軌面高程為18.805m，線間距14.39m。該處京哈鐵路為曲線上下行雙線電氣化鐵路，曲線半徑為R=2800m，路基結(jié)構(gòu)為土質(zhì)路堤，鐵路兩側(cè)有電氣化立柱。地下有電纜、光纜等設(shè)備。本橋位于直線段，橋面全寬34.5m，主橋橋跨布置為68+68m預(yù)應(yīng)力混凝土形剛構(gòu)。引橋為34m、340m的裝配式箱梁結(jié)構(gòu)，單幅橋橋面寬度為16.75m。橋梁立面的道路縱坡為0.883%和2.3507%，豎曲線半徑為20000m，變坡點里

5、程為K11+360.0，主橋全部位于豎曲線段。考慮到工程施工對既有鐵路運營的影響，主橋采用雙幅68+68m預(yù)應(yīng)力混凝土形剛構(gòu)，雙幅同時轉(zhuǎn)體施工，其中左幅橋在鐵跌的南側(cè)預(yù)制，右幅橋在鐵路的北側(cè)預(yù)制，轉(zhuǎn)體長度均為68+68m。兩幅橋同步逆時針轉(zhuǎn)體75.4就位。單幅轉(zhuǎn)體重量約為86000kN。轉(zhuǎn)臺直徑為7.1m，球鉸平面半徑為1.5m。圖1密涿高速公路跨京哈鐵路分離式立交橋橋位布置圖二、轉(zhuǎn)體系統(tǒng)的組成與布置轉(zhuǎn)體橋施工的關(guān)鍵：兩套智能連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂?shù)攘?、連續(xù)平穩(wěn)施加平衡力，依球鉸中軸為圓心轉(zhuǎn)動至設(shè)計位置。施工過程中實時測量被轉(zhuǎn)橋梁的位置并實時反饋給轉(zhuǎn)體指揮人員，指揮人員依據(jù)測量結(jié)果精準(zhǔn)指揮轉(zhuǎn)動橋梁至合

6、龍。本橋轉(zhuǎn)體系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)體下盤、球鉸、上轉(zhuǎn)盤、牽引索、牽引反力座、轉(zhuǎn)體牽引體系、助推系統(tǒng)及微調(diào)系統(tǒng)等組成。1 牽引索每個轉(zhuǎn)體上轉(zhuǎn)盤埋設(shè)兩束牽引索，每束由15根1860MPa級的15.2mm鋼絞線組成。預(yù)埋的牽引索經(jīng)清潔鋼絞線表面的銹跡、油污后，逐根順次沿著既定索道排列纏繞后，穿過ZLD200型轉(zhuǎn)體千斤頂。先逐根對鋼絞線預(yù)緊，再用牽引千斤頂整體預(yù)緊，使同一束牽引索各根鋼絞線的夾持力基本一致。牽引索的另一端分別左、右旋360以上至預(yù)埋的錨固點，錨固點錨具應(yīng)當(dāng)是專用錨具，且具有防松、不回縮的夾持錨固功能。需先期在上轉(zhuǎn)盤灌注時預(yù)埋入上轉(zhuǎn)盤砼體內(nèi)，伸出上轉(zhuǎn)盤處宜與轉(zhuǎn)盤相切。牽引索預(yù)留的長度要足夠并考慮4

7、m的工作長度。牽引索安裝完到使用期間應(yīng)注意保護，特別注意防止電焊損傷或電流通過，另外要注意防潮、防淋，避免銹蝕。2 牽引反力座牽引反力座采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，反力座預(yù)埋鋼筋深入下部承臺內(nèi)，反力座混凝土與下轉(zhuǎn)盤混凝土同時澆筑，牽引反力座槽口位置及高度準(zhǔn)確定位，與牽引索方向一致，如圖2。轉(zhuǎn)體的左右幅分別單獨成為一套牽引體系。圖2 轉(zhuǎn)體反力座及助推系統(tǒng)平面布置圖3 轉(zhuǎn)體牽引體系本工程轉(zhuǎn)體牽引體系由2臺ZLDK主控臺、4臺ZLDB液壓泵站和4臺ZLD200型智能連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂通過高壓油管和電纜線連接組成2套轉(zhuǎn)體動力系統(tǒng)。每臺智能連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂公稱牽引力2000kN，由前后兩臺千斤頂串聯(lián)組成，每臺千斤頂前

8、端均配有夾持裝置。本系統(tǒng)兼具自動和手動功能，手動控制主要用于各千斤頂?shù)奈恢谜{(diào)試和距離運動，自動控制作為主要功能用于正常工程過程。ZLD200智能連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂分別水平、平行、對稱的布置于轉(zhuǎn)盤兩側(cè)的反力墩上，千斤頂?shù)闹行木€必須與上轉(zhuǎn)盤鋼絞線相切引出的軸向同軸，兩臺千斤頂?shù)缴限D(zhuǎn)盤的距離相等。每臺千斤頂用四顆高強螺栓固定于反力架上，反力架可根據(jù)現(xiàn)場情況通過焊接或高強螺栓與牽引反力座固定，牽引反力座與反力架必須能承受2000kN荷載，應(yīng)做反力實驗合格。主控臺應(yīng)放置于視線開闊、能清楚觀察現(xiàn)場整體情況的位置。各設(shè)備的安裝位置如圖3。圖3轉(zhuǎn)體牽引設(shè)備安裝示意圖4 助推系統(tǒng)助推系統(tǒng)主要作用是提供一個克服靜、動

9、摩阻力矩差的力偶，也作為牽引系統(tǒng)不正常工作時的應(yīng)急手段。助推系統(tǒng)平面布置圖詳見圖2。我公司生產(chǎn)的ZLD200智能連續(xù)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)，每臺頂配置15根鋼絞線，滿載時，正常運行可轉(zhuǎn)體2000kN，兩點合計總轉(zhuǎn)體力為4000kN。只要受力點及牽引反力座能承受此力，可不考慮助推系統(tǒng)。5 微調(diào)系統(tǒng)在轉(zhuǎn)體過程中，86000kN轉(zhuǎn)體重量只有球鉸一點支承。轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)中心高度較高，上部轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)受外界條件或施工影響，易出現(xiàn)傾斜，在轉(zhuǎn)體過程中及轉(zhuǎn)體就位后，對轉(zhuǎn)體的懸臂端高程及軸線要進行微小調(diào)整。若轉(zhuǎn)體過程中發(fā)生偏位超標(biāo)時，用微調(diào)系統(tǒng)時行調(diào)整，以使轉(zhuǎn)體繼續(xù)。在轉(zhuǎn)體完成后，利用微調(diào)系統(tǒng)將個轉(zhuǎn)體的技術(shù)參數(shù)調(diào)整到允許范圍內(nèi)。三、牽

10、引系統(tǒng)性能特點本工程轉(zhuǎn)體施工設(shè)備采用柳州泰姆預(yù)應(yīng)力機械有限公司生產(chǎn)的ZLD200智能連續(xù)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)。該系統(tǒng)由主控臺、液壓泵站、連續(xù)千斤頂?shù)冉M成。液壓泵站采用變頻調(diào)速控制流量技術(shù)，可實現(xiàn)無級調(diào)速。連續(xù)千斤頂采用拉繩位移傳感器做伸長位移采集，精度0.02mm，與泵站油泵變頻器組成閉環(huán)控制，達到精準(zhǔn)同步，實現(xiàn)壓力、位移同步雙重控制。該系統(tǒng)同步性好，工作過程中始終保持前后頂均衡無縫交替受力，有效控制轉(zhuǎn)體過程平穩(wěn)，無沖擊顫動。千斤頂、液壓泵站實現(xiàn)變頻閉環(huán)無級調(diào)速，輕松實現(xiàn)在即將轉(zhuǎn)體到接近目標(biāo)時的低速微動就位。采用多泵頭并聯(lián)輸出流量的安全冗余模式，僅剩一個泵頭工作時還能保證系統(tǒng)運行。牽引系統(tǒng)設(shè)備組成牽引系統(tǒng)

11、設(shè)備組成詳見表1。表1 牽引系統(tǒng)設(shè)備組成表序號型號規(guī)格單位數(shù)量備注1ZLDK主控臺臺2配遠程無線監(jiān)控筆記本電腦2ZLDB液壓泵站臺4供油系統(tǒng)3ZLD200連續(xù)千斤頂臺4動力系統(tǒng)4YDC135Q千斤頂臺2預(yù)緊牽引索5YD200-150千斤頂臺4助推及微調(diào)用6ZB4-500液壓油泵臺4預(yù)緊、助推供油設(shè)備主要設(shè)備性能參數(shù) 主要設(shè)備性能參數(shù)詳見表2表4。表2 ZLDK主控臺參數(shù)額定電壓AC380V50Hz額定功率0.5KW控制千斤頂數(shù)量(臺)4控制泵站數(shù)量(臺)4外型尺寸（mm）1200800700重量（kg）40表3 ZLDB液壓泵站參數(shù)額定電壓、額定功率AC380V 30kw額定壓力（MPa）31

12、.5電機功率（kw）7.52油箱容量（L）320額定轉(zhuǎn)速（r/min）1400泵站外型尺寸（mm）9509101170流量（L/min）102泵站重量（kg）480表4 ZLD200連續(xù)千斤頂參數(shù)序號項 目單位性能指標(biāo)序號項 目單位性能指標(biāo)1公稱張拉力kN19785穿心孔徑mm1752公稱油壓MPa266外形尺寸mm43017383張拉活塞面積m27.6110-27質(zhì) 量kg9834回程活塞面積m23.68310-28單缸行程mm200四、轉(zhuǎn)體牽引力、安全系數(shù)、轉(zhuǎn)體時間及同步性1 轉(zhuǎn)體牽引力、安全系數(shù)計算轉(zhuǎn)體總重量G約為86000kN轉(zhuǎn)體牽引力計算：T=2fGR/3DR為球鉸平面半徑，R=1.

13、5mD為轉(zhuǎn)臺直徑，D=7.1mf為球鉸摩擦系數(shù)，f靜=0.1，f動=0.06計算結(jié)果：啟動時所需最大牽引力：T=2 f靜GR/3D=1211.3kN轉(zhuǎn)動過程中所需牽引力： T=2 f動GR/3D =726.8kN動力儲備系數(shù)：K=20000.85/1211.3=1.40考慮助推系統(tǒng)動力儲備系數(shù)：K=20000.85/726.8=2.34滿足要求2 鋼絞線安全系數(shù)計算1860MPa級15.2mm鋼絞線的標(biāo)準(zhǔn)破斷力為260kN。鋼絞線的極限承載為：15260 =3900kN牽引索鋼絞線的安全系數(shù)：K=39000.75 /1211.3=2.41考慮助推系統(tǒng)牽引索鋼絞線的安全系數(shù)：K=39000.75

14、 /726.8=4.02 滿足要求3 轉(zhuǎn)體時間計算理論上由于泵頭的實際流量可根據(jù)要求從0到20L/min進行選擇，所以轉(zhuǎn)體的速度可根據(jù)設(shè)計要求而設(shè)定在規(guī)定的時間范圍內(nèi)實現(xiàn)施工要求。根據(jù)轉(zhuǎn)體角度75.4及上轉(zhuǎn)盤直徑7.1m。轉(zhuǎn)動上轉(zhuǎn)盤75.4對應(yīng)弧長=D75.4360=3.141597.175.43604.67m。計算出鋼絞線牽引長度L= 4.67m+L受力伸長值。L受力伸長值不大，對轉(zhuǎn)體時間影響可忽略不計。建議轉(zhuǎn)體工作速度按4.5m/h。則完成75.4轉(zhuǎn)體所需時間t=4.67 /4.5 =1.04 h62min。4 兩點等力同步轉(zhuǎn)體的保障兩點因摩擦力等因數(shù)影響，如無技術(shù)措施解決兩點不等力轉(zhuǎn)體，

15、對關(guān)鍵的轉(zhuǎn)體安全施工將無法保障。牽引兩點鋼絞線位移同步控制在轉(zhuǎn)體施工中的重要性，應(yīng)當(dāng)絕對讓位于牽引兩點等力同步轉(zhuǎn)體控制之后。在每個轉(zhuǎn)盤分別獨立的液壓系統(tǒng)，采用計算機程序控制，實時比對，用電腦程序準(zhǔn)確控制至設(shè)定的壓力差范圍內(nèi)，實時比例控制每個轉(zhuǎn)盤分別獨立的液壓系統(tǒng)電磁閥平衡工作。五、轉(zhuǎn)體施工步驟1 施工準(zhǔn)備仔細檢查關(guān)鍵受力部位是否產(chǎn)生裂紋。檢查牽引鋼絞線束是否與轉(zhuǎn)盤切線水平同軸布置。 不穿鋼絞線整機試運行至設(shè)備正常合格為止，穿鋼絞線，單根預(yù)緊至15根等力為5kN，整機試運行至100kN，持荷能保壓，即視設(shè)備完好。2 檢測滑道水平情況、試轉(zhuǎn)稱重、配重與轉(zhuǎn)盤的檢查觀測 清理滑道與撐腳間雜物，檢測滑道

16、基礎(chǔ)是否沉降變化，在確定滑道水平后，才能進行下一步稱重。 用智能液壓ZLD自動連續(xù)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)稱重，也是試轉(zhuǎn)的一部分。應(yīng)用電腦程序設(shè)置為盡量低速轉(zhuǎn)動，稱出轉(zhuǎn)體橋不平衡轉(zhuǎn)矩，仔細用燈光照射各支墩與滑道的縫隙，有縫隙的支墩方向視情況添加配重塊，多次反復(fù)至配重塊平衡為止。 在進行上述工作中實時檢測關(guān)鍵受力部位如球鉸、上下轉(zhuǎn)盤、滑道是否產(chǎn)生裂紋及其它異常，發(fā)現(xiàn)問題及時停止試轉(zhuǎn)，徹底排除后才能轉(zhuǎn)體施工。3正式轉(zhuǎn)體各項工作全部就緒，氣象條件符合要求，自動連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂、泵站、分控制臺、指揮總監(jiān)控臺各崗位人員到位后，轉(zhuǎn)體人員接到總指揮長的轉(zhuǎn)體指令后，啟動動力系統(tǒng)設(shè)備，并使其在“自動”狀態(tài)下運行。各檢測點工作人員

17、，實時監(jiān)測橋梁設(shè)置的觀測基點的位移、球鉸、滑道、滑墩，有異常及時反饋情況給控制臺，總控人員應(yīng)當(dāng)立即下令停止轉(zhuǎn)體施工。橋面兩端頭中心軸線合攏前2m內(nèi)時，監(jiān)測點工作人員開始給控制臺倒數(shù)報告監(jiān)測數(shù)據(jù)，每10cm報告一次；在30cm內(nèi)，每1cm報告一次；在5cm內(nèi)必須每1mm報告一次，以便控制系統(tǒng)的操作人員能及時掌握轉(zhuǎn)體情況，利于操作控制系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)體達到設(shè)計要求。當(dāng)由于轉(zhuǎn)動慣性或測量誤差，在復(fù)測發(fā)現(xiàn)已經(jīng)過轉(zhuǎn)時，可用2臺200噸千斤頂組成的力偶助推系統(tǒng)，反向頂撐腳，使轉(zhuǎn)動體回轉(zhuǎn)至設(shè)計位置。六、轉(zhuǎn)體設(shè)備使用本系統(tǒng)通過連續(xù)頂?shù)那绊敽秃箜斀惶婀ぷ?，達到轉(zhuǎn)體力不間斷傳遞的效果。為保證轉(zhuǎn)體力不間斷傳遞，本系統(tǒng)通過

18、PLC采集裝在千斤頂上接近開關(guān)的位置信號，控制前頂和后頂活塞的交替伸縮，出力頂在前頂和后頂間無縫交替，滿足連續(xù)轉(zhuǎn)體的要求。 1 安裝將主控臺、泵站、連續(xù)頂安放到位，主控臺與泵站之間用12芯的電磁閥電纜和4芯的壓力傳感器電纜連接；主控臺與千斤頂之間用10芯的接近開關(guān)電纜連接；主控臺和泵站分別接入三相380V電源并且機殼可靠接地。2 通電試機首先給泵站接通電源，檢查所有油路都正確安裝完畢后，啟動泵站，逐一按動“前頂進”、“前頂回”、“后頂進”、“后頂回”，檢查動作是否正確，如不正常檢查油路是否接對直至正確。待泵站手動運行正常后可對主控臺進行聯(lián)機調(diào)試。將泵站控制箱上的聯(lián)機旋鈕旋到聯(lián)機上，主控臺未開機

19、前首先按下面板上急停按鈕，將右上角電源開關(guān)旋鈕旋到右側(cè)接通電源，電源指示燈亮和觸摸屏有顯示表示電源接通，觸摸屏啟動完畢后可進行以下操作。2.1手動操作將自動/手動選擇旋鈕轉(zhuǎn)到手動位置，旋起急停按鈕，可通過旋鈕開關(guān)分別單選1#2#頂,也可選全部頂，按下主控臺的前頂伸缸、前頂縮缸、后頂伸缸、后頂縮缸，分別對選中的1#2#連續(xù)頂進行手動控制前頂和后頂?shù)倪M退。2.2自動操作待手動操作無異常后，可進行自動操作。手動操作使前頂和后頂活塞運行回到油缸底部，泵站控制箱上的手動/自動旋鈕旋到自動，按下“自動啟動”即可實現(xiàn)1#2#頂?shù)耐铰?lián)動，檢查實際工況是否與顯示屏結(jié)果一致，如果一致則通電試機正常，可進行下一步

20、實際工作。自動工作時“自動啟動”按鈕燈綠色常亮，再按一下，綠燈閃，表示暫停，關(guān)閉電磁閥油路，再按一下回復(fù)自動狀態(tài)。3實際工作 智能連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂穿好鋼絞線，手動操作連續(xù)頂預(yù)緊后可以進行自動操作，操作方法和試機的方法一樣，當(dāng)出現(xiàn)異常情況可按下“自動停止”或“急?！卑粹o，停下正在進行的作業(yè)，待排除異常后繼續(xù)運行。七、施工人員組成轉(zhuǎn)體設(shè)備專業(yè)操作人員總計8人。其中管理人員名，主控臺、液壓泵站及智能連續(xù)轉(zhuǎn)體千斤頂操作人員6名。連續(xù)轉(zhuǎn)體過程中，轉(zhuǎn)體操作組指揮根據(jù)現(xiàn)場反饋的情況，分別對主控臺操作員下達加快、減慢、暫停、點動、停止、關(guān)機等命令。序號名稱人數(shù)備注1管理人員23技術(shù)人員65測量員46質(zhì)量、安全員47電焊工48電工29普工10八、質(zhì)量保證措施1、認(rèn)真依照招標(biāo)文件所明確的各項施工技術(shù)規(guī)范、規(guī)則和各項質(zhì)量驗收評定標(biāo)準(zhǔn)去組織實施，做