第3讲桥梁工程施工技术-3 拱桥转体.pdf

1、兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院第第3 3讲讲 桥梁工程施工技术桥梁工程施工技术（拱桥施工）（拱桥施工）桥梁工程结构与施工技术桥梁工程结构与施工技术兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院主要内容主要内容主要内容主要内容1 转体施工法2 拱桥其他施工法1 转体施工法2 拱桥其他施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院1 转体施工的发展1.1 转体施工定义1.1 转体施工定义桥梁转体施工通常是将桥梁从跨中分成两个半跨，半跨结构在偏离轴线位置施工，成型 后通过转动体系将两个半跨结构同时旋转到位，在跨中合龙。从20世纪40年代出现这种施工工艺以来，采

2、用转体施工建设的桥梁已经不胜枚举。同 时，转体施工技术的理论与实践水平发展迅猛，万吨级、超长悬臂的转体桥梁也越来越多地 出现在桥梁建设中。随着转体技术的发展，人们越来越认识到该项技术的巨大优越性，特别 是施工条件受到严重限制的情况下，转体施工无可取代。转体施工技术发展已经相当成熟，从山区到平原地区，从拱桥到斜拉桥、连续梁、连续 刚构等，从公路到铁路，从竖转到平转、竖转平转相结合，转体施工的应用无处不在。桥梁转体施工通常是将桥梁从跨中分成两个半跨，半跨结构在偏离轴线位置施工，成型 后通过转动体系将两个半跨结构同时旋转到位，在跨中合龙。从20世纪40年代出现这种施工工艺以来，采用转体施工建设的桥梁

3、已经不胜枚举。同 时，转体施工技术的理论与实践水平发展迅猛，万吨级、超长悬臂的转体桥梁也越来越多地 出现在桥梁建设中。随着转体技术的发展，人们越来越认识到该项技术的巨大优越性，特别 是施工条件受到严重限制的情况下，转体施工无可取代。转体施工技术发展已经相当成熟，从山区到平原地区，从拱桥到斜拉桥、连续梁、连续 刚构等，从公路到铁路，从竖转到平转、竖转平转相结合，转体施工的应用无处不在。1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院1.2 我国转体施工的发展我国20世纪70年代开始研究转体施工技术。1977年，首先采用平转施工技术建成了四川遂宁

4、建设桥，主跨为70 m的箱肋拱桥。此后，平转法在山区的钢筋混凝土拱桥中得到推广应用。20世纪70年代末80年代初我国平转法施工的拱桥，跨径均在100 m以下，且均为有平衡重转 体施工。1987年成功地进行了跨径为122 m的四川巫山龙门桥试验桥的施工，突破了百米跨度。2000年后，钢管混凝土拱桥在我国的应用与发展迅猛，为拱桥的轻型化和向大跨度发展提供 了可能，转体施工方法也被广泛应用于这种桥型之中。1993年，郑州铁路局为满足跨越铁路编组站且不影响通车的需要，首次采用竖转与平转相结 合的转体施工工艺，建成跨径为150 m的安阳钢管混凝土拱桥。1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州

5、理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院广州丫髻沙大桥，全长1084米，主桥采用三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥 桥型，跨经为76米360米76米，桥宽36.5米，采用竖转、平转相结合的施工 控制技术和“变角度、变索力”的液压同步提升技术。1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院1999年广州丫髻沙大桥，2006年广东佛山东平大桥将转体施工工艺进一步向前 发展，它们的建成使我国桥梁转体施工技术取得了重大突破，进入了世界领先水平。目前，我国转体吨位最大的是沪杭高速铁路跨沪杭高速拱桥，采用平转法施工，转体 吨位达16800t(参考

6、视频)。我国转体施工里程碑式代表桥梁我国转体施工里程碑式代表桥梁修建时间桥名结构体系跨径布置转体方法特点1977四川遂宁建设桥砼箱肋拱70平转国内首座转体桥1984自贡水电局渡槽桁架竖转国内首座竖体结构1987四川巫山龙门实验桥钢筋混凝土箱 拱122平转国内首座无平衡重转体 桥1993安阳钢管混凝土拱桥钢管混凝土拱150平转+竖转国内首座平转+竖转转 体桥2004宜恩平地坝大桥混凝土箱拱132平转薄壁开口施工跨度最大2010沪杭高铁大桥钢筋混凝土箱 拱80+160+80平转转体重量最大修建时间桥名结构体系跨径布置转体方法特点1977四川遂宁建设桥砼箱肋拱70平转国内首座转体桥1984自贡水电局

7、渡槽桁架竖转国内首座竖体结构1987四川巫山龙门实验桥钢筋混凝土箱 拱122平转国内首座无平衡重转体 桥1993安阳钢管混凝土拱桥钢管混凝土拱150平转+竖转国内首座平转+竖转转 体桥2004宜恩平地坝大桥混凝土箱拱132平转薄壁开口施工跨度最大2010沪杭高铁大桥钢筋混凝土箱 拱80+160+80平转转体重量最大1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2671 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法参与工程案例：参与工程案例：京石客专滹沱河特大桥跨京广铁路连续梁桥转体施工京石客专滹沱河特大桥跨京广铁路连续梁桥转

8、体施工世界最大跨度铁路转体连续梁兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2681 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2691 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2610 基本原理基本原理：将拱圈或整个上部结构分为两个半跨，分别在河 流两岸利用地形或简单支架现浇或预制装配半拱，然后利用 转动装置将其两半跨拱体转动至桥轴线位置（或设计标高）合龙成拱。：将拱圈或整个上部结构分为两个半跨，分别在河 流两岸利用地形或简单支

9、架现浇或预制装配半拱，然后利用 转动装置将其两半跨拱体转动至桥轴线位置（或设计标高）合龙成拱。方法：方法：平面转体、竖向转体、平竖结合平面转体、竖向转体、平竖结合 特点：特点：结构合理，受力明确，节省施工用料，减少安装架设 工序，变复杂的、技术性强的水中高空作业为岸边陆上作 业，施工速度快，不但施工安全，质量可靠，而且不影响通 航。结构合理，受力明确，节省施工用料，减少安装架设 工序，变复杂的、技术性强的水中高空作业为岸边陆上作 业，施工速度快，不但施工安全，质量可靠，而且不影响通 航。跨径200m的重庆涪陵乌江钢筋混凝土拱桥及主跨360m的广州 丫髻沙飞雁式钢管混凝土拱桥就是采用转体施工法建

10、成的。跨径200m的重庆涪陵乌江钢筋混凝土拱桥及主跨360m的广州 丫髻沙飞雁式钢管混凝土拱桥就是采用转体施工法建成的。1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2611拱桥转体施工方法分类施工关键:正确的转体设计灵活可靠的转动装置可行的牵引驱动系统平面转动竖直转动平面转动竖直转动有平衡重平面转动无平衡重平面转动有平衡重平面转动无平衡重平面转动1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院一、一、一、一、平竖结合转体平竖结合转体平竖结合转体平竖结合转体实例：实例：实例

11、：实例：以下将以以下将以平竖结合转体平竖结合转体为例介绍转体施工的主要步骤。背为例介绍转体施工的主要步骤。背 景工程为景工程为广州丫髻沙大桥广州丫髻沙大桥转体施工转体施工。兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院1.进行两岸主墩及边墩桩基承台施工；2.进行转盘滑道施工；3.两岸分别搭设主拱肋及边拱肋劲性骨架拼装施工。1.进行两岸主墩及边墩桩基承台施工；2.进行转盘滑道施工；3.两岸分别搭设主拱肋及边拱肋劲性骨架拼装施工。第一步：第一步：兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院第二步：第二步：1.安装边拱劲性骨架，主拱肋及横撑；2.安装拱座索塔；3.灌注边拱及索塔钢管混凝

12、土，浇筑边拱横隔板，端横梁及拱肋压重混凝土。1.安装边拱劲性骨架，主拱肋及横撑；2.安装拱座索塔；3.灌注边拱及索塔钢管混凝土，浇筑边拱横隔板，端横梁及拱肋压重混凝土。兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院第三步：第三步：1.安装边转扣及其张拉设备1.安装边转扣及其张拉设备兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院第四步：第四步：1.同步张拉各扣索将主拱肋竖转至设计高程1.同步张拉各扣索将主拱肋竖转至设计高程兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院第五步：第五步：1.安装平转牵引索及 张拉设备；1.安装平转牵引索及 张拉设备；2.拆除边拱支架；2.拆除边拱支

13、架；3.将两岸转动体结 构分别平转到位；3.将两岸转动体结 构分别平转到位；4.进行主拱跨中瞬 时合龙。4.进行主拱跨中瞬 时合龙。兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院第六步：第六步：1.焊接主拱合龙段；1.焊接主拱合龙段；2.封固拱座上、下转盘；2.封固拱座上、下转盘；3.恢复边拱支架；3.恢复边拱支架；4.浇筑边拱肋及端横梁混凝土。4.浇筑边拱肋及端横梁混凝土。兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院第七步：第七步：1.放松并拆除扣索1.放松并拆除扣索兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院第八步：第八步：1.固结主拱脚；2.拆除索塔。1.固结主拱脚

14、；2.拆除索塔。兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2621二、平转法（1）有平衡重转体施工1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2622以球面转轴支承辅 以滚轮的轴心承重 转动装置轴心承重 转动装置球面转轴受力：整个转动体系的重 心必须落在轴心铰 上，球面铰既起定 位作用，又承受全 部转动重力，钢滚 轮仅起稳定保险作 用1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2623平面承重转动装置平面承重转动装置环形滑道和

15、转盘轴心都受力：须注意环形滑道和转盘轴心承力的分配，因聚四氟乙烯滑板 受力过大将产生蠕动，增加转动困难环形滑道和转盘轴心都受力：须注意环形滑道和转盘轴心承力的分配，因聚四氟乙烯滑板 受力过大将产生蠕动，增加转动困难1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2624有平衡重平面转体拱桥的主要施工程序制作底盘；制作上转盘；试转上转盘到预制轴线位置，浇筑背墙；浇筑主拱圈上部结构；张拉拉杆，使上部结构脱离支架，和上转盘、背墙形成一个转动 体系，制作底盘；制作上转盘；试转上转盘到预制轴线位置，浇筑背墙；浇筑主拱圈上部结构；张拉拉杆

16、，使上部结构脱离支架，和上转盘、背墙形成一个转动 体系，通过配重基本把重心调到轴心（磨心）处通过配重基本把重心调到轴心（磨心）处；牵引转动体系，使半拱平面转动合拢，封上下盘，夯填桥台背土，封拱项，松拉杆，实现体系转换。；牵引转动体系，使半拱平面转动合拢，封上下盘，夯填桥台背土，封拱项，松拉杆，实现体系转换。1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院平转平转兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院平转平转兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26271 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法

17、兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26281 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院球面铰球面铰球面铰有平衡重平面转体施工的构造球面铰有平衡重平面转体施工的构造兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院球面铰球面铰球面铰有平衡重平面转体施工的构造球面铰有平衡重平面转体施工的构造兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院球面铰球面铰球面铰有平衡重平面转体施工的构造球面铰有平衡重平面转体施工的构造兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院 下盘不锈钢板划道（高差下盘不锈钢板划道

18、（高差0.5mm0.5mm），环道直径），环道直径33m33m。兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院 上盘支承滑板（脚），白色小点是聚四氟乙烯滑动支点上盘支承滑板（脚），白色小点是聚四氟乙烯滑动支点（蘑菇头）。（蘑菇头）。兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院 上盘绞线束锚碇块及起动助推千斤顶（左侧）上盘绞线束锚碇块及起动助推千斤顶（左侧）兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院 索引绞线束，转向滑轮组。索引绞线束，转向滑轮组。兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院 4 x 200t4 x 200t引索千斤顶（一墩两组）引索千斤顶（一墩两

19、组）兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院东平大桥平转东平大桥平转兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2638（2）无平衡重转体锚固体系锚固体系：锚碇、尾索、平撑、锚梁(或锚块)及立柱：锚碇、尾索、平撑、锚梁(或锚块)及立柱转动体系转动体系：上转动构造、下转动构造.拱箱及扣索组成。：上转动构造、下转动构造.拱箱及扣索组成。位控体系位控体系：在拱箱顶端扣点的缆风索与无级调速自控卷 扬机、光电测角装置控制台：在拱箱顶端扣点的缆风索与无级调速自控卷 扬机、光电测角装置控制台1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工

20、大学 土木工程学院2017/12/2639下转盘下转盘上转轴上转轴1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2640轴平撑斜平撑轴平撑斜平撑1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2641拱桥无平衡重转体施工的主要内容和工艺拱桥无平衡重转体施工的主要内容和工艺1转动体系施工1转动体系施工设置下转轴、转盘及环道；设置拱座及预制拱箱(或拱助)，预制前 需搭设必要的支架、模板；设置立柱；安装锚梁、上转轴、轴套、环套；安装扣索。设置下转轴、转盘及环道；设

21、置拱座及预制拱箱(或拱助)，预制前 需搭设必要的支架、模板；设置立柱；安装锚梁、上转轴、轴套、环套；安装扣索。2.锚碇系统施工2.锚碇系统施工制作桥轴线上的开口地锚；设置斜向洞锚；安装轴向、斜向平撑；尾索张拉；扣索张拉。制作桥轴线上的开口地锚；设置斜向洞锚；安装轴向、斜向平撑；尾索张拉；扣索张拉。3转体施工4合拢卸扣施工3转体施工4合拢卸扣施工张紧、放松扣索调整到拱顶到设计位置。低温封拱，钢楔楔紧拱顶，焊接主筋、预埋铁件。封桥台拱座混凝土，再浇封拱顶接头混凝土。卸扣索，卸索应对称、均衡、分级进行。张紧、放松扣索调整到拱顶到设计位置。低温封拱，钢楔楔紧拱顶，焊接主筋、预埋铁件。封桥台拱座混凝土，

22、再浇封拱顶接头混凝土。卸扣索，卸索应对称、均衡、分级进行。1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2642涪陵乌江大桥主跨：200m施工：双箱对称同步转体1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2643涪陵乌江大桥主跨长：200m施工：双箱对称同步转体1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2644涪陵乌江大桥主跨长：200m 施工：双箱对称同步转体1 1 转体施工法转

23、体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2645涪陵乌江大桥1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2646桥址：重庆市巫山县主跨结构：122米钢筋混凝土箱形拱桥施工方法：无平衡重平面转体施工法（首次采用）箱拱预制：右岸半跨是全宽一次预制，左岸半跨分成单箱分别在上、下游预制，不对称转 体到对称转体再合拢。巫山龙门大桥1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2647拱肋预制1 1 转体施工法

24、转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26481 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2649离架起转1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2650下转盘1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2651起转1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院20

25、17/12/26521 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26531 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26541 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26551 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26561 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大

26、学 土木工程学院2017/12/26571 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26581 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/2659丫 髻 沙 大 转 盘1 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26601 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26611 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体

27、施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院2017/12/26621 1 转体施工法转体施工法转体施工法转体施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院工程实例工程实例工程实例工程实例沪昆铁路湖沿特大桥T构梁沪昆铁路湖沿特大桥T构梁张呼客运专线蒙古营印河特大桥张呼客运专线蒙古营印河特大桥兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院工程实例工程实例工程实例工程实例奉化江大桥铁路桥梁系杆拱桥施工奉化江大桥铁路桥梁系杆拱桥施工视频播放视频播放视频播放视频播放课后学习资料(视频)：课后学习资料(视频)：【1】复兴大桥上部结构施工（钢管混凝土组合系杆拱桥）【】复兴大

28、桥上部结构施工（钢管混凝土组合系杆拱桥）【2】张呼客运专线蒙古营印河特大桥转体施工动画】张呼客运专线蒙古营印河特大桥转体施工动画兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院工程实例工程实例工程实例工程实例视频播放视频播放视频播放视频播放兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院视频播放视频播放视频播放视频播放桥跨布置:27m现浇预应力混凝土箱梁桥+跨径262m钢管 混凝土拱桥 跨径262m钢管 混凝土拱桥+22m现浇预应力混凝土箱梁桥。石门水库特大桥石门水库特大桥2 2 拱桥其他施工法拱桥其他施工法拱桥其他施工法拱桥其他施工法兰州理工大学 土木工程学院兰州理工大学 土木工程学院视频播放视频播放视频播放视频播放唐家河大桥是保古连接线唯一一座 特大桥，具有关键控制性工程的地 位。主桥为上承式钢管混凝土拱 桥上承式钢管混凝土拱 桥，桥跨布置为220米(T梁)+200 米(上承式钢管混凝土拱桥)+220 米(T梁)220米(T梁)+200 米(上承式钢管混凝土拱桥)+220 米(T梁)，拱肋计算跨径为200米，矢高40米，矢跨比1/5，拱轴线采 用悬链线，拱轴系数m=1.756。全 桥共设两片拱肋，横桥向中心间距 为7米。唐家河大桥唐家河大桥