拱门独塔竖转施工技术

拱门独塔竖转施工技术

作者：刘波

来源：《城市建设理论研究》2013年第13期

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一.工程概况 1.工程简介

龙城大桥跨径组合为3×30m+3×30m+（72.0+114.0+30）m+3×30m+（26+36+26）m+3×30m，桥梁全长665.06m。主桥采用拱门独塔三跨自锚式悬索斜拉协作体系，主跨采用悬索结构，主缆锚固于次跨纵梁端部，另一端经次塔散成7束锚固与主塔，成空间缆索体系，主塔为钢结构拱门组合塔；副跨采用斜拉结构，主梁为钢砼组合梁体系结构。跨径组合72.2+113.8+30m，主桥宽40m，

索塔的结构：①尺寸：倾斜30°，高37m，跨径26.5m；②线型：存在很大的横向弯矩，横断面线型为近似悬链线；③结构：方钢管混凝土结构与钢结构；④钢结构：全焊结构；⑤次塔柱：造型需要，不参加结构受力。

索塔塔柱节段的划分：A段 80.5t（左、右各1）共161t； B段 74.5t（左、右各1）共152t； C段 129t（左、右各1）共256t，次塔 24t（左、右各1）共48t，索塔自重共计575吨。

2.竖转工艺概述

索塔竖转采用“扳起法施工”。索塔竖转利用的锚点为主桥2号块段处主缆锚固点进行锚固。竖转塔架用的“三角架”（也即竖转塔架）都布置在索塔上，竖转塔架的拉杆主用利用主缆MC7锚孔。后锚点与竖转塔架主要利用8束钢绞线进行连接。 二.竖转工艺流程 1.竖转主要技术参数 1、竖向竖转角度：60° 2、竖向竖转总重量：575吨 3、竖转立柱高度：23m

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4、竖转铰直径：300mm 5、转动体结构几何尺寸： ① 竖转铰至主塔前端总长39.6822m ②宽度26.5m

6、竖提转体速度控制：4～5m/h

7、竖提转体风速控制：不大于5级风(即风速不得大于10.7m/s)。 2. 竖转施工体系主要结构构造

竖转体系主要由竖转立柱、平联、同步竖转张拉千斤顶、索塔竖转铰轴、竖转索等组成。竖转立柱采用钢管柱，每个竖转立柱采用1根Ф1000×14mm钢管，钢管对接采用焊接连接，立柱平联由Ф650×12mm钢管连接成整体。竖转立柱与索塔预埋件采用焊接方式进行连接。 索塔竖转共用8台200吨的千斤顶。布置在P8号墩附近，P8号墩东西两侧各布置4台，有2台千斤顶布置在为了尽量减少锚管处的集中应力，同时充分考虑到塔架处钢绞线连接点为万向铰（2束钢绞线同时布置在一个万向铰点）。有2台千斤顶布置入梁锚箱处，通过一个锚固横梁将千斤顶的力分配到入梁锚箱两侧的混凝土上面。有2台千斤顶通过锚固横梁锚固在主缆索股套管上，此锚固横梁通过2束VLM15－12的钢绞线锚固在主缆索股套管上，在竖转之前要张拉150吨的力。 3.索塔竖转施工 3.1索塔施工工艺流程

竖向提升法主要利用钢管支架作为竖转支架，竖转油缸安装在8号墩后面锚箱内面。 采用竖向提升法安装索塔塔柱，具体操作过程如下：在P6—P7号墩上，相对应索塔平面位置设置胎架及滑道；在安装索塔节段的同时，安装竖转塔架；安装竖转提升设备及提升索等设备；开始竖转；竖转就位，焊接。具体操作步骤如下：

施工步骤1：安装索塔预埋件及竖转铰，安装索塔拼装胎架及滑道，安装索塔胎架及滑道之前，先用150吨吊车将一台16吨吊车吊装到桥面上，利用16吨吊车安装索塔胎架及滑道。 施工步骤2：安装索塔节段及立柱，用2台150吨吊车将索塔节段吊到桥面的滑道上，然后通过滑道将移动到拼装位置；利用16吨吊车将竖转立柱的铰座吊装就位，后焊接固定；安

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装立柱及平联支架，利用16吨吊车安装立柱及平联；然后通过150吊车将16吨汽车吊转移到2号块段上，同时安装2号块段处的锚梁。

施工步骤3：利用150吨吊车将一台50吨的汽车吊装到桥面上，在索塔C节段安装就位后，安装拉杆铰座，通过锚杆将拉杆铰座和MC7锚箱相连，然后将拉杆与立柱相连，此部分的构件通过50吨吊车进行安装；同时将钢绞线下料，安装2号块锚梁处的千斤顶。 施工步骤4：安装竖转塔上的锚固装置，将已经挤压P锚的钢绞线穿入锚环，后通过平穿的方式传入竖转千斤顶，后用2吨葫芦对钢绞线进行调顺，利用千斤顶缓慢提升竖转塔架，50吨吊车在协助拉杆就位，穿上销子；同时焊接定位码板。

施工步骤5：做好相关准备工作，按照分级进行试竖转，分级情况为20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%分级加载；在加载至40％时候进行全面的检查，并做好记录。当索塔离开胎架10cm,试竖转工作结束，将索塔停止12小时以上。

施工步骤6：正式竖转。在正式竖转之前，对索塔进行重测量，利用该数据作为正式竖转的数据，检查竖转的相关设备及通讯信号，正式竖转。竖转结束位置应稍微低于理论标高，就位时再作进一步的精确调整。

施工步骤7：索塔竖转就位，对A段和预埋段进行焊接。 施工步骤8：焊接检测合格后拆除竖转体系。 3.2索塔竖转实施 1、索塔竖转前检查

（1）、索塔竖转前质量检查验收

1）、索塔结构的拼装几何线形（轴线、标高、垂直度、对角线差）检查验收。 2）、索塔节段接头焊缝质量检查验收。 3）、索塔涂装防腐质量检查验收。

4）、索塔确已去除与提升工程无关的一切荷载、提升空间无干扰物。 （2）、竖转设施检查验收 1）、竖转塔结构质量检查验收

① 竖转塔立柱钢管平面位置、法兰螺栓联接紧固等进行质量检查验收。

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② 竖转塔平联安装位置、螺栓联接等质量检查验收。

③ 索塔处提升索上锚固点、后锚梁安装几何尺寸、焊接质量检查验收。 2）、提升索钢铰线、锚具检查验收（外观、产品出厂合格证、抽样试验等）。 3）、提升设备检查，包括提升油缸、液压泵站及控制系统试运行。 4）、提升索锚点安装检查。

5）、竖转铰镗孔及安装检查，竖转铰间加强型钢安装检查。

（3）、竖转前其它需要准备的工作及临时设施的检查（包括指挥室搭设及其办公用品配备）。

2、确定竖转日期

1、竖提前收集气温资料，做好气象预测，根据工程进度、天气条件、工地准备情况，确定提升日期。

气象资料收集主要有以下内容：

1）、竖转前一周的昼夜气温温差变化情况，并与气象预报比较。 2）、气象台准确预报转体目标日期前后2天的天气。

3）、气象台对目标日期当天可能突发性天气提前1天进行预测预报。 （2）、竖直提升时的天气要求：3－5天内不下雨，风力不大于5级。 3、正式转体

正式竖转按下列程序进行：

（1）、测量组在正式竖转前再次测取索塔脱架状态下的有关数据，并与试转时（或经调整后）测取的有关数据进行比较，如发生较大变化，则应根据设计指导值作相应调整。 （2）、竖提转体过程中注意保持所有竖转索受力的均匀性及相对应标高的控制，即实行索力和标高双控。

（3）、正式竖提转体到位控制在8小时内完成，注意启动、止动均速，尽量减小加速度（在0.005m/s2以内）。

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（4）、竖转到位后，对A段和连接缝进行焊接，待检测合格后，才能解除竖转体系。 四.总结及应用

采用卧拼后竖转的工艺，保证了空间拱门塔的安装精度及外观质量，同时也缩短了施工时间，增加了施工的安全程度。

通过竖转工艺的施工，总结了相关方面的施工技术，主要为： 竖转体系的结构验算及力学研究 拱型门塔竖转塔架的安装与精度控制； 竖转系统的总体布置及现场人员的配置及组织； 转体过程如何监控的问题；

解决三维空间门式桥塔的接头连接的问题； 研究索塔竖转相关工艺控制的问题。