1、石家庄石环公路跨线大桥连续刚构主桥水平面转体施工组织方案（分项施工组织设计）编制： 雷 溢审核：批准：柳州欧维姆工程有限公司二零零八年七月二十八日2一、工程概况石家庄石环公路跨石太铁路分离式立交斜拉桥位于石家庄市石环公路工程鹿泉开发区华清池，上跨石太铁路。主桥共长 260 m，跨径组合为 45 m +85 m +85 m+45m,重16500 吨，为四跨连续子母塔单索面预应力混凝土部分斜拉桥。为减少上部结构施工对铁路行车安全的影响，确定采用斜拉桥主桥平衡水平转体施工。转体施工设备采用我 OVM 公司生产的全液压、自动、连续运行千斤顶系统。该系统具有同步、牵引力平衡等特点，能使整个转体过程平衡，
2、无冲击颤动。经贵州楚米大桥（左、右幅） 、贵州鞍山大桥、北京石景山大桥、北京丰沙大桥等多项转体工程应用证明，该设备是一种比较理想的转体施工设备。二、 主要机具设备三、主要机具技术参数（1）千斤顶型号：QDCL 2000 型公称张拉力: 2000KN公称油压: 25Mpa张拉活塞面积: 8.199610 -2m2 回程活塞面积: 5.183610 -2m2质量: 850Kg行程: 300mm外形尺寸： 5502100(2)液压泵站型号: ZLDB 型额定压力: 31.5Mpa额定流量: 26L/min质量: 330Kg外形尺寸: 10007601050序号 名称与规格 单位 数量 备注1 ZLD
3、K 主控台 台 12 QDCL 2000 千斤顶 台 3 1 台备用3 ZLDB 液压泵站 台 34 YDC240Q 千斤顶 台 1 预紧钢绞线用5 YDTS2500 千斤顶 台 4 助推用3特点及应用范围: 电磁换向,是自动连续顶推系统、转体系统及其他需要双向回路的液压系统泵站四、转体设备的组成与布置1、 牵引动力系统每套自动连续转体系统由两台 QDCL 2000 型连续提升千斤顶，三台 ZLDB 液压泵站和一台 ZLDK 主控台通过高压油管和电缆线连接组成。每台 QDCL 2000 型连续顶推千斤顶公称牵引力 2000KN，额定油压 25Mpa，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶前端配有
4、夹持装置。两台连续千斤顶分别水平、平行、对称的布置于转盘两侧，千斤顶的中心线必须与上转盘外圆相切，中心线高度与上转盘预埋钢绞线的中心线水平，同时要求两台千斤顶到上转盘的距离相等，且距牵引索脱离转向索鞍的切点距离大于 5米。千斤顶用高强螺栓固定于反力架上，反力架通过电焊或高强螺栓与反力墩固定，反力墩与反力架必须承受 200t 拉力的作用。主控台应放置于视线开阔、能清楚观察现场整体情况的位置。2、 牵引索转体转盘埋设有两束索引索，每束由 18 根强度等级为 1860Mpa 的 15.24mm钢绞线组成。预埋的牵引索经清洁各根钢绞线表面的锈迹、油污后，逐根顺次沿着既定索道排列缠绕后，穿过 QDCL
5、2000 型连续顶推千斤顶。先逐根对钢绞线预紧，预紧力由 10KN 逐根降至 5KN，再用牵引千斤顶在 2Mpa 油压下对该束钢绞线整体预紧，使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。牵引索的另一端应先期在上转盘灌注时预埋入上转盘混凝土体内，作为牵引索固定端。五、转体结构的索引力、安全系数及转体时间的计算(一) 转体总重量 W 为 165000KN其磨擦力计算公式: F=W启动时静磨擦系数按 =0.1 ,静磨擦力 F= W=16500KN转动过程中的动磨擦系数按 =0.06动磨擦力 F= W=9900KN4转体按拉力计算:T=2/3(RW)/DR 为球铰平面半径,R=1.95mD 为转台直径,D=1
6、1m转体角度：=75.74 为球铰磨擦系数, 静=0.1 , 动=0.06计算结果:启动时所需最大索引力 T=2/3(RW 静)/D=1950KN转动过程中所需牵引力 T=2/3(RW 动)/D=1170KN动力储备系数 4000KN/1950KN=2.051钢绞线的安全系数：18 根/台2 台26T/根9.81KN/t /1950KN=4.71计算结果表明千斤顶动力储备和钢绞线的安全系数达到了工程设计要求。(二)千斤顶的牵引速度 V=（L/S）60L 为泵头每分钟的流量S 为张拉活塞面积通过计算 V=3.29 m/小时整个转体所用时间 T=LS /VLS 为转盘所走的弧线长度 LS =D/3
7、60 =113.14275.74/360=7.27m通过计算转体理论时间 T=7.27/3.29=2.210(小时)=133(min)六、 转体设备的工作原理及具体操作方法、工作原理ZLD 自动连续顶推系统由三部分组成，即自动连续顶推千斤顶、自动连续顶推泵站和主控台，其相互关系如图 1 所示。5图 1 自动连续顶推千斤顶、自动连续顶推泵站和主控台三者关系示意图 其控制过程是：用行程开关作为 ZLD 自动连续顶推系统的动作传感元件，它将自动连续顶推千斤顶活塞的位置信号传递给主控台，主控台将得到的信号进行逻辑组合后，再将控制信号传递给自动连续顶推泵站，自动连续顶推泵站通过电磁换向阀去控制相应自动连
8、续顶推千斤顶的动作。该过程形成一个闭环系统，能够自行调节自动连续顶推千斤顶的各种动作。1、自动连续顶推千斤顶自动连续顶推千斤顶的结构如图 2 所示。图 2 自动连续顶推千斤顶的结构1、后顶穿心套 2、油缸 3、后顶活塞 4、后顶密封板 5、后顶锚板 6、后顶夹片 7、行程开关 SQ1 8、行程开关 SQ2 9、行程开关 SQ3 10、前顶穿心套 611、前顶活塞 12、前顶密封板 13、前顶锚板 14、前顶夹片 15、行程开关 SQ4 16、钢绞线 17、行程开关 SQ5 18、行程开关 SQ6 19、前顶回油嘴 20、前顶进油嘴 21、后顶回油嘴 20、后顶进油嘴2、自动连续顶推泵站自动连续
9、顶推泵站分液压系统和控制电路系统两部分。(1) 自动连续顶推泵站液压系统原理图如图 3 所示。图 3 泵站液压系统原理图1、电磁换向阀 2、溢流阀 3、压力表 4、油泵 5、电动机 6、滤油器7、油箱 A1、后顶进油管 B1、后顶回油管 A2、前顶进油管 B2、前顶回油管(2) 泵站控制电路原理图如图 4 所示。图 4 泵站控制电路原理图73、主控台主控台控制电路原理图如图 5 所示。图 5 主控台控制电路原理图4、ZLD 自动连续顶推系统联接图主控台、自动连续顶推泵站、自动连续顶推千斤顶构成一个完整的自动连续顶推系统，其系统联接方式如图 6 所示。8图 6 ZLD 自动连续顶推系统联接图注：
10、B0B12 为电铃，根据用户需要而定ZLD 自动连续顶推系统的工作分为自动和手动。手动主要用于各千斤顶位置的调试，并可在小距离运动中使用。自动为该系统的主要功能，整个过程无需人工干预，自动完成整个水平顶推或水平转体过程。5、ZLD 自动连续顶推系统联机设置图图 7 ZLD 自动连续顶推系统联机设置图ZLD 自动连续顶推系统联机设置见图 7，具体由泵站控制箱内 S1、S2、S3 三个钮子开关设定：当只有一台自动连续顶推泵站与主控台联用时，请将 S1、S2 、S3全部掰向截止；当有两台以上自动连续顶推泵站与主控台联用时，除最后一台自动连续顶推泵站的 S1、S2 、S3 全部掰向截止外，其余自动连续
11、顶推泵站的 S1、S2 、S3 全9部掰向联机。、具体操作方法1、设备就位按照预先定好的方案，将自动连续顶推千斤顶、自动连续顶推泵站、主控台各就各位，把泵站注好油，约 200L/台。2、连接系统电源接好主控台和各泵站的电源，主控台为 AC220V，泵站为 AC380V。请注意，本系统中主控台和泵站控制箱的控制线路应共用同一相电，并要求有可靠的电源接零、机壳接地装置。3、各自动连续顶推泵站的调试泵站控制箱面板元件布置图如图 8 所示。将行程开关组件连接好后即可开始调试。图 8 泵站控制箱面板元件布置图(1) 参照图 2、图 3 和图 6 将各自动连续顶推泵站和各自的自动连续顶推千斤顶联接好；(2
12、) 参照图 6 将泵站控制箱与主控台联接好；(3) 接通泵站电源；(4) 按油泵开按钮 SB2 起动油泵；10(5) 将各泵站的溢流阀调至 1531.5MPa；(6) 按 SB5、SB6、SB7、SB8 按钮，检查操作与前顶、后顶的动作是否一致。4、安装行程开关组件参照图 2 将行程开关组件安装在各自的自动连续顶推千斤顶上，安装时，启动自动连续顶推泵站，分别按自动连续顶推泵站上的 SB5、SB6 、SB7、SB8 按钮，使前顶、后顶动作，以确定行程开关的安装位置。在拧紧行程开关安装板时，要确保行程开关触点完全按下后，与行程开关滑板之间有约 1mm 的距离，以使行程开关有长期的良好运作性能，又不
13、至于让行程开关滑板碰坏。请注意，按自动连续顶推泵站的 SB6、SB8 按钮，前顶回程与后顶回程均受行程开关的控制；按自动连续顶推泵站的 SB5、SB7 按钮，前顶进程与后顶进程均不受行程开关的控制，此时要注意观察前顶活塞与后顶活塞的位置，尽量避免让活塞打出到满行程。只有在用主控台的自动控制方式时前顶进程与后顶进程才受行程开关的控制。行程开关组件安装好后，不得拆、碰，以免穿束后难以安装、调试、空载联试等。行程开关接线图见图 9。11图 9 行程开关接线图5、主控台的调试主控台面板元件布置图见图 9。将主控台与泵站、泵站与相邻泵站之间的电缆连接好，各泵站的钮子开关 S1、S2 、S3 设置好，启动
14、各泵站后即可开始调试。图 10 主控台面板元件布置图(1) 接通主控台电源，此时急停灯 HL7 亮；(2) 按下电源按钮 SB11，HL7 熄灭，电源信号灯 HL8 亮；(3) 按下开启按钮 SB1，则开启灯 HL1 亮，此时可进行手动；按 SB5，则前顶进灯 HL3 亮，所有前顶进；按 SB7，则后顶进灯 HL4 亮，所有后顶进；按 SB9，则所有前顶回；按 SB10，则所有后顶回；(4) 按下自动按钮 SB3，则控制系统处于待发状态；再按下 SB6 或 SB8，则整个系统处于自动运行状态；(5) 主控台的时间继电器，KT3 可调为 1030 秒；(6) 主控台的时间继电器，KT1、KT2
15、可调为 610 秒，以确保前、后顶的负载平稳交接；(7) 按下 SB4 则自动运行停止，但仍可手动；12(8) 按下急停按钮 SB2，则系统停止，按下各泵站的急停按钮 SB1，系统也停止。6、ZLD 自动连续顶推系统空载联试当确定所有自动连续顶推泵站内的钮子开关 S1、S2、S3 全部设置好后，即可开始空载联试，以观察、调整自动连续顶推系统的连续性、同步性、可靠性、稳定性。自动连续顶推空载联试的时间建议为自动连续开机 3060 分钟/ 次，如无故障方可开始穿束。每次自动连续顶推穿束前均应进行系统空载联试。7、穿索(1) 千斤顶安装就位后，将油路同时接通前退锚顶和后退锚顶，开动泵站，将前工具夹片
16、和后工具夹片顶开，同时保压。(2) 把钢绞线的一端带上引线套，逐一从后顶尾部穿心孔内穿入，此时应注意将前后工具锚板各孔中心找正，再顺次穿过牵引装置上的后、前工具锚板。注意，使用的钢绞线应尽量左、右旋均布；不能交叉、打绞或扭转；不得拆、碰行程开关组件，以免穿束后难以安装、调试、空载联试等。(3) 将油路卸荷，顶锚板在弹簧作用下回位，把夹片压紧。检查顶锚板上各钢绞线与锚板孔是否对正，同时保证钢绞线没有交叉和扭转，最后用手动拉紧器或其它设备预紧各钢绞线，使各根钢绞线松紧程度基本一致。(4) 操作各泵站，预紧各千斤顶钢绞线，使各千斤顶钢绞线松紧程度基本一致。(5) 将前、后退锚顶的油嘴拆下，等需松夹片
17、时再装上，以免在顶推过程中因活塞的旋转而将油嘴碰坏。8、顶推过程调试、穿索及各项准备工作结束后，方可开始顶推。(1) 按急停开关 SB2，系统处于停止状态，此时急停灯 HL7 亮；(2) 按电源开关 SB11，电源接通，此时信号灯 HL8 亮，HL7 熄灭，同时各泵站上的信号灯 HL3 亮，电铃响起，通知各部门作好准备；(3) 各泵站按下 SB2 起动油泵，此时油泵开指示灯 HL2 亮，待油泵工作正常后按准备按钮 SB4 通知主控台，此时泵站上信号灯 HL4 亮，同时主控台上相应的信号灯13（HL9HL20）也亮；(4) 主控台待所有泵站的准备信号灯亮后，得知所有泵站准备完毕。按开启按钮SB1
18、，此时可进行手动调节；依次按 SB9、SB10 让所有前顶和后顶先、后回程到底；(5) 按下自动按钮 SB3，则系统处于自动准备状态，自动指示灯 HL2 亮；再按下前启动 SB6 或后启动 SB8，则系统自动运行；(6) HL3、HL4、HL5、HL6 分别指示前顶进、后顶进、前顶回、后顶回，通过主控台可以监视系统的整个顶推过程；(7) 如果千斤顶在起动时推力不够，可以在起动前顶的同时按下后顶进按钮SB7，或在起动后顶的同时按下前顶进按钮 SB5，这样前、后顶同时起动，起动力增大（最大为加倍） ，待运行后松开点进按钮，恢复自动运行状态；(8) 如果某一个泵站或主控台发生异常现象，可按下泵站或主
19、控台的急停按钮，此时整个系统立即停止运行，待问题解决后再重新启动。(9) 每次顶推差约 100mm 顶推到位时，请停止主控台自动操作，转为主控台手动操作，以达到在顶推到位时，前、后顶活塞都伸出一定的行程，方便松各千斤顶的钢绞线、工具夹片。要松钢绞线时，操作主控台或各泵站控制箱，使前、后顶同时回程即可。、分级调压加载的实现：由于各千斤顶间的进油腔并联，油压相等，要实现分级加载必须将所有泵站溢流阀限压调成一致，实际操作上很难实现。为此必须找到一种易于操作的方式来实现，将最靠近主控台一台油泵的压力表换成电接点压力表，并将其常闭触点串入主控台增加的电接点压力表监控电路中，调节常闭限压指针（绿色） ，当
20、顶推油压达到限定压力时，常闭触点断开，ZJ1 或 ZJ2 断电，电磁换向阀停止工作，从而油压被保持下来。因此只需通过调节常闭限压指针就可实现分级调压的加载过程。14分级加载步骤：1.千斤顶加载到额定压力的 30%加载即 7.5MPa（591KN） 。2.千斤顶加载到额定压力的 50%加载即 12.5MPa（984 KN） 。3.千斤顶加载到额定压力的 70%加载即 17.5MPa（1378 KN） 。4.千斤顶加载到额定压力的 80%加载即 20 MPa（1575 KN） 。此时若主梁未转动则再按每级 5%加载直到主梁被顶动为止。5.千斤顶加载到额定压力的 85%加载即 21.25MPa（16
21、73 KN） 。6.千斤顶加载到额定压力的 90%加载即 22.5MPa（1772 KN） 。7.千斤顶加载到额定压力的 95%加载即 23.75MPa（1870 KN ） 。8.千斤顶加载到额定压力的 100%加载即 25MPa（1968 KN） 。若主梁仍未被顶动则因停止顶推，全面检查所有的顶推设备、纠偏装置、滑动机构等，并分析原因，采取应急预案。（四）千斤顶顶不动时的应急预案：理论上四氟板与不锈钢板之间的摩擦系数很小（0.1 一般在 0.060.08） ，但由于施工现场环境的差异的各种因素的存在，顶推初期的摩擦系数还是较大的。在转盘周围布置 2 台到 4 台 250t 的千斤顶并烧好发力
22、点，在出现连续顶顶不动的15情况下，采用 250t 助推千斤顶辅助转体。七、转体施工工艺流程(见附表)八、转体施工步骤(一) 、施工准备a) 浇筑反力墩。根据转体设备布置图在相应的位置浇筑能承受 200t 拉力作用的混凝土反力墩。 （这项工作由甲方完成）b）设备安装就位，按平面图（附图）安放好设备。信号线与油路的连接：1） 、 1#信号线连接 1#泵站和控制系统；2#信号线连接 2#泵站和控制系统。2） 、 3#信号线连接 1#连续千斤顶和控制系统；4#信号线连接 2#连续千斤顶和控制系统。3） 、 1#泵站和 2#泵站的 1#油路进油管用一个四通油嘴连接，通过四通油嘴分别给 1#、2#连续千
23、斤顶的前顶的进油路连接。4） 、 1#泵站和 2#泵站的 2#油路进油管用一个四通油嘴连接，通过四通油嘴分别给 1#、2#连续千斤顶的后顶的进油路连接。5） 、 1#、2#连续千斤顶的前、后顶的回油管和 1#、2#泵站的对应油嘴连接。c）设备空载试运行。根据千斤顶施力值(启动牵引力按静磨擦系数 s=0.1，转动牵引力按动磨擦系数 d=0.06 考虑)反算出各泵站油压值，按此油压值调整好泵站的最大允许油压，空载试运行，并检查设备运行是否正常；空载运行正常后再进行下一步工作。设备运行流程：1）自动运行前，1#、2#连续千斤顶的前、后顶的活塞都在行程开关的 位。 12）控制系统给 1#、2#泵站的
24、1#电磁阀通电信号，前顶前进。3） 前顶前进到行程开关的 号位，行程开关反馈信息给控制系统，控制系统给 31#、2#泵站的 2#电磁阀通电信号，后顶前进。4） 前顶到达行程开关的 号位，控制系统得到信号；通过电磁阀转换油路，前顶 4回程，后顶继续行走。前顶回到 号位停止。 1165） 后顶到达 号位，控制系统给前顶发出前进信号，前顶前进；后顶到达 号位 3 4自动回程，前顶继续前进。6） 经过前、后顶的交叉运行，使转盘连续地，无冲击的运行。d） 安装牵引索。将预埋好的钢绞线牵引索顺着牵引方向绕上转盘后穿过千斤顶，并用千斤顶的夹紧装置夹持住。e） 拆除上、下转盘间的固定装置及支垫，清理滑道，并涂
25、润滑油以减小摩阻力，检查滑道周围是否存在有碍转动的因素；（这项工作由甲方完成）f） 全面检查转体结构各关键受力部位是否有裂纹及异常情况，拆除所有支架后对转体结构的观察、监测时间要求达到 2 小时以上；（这项工作由甲方完成）g） 防超转机构的准备。在平转就位处应设置限位机构，防止转体到位后继续往前走。h） 辅助顶推措施的准备。根据现场条件，将 3 台辅助转体千斤顶对称、水平地安放到合适的反力座上，根据需要在启动、止动、姿态微调时使用。(二) 、试转1、 预紧钢绞线。用 YDC240Q 千斤顶将钢绞线逐根以 105KN 的力预紧，预紧应采取对称进行的方式，并应重复数次，以保证各根钢绞线受力均匀。预
26、紧过程中应注意保证 18 根钢绞线平行地缠于上转盘上；2、 打开主控台及泵站电源，启动泵站，用主控台控制两台千斤顶同时施力试转。若不能转动，另行研究处理；3、 试转时，应做好两项重要数据的测试工作：、 每分钟转速，即每分钟转动主桥的角度及悬臂端所转动的水平弧线距离，应将转体速度控制在设计要求内；、 控制采取点动方式操作，测量组应测量每点动一次悬臂端所转动水平弧线距离的数据，以供转体初步到位后，进行精确定位提供操作依据。4、 试转过程中，应检查转体结构是否平衡稳定，有无故障，关键受力部位是否产生裂纹。如有异常情况，则应停止试转，查明原因并采取相应措施整改后方可继续试转。17（三）正式转体a） 准
27、备工作全部就绪，气象条件符合要求，各岗位人员到位，先让辅助顶达到预定吨位后，转体人员接到指挥长的转体命令后，启动动力系统设备，并使其在“自动”状态下运行。b） 在桥面中心轴线合拢前 1.5 米内开始给控制台倒数报告监测数据，每 10 厘米报告一次；在 20 厘米内，每 1 厘米报一次；在 2 厘米内必须每 1 毫米报告一次，以便控制系统的操作人员能及时掌握转体情况，利于操作控制系统，使转体达到理想的设计要求。c） 设备运行过程中，各岗位人员的注意力必须高度集中，时刻注意观察和监控动力系统设备的运行情况及桥面转体情况。九、施工人员组成序号 名称 人数 备注1 项目经理 12 项目总工 13 技术
28、员 54 测量员5 质量、安全员6 电焊工7 电工8 普工甲方提供十、质量保证措施a) 成立质量领导机构，项目经理担任组长，设置专职质检员负责监督、检查施工质量，实行岗位质量责任制；b) 桥台下的上、下转盘及滑道是转体运动的关键部位，要严格按施工图规定的程序进行浇筑、整平、磨合，在上、下转盘球面要涂四氟粉加黄油混合物，以减小摩阻力；c) 撑脚与下滑道的间隙要控制在 46mm，滑道钢板面应铺垫聚四氟乙烯片、涂抹18润滑油以减小磨擦，滑道面要求平整光滑，要求环道每 3 米弧长高差不大于1mm；d) 转体正式开始后，其悬臂转体速度应控制在设计要求的范围内；e) 整个转体过程中，应密切监测转体结构的标
29、高、轴线位置及平衡情况；f) 千斤顶的安装位置应精确定位，确保千斤顶的中心线与上转盘外圆相切，高度与预埋钢绞线中心线相平，并且两对称千斤顶的中心线要相互平行；g) 两个对称千斤顶的作用力应大小相等、方向相反，以保证上转盘仅承受与磨擦力矩相平衡的动力偶，无倾覆力矩产生；h) 预埋好的钢绞线牵引索在转体施工前应受到精心保护，严禁受到任何损伤。十一、安全保障措施i) 成立安全领导机构，项目经理担任组长，设置专职安全员负责安全检查工作，确保施工安全；j) 加强施工人员的安全意识，定期进行安全教育，遵守甲方的安全管理规定，接受甲方的安全监督；k) 进入施工现场必须戴好安全帽，穿劳保鞋，高空作业要系安全带
30、；l) 设备操作必须有专人负责。非指定人员不得随意触动、开启设备按扭和开关；m) 各配电线路符合安全用电要求，主控台及各泵站须搭设防雨棚，防止电气控制设备受潮；n) 要经常检查整个系统的工作情况，特别注意检查钢绞线、反力架等受力部位的工作情况，发现异常情况，要及时停机处理；o) 转体过程中，在受力钢绞线周围及千斤顶的正后方严禁站人；p) 转动设施和锚固体系必须经过严格检查，确保安全后方可进行转体施工。20转体工作准备设备安装、调试牵引索、千斤顶连接牵引索预紧防倾保险体系准备防超转结构准备拆除支架，静置 24 小时试转气象信息“自动”状态下启动转体顶升纠偏排除隐 患辅助顶推转体过程质量控制乙方质量控制点 总包方质量控制点同步控制力偶平稳控制主控台泵站千斤顶钢绞线转体监测主控台泵站千斤顶钢绞线暂停 转体动力小转体倾斜 发现异常4转体施工工艺流程图 设备布置连接示意图
