转体桥梁设备安装使用方案.docx

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转体桥梁设备安装使用方案

1、工程概况

新建郑州至徐州铁路客运专线跨京福高速特大桥101#～104#设计为一联（32＋48＋32）m预应力混凝土连续梁，该连续梁跨越符夹铁路，该连续梁与既有符夹铁路线路夹角为60°，既有符夹铁路与郑徐客专线路交点里程为K81+062.5，新建郑徐铁路的里程为DK330+502.535。

该桥设计为预应力混凝土连续箱梁，转体施工。

转体总重量Ｗ＝35000kN，转体段长度46m，102#墩转角56°48′00″，103#墩转角57°。

转台直径8.7m，球铰平面半径为1.25m。

转体装置由转体下盘、球铰、上转盘、转体牵引系统等组成。

转体桥施工的关键：

两套连续顶推千斤顶等力、连续施加平衡力，依球铰中轴为圆心转动至设计位置，施工中实时测量连续梁实时反馈给转体指挥人员，指挥人员依据测量反馈精准指挥转动全桥至合龙。

2、转体设备的组成与布置

转体牵引示意图

2.1牵引动力系统

本工程转体系统由4台ZLD200型自动连续转体千斤顶、4台ZLD.B液压泵站（其中两台为备用）和2台ZLD.K主控台（其中一台为备用）通过高压油管和电缆线连接组成2套转体动力系统（其中两台为备用千斤顶）。

每套连续顶推千斤顶公称牵引力2000kN，额定油压26MPa，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶（前、后顶）前端均配有夹持装置。

一台笔记本电脑可监控两套系统同时顶推两幅桥。

分别具有手动与一键自动完成连续顶推转体功能。

笔记本电脑还具有报警实时监控紧急停机功能。

ZLD200自动连续转体千斤顶分别水平、平行、对称的布置于转盘两侧的反力墩上，千斤顶的中心线必须与上转盘钢绞线相切引出的轴向同轴，两点的两台千斤顶到上转盘的距离相等。

每台千斤顶用四颗高强螺栓固定于反力架上，反力架可根据现场情况通过焊接或高强螺栓与反力墩固定，反力墩与反力架必须能承受200t荷载，应做反力实验合格。

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。

2.2牵引索

每个转体上转盘埋设两束索引索，每束由12根1860MPa级的Φ15.2mm钢绞线组成。

每束分别左、右旋360°以上至预埋的锚固点，锚固点锚具应当是专用锚具，且具有防松、不回缩的夹持锚固功能。

预埋的牵引索经清洁钢绞线表面的锈迹、油污后，逐根顺次沿着既定索道排列缠绕后，穿过ZLD200型自动连续转体千斤顶。

用YDC135Q预紧千斤顶逐根对钢绞线预紧，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的夹持力基本一致。

3、转体施工设备性能特点

转体施工设备采用柳州泰姆预应力机械有限公司生产的智能液压ZLD200自动连续运行转体系统。

该系统具有同步好、牵引力均衡等特点，能使整个转体过程平稳，无冲击颤动。

本系统的泵站采用变频调速控制流量技术，可实现无级调速。

为保证同步控制，本系统采用拉绳位移传感器做伸长位移采集，精度0.02mm，与泵站油泵变频器组成闭环控制，达到精准同步的目的。

实现压力、位移同步双重控制。

３.１设备组成

序号

型号规格

单位

数量

备注

1

ZLDK控制台

台

2

配远程无线监控笔记本电脑（其中一台为备用）

2

ZLD200-200千斤顶

台

4

2000kN/26Mpa（其中两台为备用千斤顶）

3

ZLD.B液压泵站

台

4

31.5MPa（其中两台为备用液压泵站）

4

YDC135Q千斤顶

台

2

预紧钢绞线用

5

油泵ZB4-500

台

2

6

液压油

公斤

600

7

高压油管

米

500

表1：

控制台参数

额定电压、额定功率

AC380V50Hz0.5KVA

控制千斤顶数量

1~4台

控制泵站数量

1~4台

外型尺寸（mm）

1200×800×700

重量

50kg

表2：

ZLD200自动连续顶推千斤顶

序号

项目

单位

性能指标

序号

项目

单位

性能指标

1

公称张拉力

kN

1979

5

穿心孔径

mm

Φ165

2

公称油压

MPa

26

6

外形尺寸

mm

Φ430×1738

3

张拉活塞面积

m2

7.61×10-2

7

质量

kg

983

4

回程活塞面积

m2

3.68×10-2

8

单缸行程

mm

200

每套连续顶推千斤顶公称牵引力1979kN，额定油压26MPa，由前后两台千斤顶串联组成，每台千斤顶（前、后顶）前端均配有夹持装置。

表3：

ZLD.B液压泵站参数

序号

项目

单位

性能指标

1

公称压力

MPa

31.5

2

理论流量

L/min

0-12

3

外形尺寸

cm

60×50×70

4

质量

KG

250

特点及应用范围:

电磁换向，流量可根据智能程序控制变频器改变转速实时智能调节顶推速度；四套千斤顶（8台）为同等油压活塞面积，泵站油压力相同千斤顶顶推力就相同，保证平衡顶推。

4、转体结构的索引力、安全系数、转体时间计算及同步性保障

4.1转体索引力、安全系数计算

转体总重量W为35000kN

其摩擦力计算公式:

F=W×μ

启动时静摩擦系数按μ静=0.1，静摩擦力F=W×μ静=3500kN

转动过程中的动摩擦系数按μ动=0.06

动摩擦力F=W×μ动=2100kN

转体牵引力计算:

T=2/3×（R×W×μ）/D

R为球铰平面半径，R=1.25m

D为转台直径，D=8.7m

转体角度：

θ1=56°48′00″,θ2=57°

μ为球铰摩擦系数,μ静=0.1,μ动=0.06

计算结果：

启动时所需最大索引力T=2/3×（R×W×μ静）/D=335.2kN

转动过程中所需牵引力T=2/3×（R×W×μ动）/D=201.1kN

动力储备系数2000kN/335.2kN=5.97

4.2钢绞线安全系数计算1860MPa级φ15.2mm钢绞线的标准破断力为260kN。

钢绞线的承载为：

12×260=3120kN

牵引索钢绞线的安全系数：

3120/335.2≈9.3计算结果表明千斤顶动力储备和钢绞线的安全系数均达到了本类型工程施工的要求。

我公司智能液压ZLD200自动连续顶推系统，每台顶配置12根钢绞线，满载时，正常运行可顶推2000kN，两点合计总顶推力为4000kN。

只要受力点与反力墩能承受此力，可不考虑助力顶推。

4.3转体时间计算

理论上由于泵头的实际流量可根据要求从0到12L/min进行选择，所以转体的速度可根据设计要求而设定在规定的时间范围内实现施工要求。

根据转体角度57°及上转盘半径4.35m，直径8.7m。

转动上转盘的57对应弧长=π×D×57÷360=3.14159×8.7×57÷360＝4.33m。

计算出钢绞线牵引长度L=4.33m+L受力伸长值。

L受力伸长值不大，对转体时间影响可忽略不计。

柳州泰姆预应力机械有限公司智能液压ZLD200自动连续顶推千斤顶工作速度4.5m/h。

完成57°转体所需时间t=4.33/4.5=0.96h≈1h

4.4两点等力同步顶推的保障

两点因摩擦力等因数影响，如无技术措施解决两点不等力顶推，对关键的转体安全施工将无法保障。

牵引两点钢绞线位移同步控制在转体施工中的重要性，应当绝对让位于牵引两点等力同步顶推控制之后。

在每个转盘分别独立的液压系统，我公司采用计算机程序控制，实时比对，用电脑程序准确控制至设定的压力差范围内，实时比例控制每个转盘分别独立的液压系统电磁阀平衡工作。

这一关键控制技术是我公司经过数十项同类工程施工中总结完善后，将其集成在我公司智能液压ZLD自动连续顶推系统的产品制造中，充分保证转体工程的安全施工。

5、转体施工步骤施工准备协助甲方安装浇筑反力墩。

安装转体牵引钢绞线束，应使其与转盘切线水平同轴布置，利于连续顶推千斤顶安装准确，且能承受200t反作用力的混凝土反力墩。

仔细检查关键受力部位是否产生裂纹。

不穿钢绞线整机试运行至设备正常合格为止，穿钢绞线，单根预紧至19根等力为5kN，整机试运行至100kN，持荷能保压，即视设备完好。

检测滑道水平情况、试转称重、配重与转盘的检查观测滑轨经历的数个月的浇筑混泥土周期，需仔细检测基础是否沉降变化，在确定滑道水平后，才能进行下一步称重。

用智能液压ZLD自动连续顶推系统称重，也是试转的一部分。

应用电脑程序设置为尽量低速转动，称出转体桥不平衡转矩，仔细用灯光照射16个支墩与滑道的缝隙，有缝隙的支墩方向视情况，由甲方根据情况添加配重块，多次反复至配重块平衡为止。

在进行上述工作中实时检测关键受力部位如球铰、上下转盘、滑道是否产生裂纹及其它异常，发现问题及时停止试转，彻底排除后才能转体施工。

正式转体

①各项工作全部就绪，气象条件符合要求，自动连续顶推千斤顶、泵站、分控制台、指挥总监控台各岗位人员到位后，转体人员接到总指挥长的转体指令后，启动动力系统设备，并使其在“自动”状态下运行。

2各检测点工作人员，实时监测桥梁设置的观测基点的位移、球铰、滑道、滑墩，有异常及时反馈情况给控制台，总控人员应当立即下令停止转体施工。

3桥面两端头中心轴线合拢前2米内时，监测点工作人员开始给控制台倒数报告监测数据，每10厘米报告一次；在30厘米内，每1厘米报一次；在5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。

当由于转动惯性或测量误差，在复测发现已经过转时，可用2台200t千斤顶组成的力偶助推系统，反向顶撑脚，使转动体回转至设计位置。

6、转体施工设备使用

南

岸

主

控

台

1号

液压泵站

1号

顶推千斤顶

2号

液压泵站

2号

顶推千斤顶

北

岸

主

控

台

1号

液压泵站

1号

顶推千斤顶

2号

液压泵站

2号

顶推千斤顶

笔记本监控

无线监控

（系统结构组成图）

结构原理：

本系统的连续顶推原理是通过连续顶的前顶和后顶交替工作，达到顶推力不间断传递的效果。

为保证顶推力不间断传递，本系统通过PLC采集装在千斤顶上接近开关的位置信号，控制前顶和后顶活塞的交替伸缩，出力顶在前顶和后顶间无缝交替，满足连续顶推的要求。

系统的操作

安装：

将主控台、泵站、连续顶安放到位，主控台与泵站之间用12芯的电磁阀电缆和4芯的压力传感器电缆连接；主控台与千斤顶之间用10芯的接近开关电缆连接；主控台和泵站分别接入三相380V电源并且机壳可靠接地。

通电试机

A、首先给泵站接通电源，检查所有油路都正确安装完毕后，启动泵站，逐一按动“前顶进”、“前顶回”、“后顶进”、“后顶回”，检查动作是否正确，如不正常检查油路是否接对直至正确。

B、待泵站本地手动运行正常后可对主控台进行联机调试。

将泵站控制箱上的联机旋钮旋到联机上，主控台未开机前首先按下面板上急停按钮，将右上角电源开关旋钮旋到右侧接通电源，电源指示灯亮和触摸屏有显示表示电源接通，触摸屏启动完毕后可进行以下操作。

手动操作：

将自动/手动选择旋钮转到手动位置，旋起急停按钮，可通过旋钮开关分别单选1#~2#顶,也可选全部顶，按下主控台的前顶伸缸、前顶缩缸、后顶伸缸、后顶缩缸，分别对选中的1#~2#连续顶进行手动控制前顶和后顶的进退。

自动操作：

待手动操作无异常后，可进行自动操作。

手动操作使前顶和后顶活塞运行回到油缸底部，泵站控制箱上的手动/自动旋钮旋到自动，按下“自动启动”即可实现1#~2#顶的同步联动，检查实际工况是否与显示屏结果一致，如果一致则通电试机正常，可进行下一步实际工作。

自动工作时“自动启动”按钮灯绿色常亮，再按一下，绿灯闪，表示暂停，关闭电磁阀油路，再按一下回复自动状态。

实际工作：

连续顶穿好钢绞线并手动操作连续顶预紧后可以进行自动操作，操作方法和试机的方法一样，当出现异常情况可按下“自动停止”或“急停”按钮停下正在的作业，待排除异常后继续运行。

7、施工人员组成

转体设备操作施工人员总计七人。

各岗位分别为转体总操作台指挥人员一名，每边设备操作人员：

主控台操作员一名、泵站与千斤顶操作员两名；两边共六名操作人员；总控指挥人员一名。

连续转体过程中，转体操作组指挥根据现场反馈的情况，分别对主控台操作员下达加快、减慢、暂停、点动、停止、关机等命令。

序号

名称

人数

备注

1

项目经理

1

3

技术人员

6

5

测量员

甲方提供

6

质量、安全员

7

电焊工

2

8

电工

2

9

普工

10

8、质量保证措施

1项目经理担任质量领导机构组长，设置兼职质检员负责监督、检查施工质量，实行岗位质量责任制。

2认真培训现场操作员工，至每名操作员工能单独熟练操作自己掌管的设备。

3在转体运行中实时检查上下转盘及滑道等转体运动的关键部位，撑脚与下滑道的间隙要控制在5~7mm。

4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。

5整个转体过程中，应密切监测转体结构的标高、轴线位置及平衡情况。

6千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，高度与预置钢绞线中心线相平，并且两对称千斤顶的中心线要相互平行。

7绕上转盘牵引钢绞线索在转体施工前应受到精心保护，严禁受到任何损伤。

转盘上的锚固点应当上紧夹片防松板。

8两顶的A、B两束在缠绕上转盘时不能交错缠绕，应分层盘绕，使其在转动转盘时，A、B两束牵引钢绞线不被缠绕。

9、安全保障措施

1项目经理担任安全领导机构组长，设置兼职安全员负责安全检查工作，确保施工安全。

2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。

3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。

4ZLD连续顶推系统设备必须有专人负责,在中途停机时不得给非专职操作人员随意触动设备。

5ZLD连续顶推系统配备有防雨布，在下雨时防止电气机械控制设备受潮,各配电线路符合安全用电要求。

6工作前检查整个系统无异常时才能开始工作，特别注意检查钢绞线、反力架等受力部位的工作情况，有异常情况及时通报总操作人停机检查。

7在牵引钢绞线受力时，周围及千斤顶的正后方、锚固点的正对方向严禁站。

10、预计转体施工工期

乙方计划总工期为十六天。

乙方安装准备工期为十五天内，正常转体施工周期为一天。