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1、高桥墩施工的竖直度控制?26?辽宁交通科技2002.12高桥墩施工的竖直度控制李胜杜程(辽宁省路桥建设三公司.沈阳110021)张涛(内蒙古呼盟公路管理局,海拉尔021000)李忠维李宝权郭玉新(辽宁省路桥建设三公司.沈阳110021)摘要本文介绍了在桥梁工程施工中影响高桥墩竖直度的主要因素及其控制措施.关键词桥梁施工竖直度控制1引言丹本高速公路第八合同段位于辽宁省丹东凤城市境内,全长9.4km.标段内有两座特大桥东高家堡大桥和四台子大桥,桥长分别为838.494m和1693.465m.由于地处山岭重丘区,该处路线填高达30m,为减少占地,防止生态破坏,在设计上采用了高架桥的方案.桥梁的下部结
2、构采用1.41.4m方形双柱式桥墩,柱中心间距6.80m.东高家堡大桥最高墩柱高为24.58m,平均墩柱高为20m;四台子大桥最高墩柱高为28.19m,平均墩柱高为25m.竖直度是衡量墩柱工程施工质量的一项重要指标,控制好高桥墩的竖直度则是保证工程质量,确保大桥竣工后行车安全的前提条件.为了完成好这项关键性工作,项目经理部将高桥墩竖直度控制列为标段重点攻关课题进行解决.2影响墩柱竖直度的主要因素2.1墩柱施工工艺流程平整场地墩柱钢筋骨架绑扎,焊接I-_钢筋制作墩柱模板支立测量定位,校正模板浇筑墩柱混凝土混凝土养护拆膜模板修整,刷脱模剂制作混凝土试件达到设计强度的30%图1墩柱施工工艺流程2.2
3、影响竖直度的主要因素通过对墩柱施工工艺流程的分析可以看出,影响墩柱竖直度的主要因素有以下几项:(1)墩柱钢筋骨架安装的竖直程度.(2)墩身模板的强度,刚度,稳定性及校正情况.(3)施工测量的精确度和准确性.3施工过程中的控制措施3.1墩柱钢筋骨架安装的竖直度控制3.1.1脚手架的搭设墩柱钢筋骨架安装时,需在脚手架上设定位框以保证主筋的位置准确和骨架的竖直度,所以脚手架要有足够的稳定性.我们选择了安装拆卸比较方便的碗扣式钢脚手架.厂家向我们推荐四排式和三排式两种脚手架支立方案,我们认为这两种支立方案虽然稳定性好,但支拆所需人工较多,时间较长,并且所需标件数量多,成本高,经过认真研究,采用复合式布
4、设,即底2/3H采用三排式,上1/3H采用双排式,即节省了人工提高了支拆效率又降低了成本.搭设脚手架前场地平整好,要求平整后的地面密实,压实度90%.在夯实的地面上铺设道木.支立脚手架.支完第一层后调整底脚螺栓,使架顶水平,然后向上搭设脚手架.脚手架安装过程中,及时沿脚手架四周在顶端和中部设风缆,防止脚手架倾斜或产生变形.测量工在承台顶精确放出墩柱轮廓线,给出墩柱中心点(此前应将墩柱位置的承台表面进行凿毛处理,以利墩柱混凝土与承台混凝土结合成整体).在脚手架上每隔56m设一处用于固定墩柱钢筋骨架尺寸的用木方制成的定位框,定位框上标明每根主筋的位置,定位框的形状与钢筋骨架外轮廓一致.设立定位框时
5、,操作工人用垂球定准四角和中心,保证与承台顶的墩柱的骨架轮廓线吻合.下面三处定位框外侧档板在主筋就位后再安装以便于钢筋安装.第25卷第6期辽宁交通科技?27?在脚手架顶部设立吊运钢筋的滑轮.主筋按计算长度在钢筋生产区一次配料采用闪光对焊加工完成,钢筋绑扎时先将主筋吊起就位与承台顶墩柱预埋钢筋对准,轴线一致,采用带肋钢筋冷挤压接头技术进行机械连接.主筋连接后,-ggL点焊箍筋,并及时焊接加强箍筋以保证钢筋骨架稳定牢固.钢筋骨架安装完成后,撤除定位框.3.2墩柱模板安装的竖直度控制3.2.1模板的结构形式按照墩柱一次浇筑成型以便于竖直度控制并保证施工工程质量的原则进行模板设计.首先计算模板承受侧向
6、压力.(1)新浇混凝土对模板侧面的压力P=0.22ytoKlK2V试中P一新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(kPa);7一混凝土的重力密度,采用24kN/m;t.一新浇混凝土的初凝时间(h),采用经验公式t.=200/(T+15)计算(T为混凝土的温度);按较不利的气温T=10计算to=8h;V一混凝土的浇筑速度(m/h);按混凝土拌和站正常状态下每20min搅拌完成一辆混凝土运输车6m混凝土,混凝土泵车将混凝土交替输送到两根柱模板内,由此计算出V=4.59m/h;Kl一外加剂影响修正系数.不掺外加剂时取1.0,掺具缓凝作用的外加剂时取1.2,此处取1.0;K2一混凝土坍落度修正系数.当坍落度小
7、于30mm时,取0.85;5090时取1.0;110150mm时,取1.15;此处取1.15.P嘣=0.222481.01.54.59z=104(KPa)(2)振捣混凝土时产生的荷载为4kPa;(3)倾倒混凝土时冲击时产生的水平荷载为2kPa.计算得出的模板允许承受侧向压力为110kPa.由此设计模板的面板,支撑竖肋,横肋,柱箍的结构形式,尺寸,间距等(计算过程从略).墩柱模板为定型组合钢模板,每节由4块平面模板组成.高度分节基本块为1.5m,面板厚5mm,边框为角钢80;支撑竖肋为三道槽钢80间距350mm;横肋为86mm钢板,宽度65mm,间距500mm;柱箍为双根100槽钢,柱箍间距75
8、0mm.模板与模板之间用M20的螺栓连接,间距200mm,同时用角连接板紧固,每个角连接板配四个锥销.3.2.2模板的支立安装采用1t卷扬机和安装在脚手架顶部和底端的滑轮组吊立模板.支立模板时,严格按测量给定的墩柱轮廓线控制最底层模板,防止模板偏位,在每层模板的顶边粘贴海绵条防止漏浆.当墩柱低于15m时,在柱顶部设六道风缆固定,当墩柱高于15m时,在墩柱中部和顶部分别设六道风缆固定,两根柱中间每隔56m内侧用两根1010cm木方支承,用怊的钢筋拉线固定形成一体.模板安装完毕,对竖直度轴线偏位进行测量复核,对模板的节点联系,纵横向稳定性进行检查,合格后浇筑混凝土.3.3混凝土浇筑施工混凝土为混凝
9、土拌和站拌制,混凝土搅拌运输车运输,混凝土输送泵车向上输送混凝土.为了防止离析,减小混凝土对模板的冲击力,在模内安装串筒,串筒下口距底面高度不大于2m.浇筑混凝土时注意按照模板设计容许侧压力值控制混凝土浇筑速度以防发生涨模现象,导致结构尺寸和竖直度的改变.当第一根墩柱浇筑至25m时(根据施工时气温确定每节段浇筑高度,一般气温较低时取下限值,气温较高时取上限值),浇筑另一根墩柱,如此往复,直至浇筑至柱顶标高.浇筑混凝土过程中,派人检查模板变形,位移变化情况,发现问题及时处理.3.4施工测量的质量控制在桥梁施工测量中,主要工作是墩台定位测量,墩台高程测量,墩台竖直度的测量.对于竖直度测量,传统的方
10、法是采用悬挂锤球或用经纬仪垂直投影来传递坐标.这两种方法均受施工场地及周围环境的制约,当视线受阻或自然条件较差时,施测难以进行.为保证大桥测量的精确度,大桥施工测量使用全站仪.测量仪器为TOPCONGTS711型全站仪,该仪器精度为:测角2,测距2mm+2ppm,测程2.4km(单镜).在距离大桥中线约400m处设永久固定点作为控制点,控制点间距为400m.墩柱放样轴线时采用直角坐标法.以大桥的前进方向为x轴(曲线段则以墩柱中心桩号的切线方向作为x轴),建立直角坐标,测出墩柱的纵横轴线.在支立墩柱模板时,根据测量放出的纵横轴线和墩柱轮廓线施工.模板支立过程中,及时用锤球进行校正,此时可以达到1
11、520mm的精度;模板支立完毕,用全站仪校正模板顶端,用钢筋拉线调正模?28?辽宁交通科技板,可达到5mm的精度.4结束语在墩柱施工过程中,在加强钢筋骨架,模板支立,测量放样等施工过程控制的同时,注重加强各道工序的自检,互检和专检工作,使竖直度指标得到有效监控.通过检测结果可以看出:墩柱的竖直度四台子大桥纵横向最大值为19mm,14mm,最小值为2mm,lmm.平均值为7.20mm,6.52mm,东高家堡大桥纵横向最大值为13mm,12mm,最小值为2mm,2mm.平均值为6.78ram,5.95mm.完成了本项课题的研究任务,达到了预期目的.收到了较好的效果.为今后施工打下了基础.(上接第1
12、8页)算,由HY点(C点)及O点的已知桩号求之.计算/xBOC中BOC的值:BOC:一a3.计算lOAl的值(近似计算):lOAllABl/tgBOC.计算lCAl的值:lCAllOAl_lOCl.计算圆曲线段的偏角a5,0【6,a5=0【6=arcsin(1CAl/2/R).计算BAC的值,BAC=90.一0【6.则:lBCl=(1ABl+lACl一2*lABl*lACl*ccsLBAC).BCA=arcsin(1ABl/lBCl*sinLBAC).ABC:arcsin(1ACl/lBCl*sinLBAC).BCO:180.一BCA一一as;OBC:180.一BOC一BCO再由已确定的lOC
13、l值反求lBCl的值为:lBCl=lOCl/sinLOBC*sinLBOC根据已求的lBCl的值计算OBC的值及ABC的值.设圆曲线的圆心为O,AOCB中:lOCl=R,lOBl=RlABl,lABl为已知桥宽,计算OBC的值:OBC=arccos(1OBl+lBCl一lOCl/2*lOBl*lBC1)则:ABC=180一OBC.最后根据已求的lBCl,ABC及已知的lABl重复计算lCAl的值.lCAl=,/lABl+lBCl2*lABl*lBCl*cosLABC.再次计算圆曲线段的偏角IZ5,a6.公式同前.重复上述的计算过程.计算BAC,计算lBCl,BCA,CBA.计算BCO,OBC继
14、续由已确定的lOCl值反求lBCl的值.再次根据已求的lBCl值计算OBC,ABC的值及由已知的lABl值重复计算lCAl的值.并对lCAl的值与前次计算值进行比较,如不满足其两次计算误差值小于一个规定的小数e时,重复上述的计算过程至满足止,结束计算.A点即为斜弯桥墩台边线点B对应的中线点位置.则B点高程即可计算(同前述).且根据已确定的上述各项数值,该桥梁墩台中轴线处的斜向宽度及其墩台的长度尺寸采用下式可计算:lOBl=,/lBCl+lOCl2*lBCl*lOCl*cosLOCB)右侧(幅)桥的计算:因其全部在缓和曲线段内,具体计算过程前已详述,对此不再重复.至此,运用叠代法(渐近法)计算桥梁中斜弯桥的理论分析过程论述完毕.该方法已在沈丹高速公路曾家大桥的计算中做了具体的应用.现对其做进一步系统的整理.供参考.