南岸三桥预应力混凝土V型墩施工技术.pdf

第3 期 2 帅6 年3月 广东土木与建筑 GUANGD0N G ARCHI TE C T URE CI VI L ENGI NE E RI NG NO 3 MA R 2 6 南岸三桥预应力混凝土 V型墩施工技术 崔仁 海 刘春 燕 ( 1 、 广 东翔飞公路工程监理有 限公 司 广州 5 1 0 5 0 7 ；2 、 广州大鹏房地产有限公司 广州 5 1 o o 6 0 ) 摘 要 ： 分析南岸三桥 V型墩 连续刚构桥的结构特点 ， 着重介绍预应力混凝土 V型墩 的施 工方法及相 关施 工技 术措施等 供施工人 员参考。 关键词 ： V型墩连续刚构桥 ；空间多向斜肢支撑体 系；墩 身预应 力；劲性骨架 ；临时拉杆 V型 墩 是近 年 发 展 起来 的桥 墩 结 构 。 V 型墩 连 续刚构桥的主要特点是线形流畅 。 桥型美观 。 节约材 料用量 ， 但受力较复杂 ， 施工精度要求高 ， 难度较大 ， 因能实现功能、 艺术 、 技术与经济的合理结合而被推 广应用。如深圳下洞大桥 、 义乌宗泽大桥 、 南运河大 桥 1 _ 3 以及在建的广州新光快速路新光大桥等都采 用 了 V型墩身 丰富和发展 了该类桥墩结构设计和 施工方面的资料 ， 并不断得到完善和提高。本文介 绍的南岸三桥 V型墩在结构设计方面上有所突破 。 在 施工 经验 和技术措 施方 面积 累 和总结 了成 功的 经 验 ， 可供同行参考。 1工程概况 南岸三桥位于东莞市石龙镇 是一座跨越东江 南干流的桥梁。该桥于 2 0 0 4年 3月动工， 现主体结 构基本完成 。 开通运行后将为当地经济发展起到重 要作用。该桥主桥为四跨变高度预应力混凝土 V型 墩连 续刚构桥 。 桥长 L = 2 2 7 m。 跨径组 合为 4 0 m+ 2 x 7 3 5 m+ 4 0 I T I 。 桥面 标 准 宽度 2 x 1 2 5 m 采 用 左 右 两 车 道分离式结构， 每侧主梁为单箱单室箱梁。 2 南 岸三桥 V型 墩及 其特 点 2 1 空间多向斜肢支撑体系 本工程 V型墩 由2块薄壁斜板组成 墩顶 固结 箱梁 o # 块 ， 每块斜板 中间按倒 V字形镂空 ， 形成两 斜肢( 如图 1 断面图) 。 使 V型墩形成空间多向斜肢 支撑体系 。 斜肢为预应力钢筋混凝土矩形截面 。左 右肢 ( 顺桥 向) 下端与承 台相交形成台座 ， 且与台座 交接处用半径 3 0 e ra圆弧过渡 。 台座为实心矩形截面； 箱梁 块底 板长 1 5 m，为 预应 力钢筋 混凝土矩 形截 面 左右肢与箱梁 o # 块底板用半径 5 0 e ra圆弧过渡 。 左右肢高差最大为 5 0 e ra。 空间多向斜肢支撑体系增加了结构的整体性 使受力更合理 ， 但受力相对复杂 ， 施工难度较大。 2 2 墩 身施 加 预应力 本工程是 目前我省第一座墩 身施加预应 力的 V 型墩结 构桥 梁 。 其 V型 墩柱 呈 空 间多 向倾 斜 支撑 状态 ， 且每个斜肢 中线在顺桥向均与承台有不 同的 交角 。 形成复杂受力体系 设计 中在墩身沿斜肢方 向加设预应 力束 ， 改善 了受力状态 。 节省了钢筋用 量 ， 同时墩身斜板可设计得较薄 ， 使桥身显得轻巧 。 2 _ 3 连续 3个 V型墩的使用 目前 国内连续使用 3个及 以上 V型墩的工程 实例并不多见， 本工程 6 墩 3个 V型墩的连续使 用使该桥整体受力状况更为复杂 且每一阶段的施工 都会对既有结构的内力和线形产生一定影响 并最 终影响成桥后 的结构 内力和线形。经各方研 究 决 定 由华南理工大学对该桥进行施工监控 以便进行 信息化施工 。施工单位除认真部署施工方案外 还 要高度重视监控方 的监测结果 发现不利 因素时及 时整 改 ， 保 证 施工 过程 中桥 型 桥梁 变 形 协调 和 受 力 合理 ， 进一步确保成桥质量。 2 4 V型墩 连续 刚构 桥桥 型分 析 V 型墩连 续刚 构桥 属刚性 连接 。可缩 短计 算跨 图 1 主 桥 桥 型 及 断 面 图 径和大 幅削减跨 中和支点部 位的弯矩峰值。故梁高可设计 得较低 ， 使桥梁结构更为轻型。 4 7 维普资讯 http:/ 2 伽 6 年3 月 第3 期 崔 仁海等： 南 岸三桥 预应力 混凝土V 型墩施 工技术 MA R 2 0 0 6 N 0 3 3 V 型墩 施工技 术 3 1 施 工方 案 的确 定 根据本工程 V型墩空间多 向斜肢 支撑体 系的 特点， 施工单位进行 了专项施工组织设计 ， 并经多个 方 案 的 比选 。 最 终 确定 墩 身斜 肢 采 用 劲性 骨 架 作 为 施 工荷 载 的 主要承 重 结构 ； 落地 支 架 作 为施 工 操 作 平台； 分 4节段浇注混凝土， 采用定型翻转模板进行 分段施工 ； 左右两斜肢之间设临时拉杆， 以保证 V型 墩根部混凝土不产生过大的弯矩 ， 以防止墩身根部混 凝土开裂 3 2 施 工 流程 根 据混 凝 土 的浇 注 节段 数 。 分 4个循 环 过 程进 行施工 ， 每一阶段的施工流程为 ： 加高临时支墩和落 地支架一安装轻型劲性钢骨架一安装钢筋及预埋件 ( 含监控件) 一提升模板一( 预埋临时拉杆孔道 ) 一浇 混凝土一监控测量一提升模板一( 安装临时水平拉 杆 ) 一 ( 张 拉 临 时 拉 杆 ) 一 下 一 节 段 施 工 ， 最 后 张拉 V型墩预应力束和拆除临时拉杆 ， V型墩施工完毕。 3 3 施工平 台 的搭设 施工 平 台利用 原桩基 施 工平 台直接 搭设 钢管 支 架 ， 上铺 I ( Y槽 钢 ， 并 满铺 木 板 作 为 工 作平 台 ， 由于 施工荷载主要 由轻型劲性钢骨架承担 ， 操作平台只 需满足承受施工人员站位操作及机具摆放等要求。 3 4轻型劲性钢骨架 ( 1 )轻型劲性钢骨架及 临时拉杆布置( 如图 2 ) 劲性骨架是施工 中钢筋 、 模板及混凝土浇筑的 主要承重体系， 按支撑立模受力设计 ， 单肢墩身内主 要 受力 立杆 采用 6榀背扣 1 6 槽 钢 ，横 桥 向双 排各 设 置 3榀 ； 顺 桥 向 、 横 桥 向水平 连杆 和腹杆 分 别采用 2 L7 5 x 7 5 x 5角钢和L6 3 x 6 3 x 6角钢 ； 各杆件通过节 点板焊接组成立体桁架 ， 以保证整体稳定性。 考虑到 实际施工中箱梁 块施工时 V 型墩两侧会承受较大 荷 载 ， 为保证变形在允许范围内 ， 在 V型墩施工过 程 中设 置 双层精 扎螺 纹钢 临时拉 杆 。 ( 2 )劲 性骨 架 的安装 事 先在 承 台 内进行 预 埋 ， 然 后 根 据施 工 段逐 渐 接长 ， 预埋 阶段 是劲性 骨 架安 装 的关键环 节 ， 因此需 准确定位 。 满足施工设计要求 。接长段严格按照相 关尺寸及有关规程进行现场制作及拼装成整体后进 行 吊装 。 由于骨 架 随 V撑 成 空 间多 向倾 斜 ， 安 装时 应综合考虑各方向的控制要点 。 根据设计要求严格 控制预偏值及倾斜度， 并多断面、 多方向地进行控制 复核 。 3 5 墩身预应力束预埋及钢筋安装 墩身预应力束一次埋设到顶 ， 其 中锚 固端埋于 承 台 内 ， 根据设 计长 度整 根一 次下 料成 型 ， 并 对锚 固 端挤压 ， 然后根据设计位置沿骨架布设波纹管， 最后 穿钢 束 。 由于斜肢 内钢 筋有一 定 的倾斜 度 ， 且 钢 筋较重 ， 故安 装前 需在 劲性 骨架 上精确 放样 定 出钢筋 的 临时 定位架 ， 为保证钢筋倾斜度不超出设计允许范 围及 临时定位架不变形 ， 在临时定位架上适当加设斜撑 焊接在劲性骨架上 ， 形成稳定的受力体系， 然后将钢 筋逐步定位绑扎牢固。 在钢筋安 装过程 中 ， 遇 到劲 性骨架 与钢 筋相互 干 扰时 ， 不得将钢筋或骨架切断 ， 可根据有关规定通过 调动钢筋位置来加以避免。钢筋安装应结合模板安 装进行 ， 为避免钢筋挡住模板的对拉螺丝 ， 应先定出 对拉螺丝的准确位置 ， 适 当调整钢筋位置避免与对 拉螺丝 冲突 ， 但不得将钢筋切断。 3 6 模 板施 工 模板施工在墩柱外围预埋件安装后进行 。 采用 大块定型预制翻转钢模板 ， 通过对拉螺丝 连接在劲 性骨 架 上 。施 工 流程 如下 ： 现 场 预制 一涂 脱 模 剂并 拼装成型一整体 吊装到墩身处拼装一定位固定并调 节倾 斜度 。 ( a )顺桥 向 ( b )横桥向 圈 2劲性骨架及临时拉杆布置圈 每一施工阶段上下底模及侧模通过角 钢连接成一体 ， 并加设高 5 0 ram的 A 3钢板 条作为加劲肋 ， 间隔 3 0 0 x 3 0 0 ， 外侧加设纵 界 线横 向的 I ( Y槽 钢加劲 撑 ， 纵横 向间 隔分 别 为 6 0 0 m m和 1 2 5 0 mm， 以保证其整体性和减小 变形。弧形部分配合木模板施工 ， 要求定位 准确和安装牢固，施工 中注意预埋临时拉 杆 孔道 维普资讯 http:/ 2 伽 l6 年3 月 第3 期 广东 土木与 建筑 MA R 2 帅 6 N 0 3 3 7 混 凝土 浇筑及 临 时拉杆 的张拉 V型墩混凝土分 4段进行浇筑 ， 其中第 4段与箱 梁底板一起施工。 采用泵送混凝土浇筑 ， 使用插入式 振捣器分层振捣 。当浇筑高度 2 m时 ， 宜采用漏斗 及串管的施工方法 使混凝土在下落过程 中不会产 生离析现象。浇筑过程中用橡胶锤敲打模板外侧协 助振捣 ， 使其振捣充分 ， 避免出现蜂窝和麻面。 浇筑第四段及箱梁底板时 在 V撑两斜板中间 设钢 管 柱临 时支 撑 ， 防止 浇筑 箱梁 0 块 时底 板挠 度 过大 ， 出现 裂缝 。 分节浇筑时， 新 老混凝土接触面应凿毛和冲洗 干净 。 浇筑完毕后应做好养护。 在 V型墩第 1 、 2 段混凝土浇筑后 ， 张拉第 1 层临 时拉杆 ， 每根拉杆预拉力为 5 0 k N， 在浇筑完第 3段 混凝土后张拉第 2层拉杆 ， 每根拉杆预拉力为 8 0 k N。 3 8 墩身预应力钢束的张拉 墩身预应力束 的张拉在箱梁 块施工完毕后 进行 ， 采用单向张拉 。钢束张拉时采用双控 ， 即控制 张拉力及钢束伸长量 ， 实测伸长量与计算伸长量 的 允许 误差 6 。张拉 时本着 受力 对称 的原则 张拉 且分级 施 加荷载 ， 管道 压 浆应在 张拉 后 2 4 h内进行 。 4 结束 语 根据施工监控结果 ， 本工程 的桥型及 内力状况 良好 ， 进一步证 明该桥结构设计和施工方案是合理 的。总之 ，本工程在结构设计方 面丰富并发展了 V 型墩结构的应用 ， 在施工方面善于分析结构的特点 ， 运用相对成熟的施工技术及措施解决新问题 ， 做到 经济合理和质量保证 ， 可为类似桥梁设计和施工提 供 参 考 参考文献 1 梁定 ， 吴炼忠深圳下洞大桥 V型桥墩施工技术 J 公 路交通技术 ， 2 0 o 3 ( 1 O ) 2 褚人 猛义 乌宗泽 大桥 V型墩 和 梁 端施工 技术 J 西 部 探 矿 工 程 2 o o 1 ( 8 ) 3 贾 思虎南运 河大桥 V型 墩施工 工艺 J 华东公 路 ， 2 0 0 2 ( 4) 4 吴刚 ， 苏高裕东莞南岸 三桥设计 中的美学 思考 城市道 桥与防洪 M ， 2 0 0 5 ( 9 ) 5 广 东省公路勘察规划设计院东莞市石龙镇南岸三桥工 程 主桥 和引桥施工图设计 资料 C ， 2 0 0 3 1 l 6 J T J 0 4 1 2 0 0 0 公路桥涵施工技术规范 S 7 J T J 0 7 6 1 9 9 5 公路 工程施工安全技术规程 S ( 上接第 4 6页) 6结论 本工程采用振冲碎石桩加固软土地基， 竣工 2年 来使用情况 良好 ， 证明该方案是可行的。 根据场地区 工程地 质情 况 ， 与预制桩 方 案相 比 ， 振 冲碎石 桩 的主 要材料 可就 地取材 ， 节 约 了钢 材 与水 泥 ， 并缩 短 了工 期 ， 经济上节省了投资 ， 适于有特殊要求场地的大面 积地基 的加固处理。实践证 明， 振 冲碎石桩施工工 艺简单 ， 质量控制易于掌握 ， 在广东省珠江三角洲地 区有一定的推广应用价值。 参考文献 1 牛志荣等复合地基处理及其工程实例 M 北京 ： 中国 建 材 工 业 出 版社 2 0 0 0 2 徐至钧振冲法和砂石桩法加 固地基 M 北京 ： 机械工 业 出版 社 2 0 0 5 3 J G J 7 9 2 0 0 2 建筑地基处理技术规范 S 4 9 维普资讯 http:/