软弱地基钢筋混凝土拱桥顶推施工技术研究.pdf

第 3 8卷第 1 0期 2 0 1 1年 1 O月 建筑技术开发 Bu i l d i n g Te c h ni q ue De v e l o p me nt Vo 1 38， No 1 0 0c t 2 011 软 弱地 基 钢 筋 混凝 土 拱桥 顶推施 工 技 术研 究 么传杰潘凤 高 齐建 忠许守建 张全市 ( 山 东聊建 集 团有 限公 司 ，山 东 聊城 2 5 2 0 0 0 ) 摘要 随着我 国建筑交通事业 的发展 ， 钢筋混凝土拱桥 因其具有 受力均 衡 、 造 型美观 等一 系列优点 ， 在交通 建设 中 得到 了广泛应用 。但在软弱地基上建造钢 筋混凝土拱桥 有一定 的难度 ， 对 如何在软 弱地基上 控制其 两端 桥 台的变形量进行 了分析研究 。 关键词 软弱地基 ； 混凝 土拱 桥 ； 顶推卸载 ； 节能环保 中图分类号 U 4 4 5 4 6 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X( 2 0 1 1 ) 1 0 0 0 5 5 0 3 在 我 国桥 梁 系列 中 ， 拱 桥 作 为 一种 古 老 的 桥式 以其跨越能力大 、 承载能力高、 可用地方材料 、 造价 经济、 养护维修费用少 、 造型美观等特有的技术优势 而 成为建 筑 历 史 最 悠 久 、 竞 争 力 较 强 ， 并 且 常 盛 不 衰 、 不断 发展 的桥 梁 形 式 。 随着 我 国城 市 化建 设 的 逐 步推进 ， 钢 筋混凝 土 拱桥 作 为 拱 桥 的一个 主要 结 构形 式也 不 断 出现 在道 路建 设 中 。但 在 软弱地 基上 建造 钢筋 混凝 土拱 桥 具 有 一 定 的 难度 ， 必须 严 格 控 制其 两端 桥 台 的变 形量 ， 保证 拱 桥安 全 。 本 文结 合 我 单 位 施 工 的 聊 城 利 民路 徒 骇 河 钢 筋 混凝 土 拱 桥 施 工 技 术 经 验 ， 对 钢 筋 混 凝 土 拱 桥 顶 推施 工 技 术 进 行 了分 析 研 究 ， 并 且 实 践 证 明 该 技 术取 得 了 良好 的 应 用 效 果 ， 经 查 新 该 技 术 为 国 内首例 。 1 工程概 况 聊城 市利 民路 徒骇 河五 跨钢 筋混 凝土拱 桥 座落 在黄 河 冲积平原 上 ， 长 1 8 8 m， 宽 3 5 m， 各 跨 的矢 高 比为 1 1 0 ， 属 典 型的欧 式 风格 坦 拱 桥 。桥 墩为 薄壁 空心桥 墩 ， 不承 受水 平力 ， 全部 水平 推力 由两 端桥 台 和阻滑板承受 ， 设计允许变形量每端为 5 m l n ， 因此 防止桥 台发生过量变形是确保桥梁安全 的相当重大 的技术 难题 。 2 施 工工 艺 2 1 工 艺 流 程 施 工准 备一 安装 监测 仪器一 安 装并 调试 计算 机 中心机房及顶推设备一顶推施工一桥 台基础二次注 浆 、 间 隔缝浇 筑混 凝 土 。 2 2 工 艺 原 理 在 钢 筋混 凝 土 拱桥 拱 圈合拢 达 到设 计 强 度后 ， 收稿 日期 ： 2 o i 1 0 71 5 作者简介 ： 么传杰 ( 1 9 8 1 一 )， 山东聊 城人 ， 毕业于青 岛理工 大学 ， 本科 学历。工程师 ， 注册建造师 ， 从事工程技术质量管理工作 。 采用 数 台数控 油压 千斤 顶通 过桥 台与 阻滑板 之 间 的 间隔缝 ， 同时对 两端桥 台及阻滑板 实施顶推。通过 提前施加的水平推力 ， 使 阻滑板后的地基土更加密 实 ， 使 两 端桥 台 向河 中心产 生一定 的变 形量 ， 并通 过 桥 台基础 压密 注浆 施工 时预 留下 的注浆 孔 实施 二次 压力 注浆 ， 从 而大 大 提 高 了桥 台 及 阻 滑板 抵 抗 水 平 推力 的能 力 ， 确保变 形量 控制 在设 计要 求范 围 内 。 同时 ， 顶推 施工 过程 ， 通 过控制 千斤 顶 的计算 机 中心机房 ， 以及 埋设 于 阻滑板 内的位移 传感 器 、 百分 表实施 全 过程 的施 工 监 控 量测 ， 对 变形 量 及 水 平 推 力实 行双 控 ， 凡 一项 指标 达到 设计 要求 ， 顶推 施 工 即 可完 成 。 3具体 实施过 程 3 1 施 工准备 1 )拱 桥 的台后 阻滑板 施 工完毕 ， 且 阻 滑板 的混 凝土 强度 达到设 计要 求 的 1 0 0 。在 阻 滑板 施 工 过 程 中 ， 要 埋设 好 位 移 传感 器 。阻 滑板 的 台后 回填 土 分层 回填 至设计 标 高 。见 图 1 。 一 阻滑板 、 车措 鲁 一 2 )拱桥 的各 跨按 照要 求进 行 了合拢 ， 且 各 个合 拢 段 的混 凝 土 强 度 达 到 设 计 强度 的 1 0 0 ， 合 拢 处 混 凝土 弹性模 量 达到 1 0 0 。见 图 2 。 图 2 拱桥各跨合拢 55 第 l O期 么传 杰 ， 等 ： 软弱地基钢筋 混凝 土拱桥 顶推施工技术研 究 第 3 8卷 3 2安 装 监 测 仪 器 在拱 桥边 跨 的跨 中 、 1 4跨 位 置 ， 以及其 它 中 间 跨 的跨 中位 置设 置好 竖 向变 形位 移计 ( 采用 百 分 表 进 行测 量 ) ， 如 图 3 ； 桥 墩 及 桥 台 与 阻 滑 板 之 间 已设 置好 水平 位 移 计 ， 桥 台上 面 设 置 好 竖 向位 移 计 ， 如 图 4 2 2 5 1 大样口 口 口 图 3拱桥边跨跨 巾 ， 1 4跨位 置及其它 中间跨 的跨 中设 置竖向变形位移计 板 图 4 桥 墩 及 桥 台与 阻 村 板 之 I司设 置 水 半 位 移计 ， 桥 台上面设置竖向位移计 3 3 安装 、 调 试计 算 机 中心机 房 及 顶 推 设 备 ( 如 图 5) 为确 保 顶 推 过 程 中 ， 各个 顶 推 千 斤 顶 在计 算 机 中心 机房 的控 制 下 实施 联 动 ， 必须 进 行安 装 前 的调 试 。调 试 的 内容 有 ： 千 斤 顶 的输 出 功 率 及 行 程 、 油 路 、 油路 接头 、 回油机 构动 作 的灵敏 可靠 性 、 油压 表 、 控 制线路 等 。 3 4 “ 顶 推 ” 施 工 顶推工 作是按 照分级加 载 、 循 环逐 步的方 式进行 施工 。在每一级 顶推前 ， 首 先测量 出桥 墩 、 桥 台、 阻滑 板 相对位 移 、 应 力原 始 初步 数 据 ， 在 每 级 顶 推力 施加 完毕后 ， 进 行这一 级顶推 的位移 、 应 力测 量 ， 并 与原始 数据进行 比对 、 分 析 。经确 认 后 ， 方 可 进 行 下一 级 顶 推 。如此循 环下去 ， 直至顶推 完成 为止 。顶推施 工 _T 艺流程示 意 图 ， 施 工 中的具体 要求有 以下几点 。 5 6 建 蓬 位移传感 ； l 一一一 l 一一 一一 f 1 l ： _ | 1 _ J J 一 工 业 网 线 f ， ： ： 1 千斤职 - j 【 ； 【 J 1 l 蔺。 桥 台 R 台 ： ：蠲 _ | I l l 千斤珂 ： 阻滑板 ： I l l ： 阻滑板： l l I I I l 1 l i I 一 一 1 一 一 一 一一 T 一 厂 。 一 一 r 一一 一 一 一 厂 一一 J I l i I l 1 I I l L 一 一 I一 一 一 千斤 ! 【 1 一 r I l 1 l l I 一 一 一 一 一 一 一 一 厂 一 一 千斤 l l l I I I I l I I I 1 l l I 1 l l 图 5 安 装 、 调试计算机 中心机房及顶推设备 3 4 1 施 工 工艺 流程 示意 ( 图 6 ) 顶推设备的安装、调试 I 桥墩、桥台、阻滑板位移、应力原始数据测量收集 l 进行第一级加载、顶推 I 加载完成后，测量各点位移、 应力数据 I 进行数据比较，设计与实测比较 I 经过数据比较 ，对结构状态进行判断 、 综合评价，并下达下步指令 4 根据指令进行下步施工，循环上述步骤环节，直至达到设计效果 图 6施 工 工 艺 流 程 3 4 2 顶 推加 载施 工 1 ) 加 载分 级 在正 常情 况下 ， 要 分级 施加 顶推 力 ， 每级 加载 之 间 的时 间 间隔 为 2 4 h 。 当有 特殊 情况 时 ， 经设 计 、 监理 、 施 工等 各方 现 场 研 究 再 确定 是 否 可将 分 级 加 载值 适 当减小 或 增加顶 推 时 间间 隔 。 2 ) 监测记 录 加 载过程 中随 时监测 两端 千斤 顶 的实 际供 油压 力 和两 侧 桥 台 与 阻 滑 板 之 间 的 相 对 位 移 ， 并 做 好 记 录 。 3 ) 加 载 步骤 准备完毕后 ， 先根据安装在千斤顶上的精密 压力表调试油路设置油压和输 出油压 的关 系， 先空 载后 负 载 。 (下转 第 6 7页 ) 第 3 8卷 凌共 ： 民航 机场不停航施工的组织 与制度 建设 思考 第 1 O期 对 集 团各机 场 的运 行 情 况 、 安 全保 障要 求 做 到 心 中 有数 ， 能够结合机场实际拿 出切实可行的施工方案， 大大节约了时空成本 。为使场道业务综合保障做到 规 范 化 、 正规 化 ， 公 司还 在 I S O 三标 一 体 认 证 过 程 中 ， 通 过贯 标形 成 了程序性 文 件 ， 公 司不 停航 施工 的 制 度建 设迈 上 了新 台阶 。通 过 实 践 ， 我 们 认 识 到 民 航机场不停航施工的制度化建设是一项非常有意义 的探索性工作 ， 其 中最宝贵的经验就是让专业 的人 做 专业 的事 ， 在专 业化 队伍 的长 期配合 过 程 中 ， 通过 严 格 的组织 建设 形成 综合 优势 。 ( 上 接 第 5 6页 ) 按照提前制定的加载分级方案加载 ， 每一级 之间间隔 2 4 h 。输出油压到达指定数值后停 止， 进 行测 量 。每级 加载 必须 在全 部监 测点 的变 形测 量 结 果 出来后 进 行 。 当其 中一侧桥 台总位移到达设计要求数值或 者 单个 千斤 顶 累计顶 推力 达到 设计 要求 的推 力时 则 停 止该 侧桥 台的顶 推 力 ， 而 另 一侧 则继 续 顶 推 直 至 达到总位移到达设计要求数值或者单个千斤顶累计 顶 推力 达 到设计 要求 的推 力时 为止 。 3 4 3顶推 完毕 的后续 工作 1 ) 顶推 完成 后 ， 立 即进 行 浇筑 顶推 间隔 缝 处 的 混凝土。支设模板时， 要注意保护千斤顶 、 油压管。 2 ) 后浇 带要 采取 高 强 度等 级 混 凝 土 浇 筑 ， 要 掺 入 适量 混凝 土膨 胀剂 。 3 ) 当后浇混凝 土强度 达到标 准强 度 的 1 0 0 时 ， 方可撤除千斤顶 ， 再浇筑上剩余的后浇带部分。 4 ) 在浇 筑后 浇带 混 凝 土后 ， 要 立 即着 手 桥 台 的 注 浆工 作 。注浆 的 目的 ： 补 充 因顶 推 而 造 成 的 桥 台 与地基之间的空隙 ， 采用 4 2 5 4级水泥： 水： 水 玻璃 为1 ： 0 6 ： 0 0 6 拌制。 3 4 4 监 测技 术 与分析 确 保桥 梁工 程 结 构 安 全 的 关 键 是 全 过 程 监 测 顶 推 对 桥 台 、 阻 滑 板 的影 响 变 化 情 况 ， 及 时 、 准 确 的测量各 级加 载后 的变形量 ， 并 与分析 计算 值 比 较 ， 及 时 反 馈 指 导 设 计 和 施 工 。 主 要 监 测 的 内容 参 见 表 1 。 表 1监 测 项 目汇 总 序 监测 监测 监测 监测 号 项 目 仪器 次数 目的 每侧 桥 每次加 载完成后 ， l 台的水 平 位移 掌握 顶推 时 ， 传感器 1次 1 0 rai n ； 顶 推完 桥台变化情况 。 位移 成后， 1 次 0 5 h 。 每侧 桥 位移 每次加载完 成后 ， 掌握 顶推 时 ， 2 台的竖 向 传感器 1次 1 0 mi n ； 顶 推完 桥台变化情况 。 位移 成后 ，1次 0 5 h 。 每一 次 每次加载完 成后 ， 掌 握 顶 推 加 3 顶推的 油压表 1次 5 min； 顶 推 完 载过程 中 每次 加压 加 载 的稳 荷 载 成 后 ， 1次 1 5 m i n 。 定情 况 。 每一跨 每次加载完 成后 ， 掌握 顶推 时， 拱 圈各 点 4 百分表 1次 2 0 rai n ； 顶 推完 拱 圈 受 力 后 各 的 竖向 位移 成后 ， 1次 2 h 。 点变化情况 。 4 结束 语 就 软弱 地基上 的拱 桥采 用重 力式 桥 台和普 通 阻 滑板 相 比较 而言 ， 运 用 顶 推工 艺 并 采 用普 通 阻 滑 板 的设计方案 ， 可节约钢筋混凝土使用量 、 减少土方开 挖 回填量 以及不设置抗水平位移的围护桩等。拱桥 的顶 推施 工工 艺运 用 到具 体 工程 中 ， 既 可 以提 高 拱 桥 的安全 储 备 ， 预 防 桥 梁建 成 后 因 桥 台变 位 所 引 起 的病 害 ， 还可 以对 拱 桥 工程 因桥 台变 位所 引起 的桥 体质 量危 害进 行有 效 的处置 ， 创造 更大 、 更广 泛 的社 会经 济效 益 。 欢迎订 阅 建筑技术开发 ( 邮发 代 号 ： 8 22 3 0 联 系 电话 ： 0 1 0 ( ( 0 1 0 投 稿 邮箱 ： j z j s k f 1 2 3 1 2 6 c o m 6 7