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提 要:随着我国经济的飞速发展,城市规划建设日新月异。市政桥梁建设尤为突出。各类异性墩景观桥如雨后春笋一般拔地而起。其中,V型桥墩因其外观优美,造型奇特而逐渐的在市政桥梁建设中脱颖而出。本文结合沈阳市云龙湖桥施工经验,对V型桥墩的施工工艺进行深入的讲解。
关键词:V型桥墩 市政桥梁 施工
一、云龙湖桥V型墩简要介绍
云龙湖桥主桥桥墩采用C40 混凝土,横桥向上宽下窄以曲线过渡,立面呈花瓶形状;每幅桥横桥向共布置3个桥墩,墩间设置横系梁;桥墩横桥向顶部宽4.6m,底部宽3m。桥墩顺桥向呈V 型,两V 腿中轴线在墩顶的间距为20 米,即主桥桥墩两V 腿支撑在20 米箱梁下方,墩顶设置预应力混凝土系杆;两V 腿最薄处厚度1.6 米,墩顶系杆高1.0 米,墩底宽4 米。
二、V型墩施工
1.承台凿毛处理。承台混凝土施工达到强度后进行墩柱施工,墩柱施工前对承台进行人工凿毛处理,凿毛要求新鲜混凝土面不小于70%,表面洒水湿润,水平缝在铺设混凝土熟料前表面铺抹20~30mm与混凝土同标号的水泥砂浆一,垂直缝涂刷水灰比0.45左右的水泥净浆一层,以利于新老混凝土的接合。
2.支架施工。在V型墩的模板安装前先进行模板支架的施工,为V墩的底模提供平面位置,V型墩身施工支架采用30cm厚C20砼垫层+159mm钢管支架+三角钢绗架组成,支架安装时采用2台25t汽车吊配合施工,待支架加固稳定后再进行V墩底模的安装。
3.支架预压。钢管架一次全部安装搭设完成,一次对全部支架进行预压,分級加载的方式进行支架预压。
3.1支架预压目的。⑴、检查支架的安全性,确保施工安全。⑵、消除地基和支架人非弹性以及测量地基与支架的弹性形变量,有利于更好的对墩身线形进行控制。
3.2 预压方式。预压采用砂袋加载方式,从跨中向两端对称堆载砂袋,总载荷为墩身荷载、模板自重之和的1.2倍,预压施工前,需按标准重将每袋砂分包准备就位,然后使用汽车吊进行吊装,并按墩身结构合理摆放砂袋。预压试验时间不少于24个小时。如果加载120%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时,表明地基及支架已基本沉降到位,可卸载,否则还须持荷进行预压,直到地基及支架沉降到位方可卸压。支架日沉降量不得大于2.0毫米(不含测量误差)。
3.3 预压重量计算。墩身及横系梁混凝土方量:600m3;墩身及横系梁钢筋重量:131t;模板总重量:163.2t;模板底模重量:66.4t;预压重量:(墩身及横系梁混凝土容重+墩身及横系梁钢筋重量+模板总重量-模板底模重量)×1.2即(600*2.4+131+163.2-66.4)*1.2=2001.3t
3.4 预压观测点布置。⑴、为便于观测在墩身模板支架上对应位置设支架变形观测点。⑵、墩身翼缘板处测点在模板外侧,见图2.3-1。⑶、预压过程采用电子水准仪测量,测量误差±0.1mm。
4.墩身钢筋安装。按照墩柱钢筋设计图纸要求尺寸进行下料,钢筋尽量采用机械连接,搭接长度满足规范要求,受力钢筋搭接接头须错开,以保证同一截面钢筋接头数量不大于受力钢筋数量的50%。钢筋安装除特殊要求外,钢筋保护层采用预制浇筑同标号砂浆或混凝土垫块支撑。绑扎成形的钢筋的安装位置、间距及各部分规格尺寸均满足设计及规范要求。
5.混凝土浇筑。混凝土浇筑采用商品混凝土,泵送入模,混凝土到场后检测混凝土性能,达标后开始浇筑,浇筑速度不宜过快,控制每小时浇筑50m3。加强振捣,分层浇筑,层厚控制在30公分,合理布料。整体钢模板在顶面模板上开口,开口尺寸为50公分宽的条状布料口,共开五个口。振捣采用振捣棒和附着式振捣器配合进行,附着式振捣器布设间距为1.2米,每个墩配置10个振捣器随混凝土浇筑高度震动使用。
6.墩身模板拆除。混凝土浇筑完成后,模板的拆除时限除满足图纸的规定外,同时需遵守下列规定:非承重模板拆除,应在混凝土强度达到其表面及棱角不因拆模而损伤时,在混凝土强度达2.5MPa以上时,方可拆除,承重模板及支撑根据结构物的跨度及混凝土龄期确定,混凝土强度必须达设计强度要求后方可拆除。拆模后及时用塑料薄膜包裹、养护。
7.系杆施工。当墩身混凝土强度达到设计要求以后方可进行墩身系杆的施工。
7.1系杆支架安装。系杆支架采用满堂脚手架形式,底部设置在墩身内侧混凝土及承台顶上确保脚架基础稳固,拼装系杆模板时通过脚架顶托调节模板标高。
7.2系杆钢筋安装。钢筋加工时,应按照设计要求尺寸进行下料、成型,钢筋安装时控制好间距、位置和数量。钢筋绑扎后要核对钢筋,在钢筋外侧用提前预制的水泥垫块垫好,以保证混凝土保护层厚度。后张法预应力孔道采用钢波纹管成孔,波纹管布置时,其纵横向曲线参数必须满足设计要求。波纹管接头处要以大一号的波纹管进行旋接,接头内口旋接时须先将毛口打磨平滑,以确保穿束顺畅;波纹管接头外口须用胶带包裹好,以防止漏浆。波纹管埋设时,管道连接要平顺,注意张拉端处位置的准确,并要求与锚垫板自然顺接,接口处牢固、不漏浆。波纹管预埋时,以Ф12mm钢筋作为定位钢筋,定位钢筋与系杆纵横向骨架筋电焊固定,以确保孔道在砼浇注过程中不发生移位,满足设计及规范要求。钢筋安装位置与预应力管道或锚件位置发生冲突时,应适当调整钢筋的位置,确保预应力构件位置符合设计要求,焊接钢筋时应避免钢绞线和金属波纹管道被电焊烧伤,防止造成张拉断裂和管道被混凝土堵塞而无法进行压浆。
7.3系杆张拉。根据预应力系杆长度和工作长度,对钢绞线进行下料,下料采用砂轮切割机。钢绞线在编束前须绷紧,编束时,每隔1~1.5m用18~20号铁丝绑扎成束。
三、墩柱支架受力验算
1.支架稳定性计算。
1.1计算参数。施工均布荷载为3.0KN/㎡,脚手板自重标准值0.30KN/㎡,保温篷布均摊荷载取0.20KN/㎡(保温篷布自重1.090.30KN/㎡),沈阳50年一遇雪荷载为400 KN/㎡,50年一遇大风荷载为550 KN/㎡。施工人员及设备按均布荷载取1.0 KN/㎡。由于竖向荷载均远超过所承受荷载,因此在此不做验算,但由于风雪荷载同时作用在顶棚和侧面,因此验算侧向应力是否满足要求即可。暖棚采用Φ200钢管柱,及12#工字钢体系作为暖棚骨架,钢管柱打入地下4m,覆盖材料为棉篷布。立柱σmax=N/mm2≤215MPa;满足要求!
1.2计算结果。⑴结构计算。V墩和系梁C40混凝土:弹性模量Ec:325000MPa;抗压强度标准值fck:26.8MPa;抗拉强度标准值ftk:2.40MPa;抗压强度设计值fcd:18.4MPa;抗拉强度设计值ftd:1.65MPa;⑵计算结果。根据计算结果,V墩结构应力基本满足要求。系梁结构应力除个别施工阶段(拆除V墩支架、拆除系梁支架)较大外,同样基本满足要求。
1.3对拉钢筋应力计算:经计算,对拉钢筋φ32mm钢筋最大应力:σ=114MPa;HRB400钢筋允许应力:[σ]=330MPa;满足要求。
1.4基础分析.基础最大反力Fzmax=44.2KN;地基采用C20混凝土硬化。C20混凝土抗压强度:[fck]=13.4MPa;扩散面积:A=150x150mm2;混凝土局部承压应力σ=Fzmax/(kxA)=1.964MPa<[fck]=13.4MPa;满足要求。天然地层砂砾地基容许承载力:[fa] =[fa0]=330KPa;扩散面积:A=300x600mm2;P= Fzmax+0.6x0.3x0.25x25=44.2+1.125=45.325KN;地基承载力:σ=P/A=252KPa<[fa]=330KPa;满足要求。
四、结语
沈阳市云龙湖桥及其引道工程为沈阳市重点工程, V型桥墩在全国市政桥梁的应用尚属罕见,在云龙湖桥V型桥墩的施工中,充分理解设计意图,结合工程实际对设计方案进行优化,在施工中做到精益化管理,为社会奉献了又一个精品工程。
参考文献:
[1] CJJ 11-2001 公路桥涵设计通用规范.
[2] JTG/T F50-2001 公路桥涵施工技术规范.
关键词:V型桥墩 市政桥梁 施工
一、云龙湖桥V型墩简要介绍
云龙湖桥主桥桥墩采用C40 混凝土,横桥向上宽下窄以曲线过渡,立面呈花瓶形状;每幅桥横桥向共布置3个桥墩,墩间设置横系梁;桥墩横桥向顶部宽4.6m,底部宽3m。桥墩顺桥向呈V 型,两V 腿中轴线在墩顶的间距为20 米,即主桥桥墩两V 腿支撑在20 米箱梁下方,墩顶设置预应力混凝土系杆;两V 腿最薄处厚度1.6 米,墩顶系杆高1.0 米,墩底宽4 米。
二、V型墩施工
1.承台凿毛处理。承台混凝土施工达到强度后进行墩柱施工,墩柱施工前对承台进行人工凿毛处理,凿毛要求新鲜混凝土面不小于70%,表面洒水湿润,水平缝在铺设混凝土熟料前表面铺抹20~30mm与混凝土同标号的水泥砂浆一,垂直缝涂刷水灰比0.45左右的水泥净浆一层,以利于新老混凝土的接合。
2.支架施工。在V型墩的模板安装前先进行模板支架的施工,为V墩的底模提供平面位置,V型墩身施工支架采用30cm厚C20砼垫层+159mm钢管支架+三角钢绗架组成,支架安装时采用2台25t汽车吊配合施工,待支架加固稳定后再进行V墩底模的安装。
3.支架预压。钢管架一次全部安装搭设完成,一次对全部支架进行预压,分級加载的方式进行支架预压。
3.1支架预压目的。⑴、检查支架的安全性,确保施工安全。⑵、消除地基和支架人非弹性以及测量地基与支架的弹性形变量,有利于更好的对墩身线形进行控制。
3.2 预压方式。预压采用砂袋加载方式,从跨中向两端对称堆载砂袋,总载荷为墩身荷载、模板自重之和的1.2倍,预压施工前,需按标准重将每袋砂分包准备就位,然后使用汽车吊进行吊装,并按墩身结构合理摆放砂袋。预压试验时间不少于24个小时。如果加载120%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时,表明地基及支架已基本沉降到位,可卸载,否则还须持荷进行预压,直到地基及支架沉降到位方可卸压。支架日沉降量不得大于2.0毫米(不含测量误差)。
3.3 预压重量计算。墩身及横系梁混凝土方量:600m3;墩身及横系梁钢筋重量:131t;模板总重量:163.2t;模板底模重量:66.4t;预压重量:(墩身及横系梁混凝土容重+墩身及横系梁钢筋重量+模板总重量-模板底模重量)×1.2即(600*2.4+131+163.2-66.4)*1.2=2001.3t
3.4 预压观测点布置。⑴、为便于观测在墩身模板支架上对应位置设支架变形观测点。⑵、墩身翼缘板处测点在模板外侧,见图2.3-1。⑶、预压过程采用电子水准仪测量,测量误差±0.1mm。
4.墩身钢筋安装。按照墩柱钢筋设计图纸要求尺寸进行下料,钢筋尽量采用机械连接,搭接长度满足规范要求,受力钢筋搭接接头须错开,以保证同一截面钢筋接头数量不大于受力钢筋数量的50%。钢筋安装除特殊要求外,钢筋保护层采用预制浇筑同标号砂浆或混凝土垫块支撑。绑扎成形的钢筋的安装位置、间距及各部分规格尺寸均满足设计及规范要求。
5.混凝土浇筑。混凝土浇筑采用商品混凝土,泵送入模,混凝土到场后检测混凝土性能,达标后开始浇筑,浇筑速度不宜过快,控制每小时浇筑50m3。加强振捣,分层浇筑,层厚控制在30公分,合理布料。整体钢模板在顶面模板上开口,开口尺寸为50公分宽的条状布料口,共开五个口。振捣采用振捣棒和附着式振捣器配合进行,附着式振捣器布设间距为1.2米,每个墩配置10个振捣器随混凝土浇筑高度震动使用。
6.墩身模板拆除。混凝土浇筑完成后,模板的拆除时限除满足图纸的规定外,同时需遵守下列规定:非承重模板拆除,应在混凝土强度达到其表面及棱角不因拆模而损伤时,在混凝土强度达2.5MPa以上时,方可拆除,承重模板及支撑根据结构物的跨度及混凝土龄期确定,混凝土强度必须达设计强度要求后方可拆除。拆模后及时用塑料薄膜包裹、养护。
7.系杆施工。当墩身混凝土强度达到设计要求以后方可进行墩身系杆的施工。
7.1系杆支架安装。系杆支架采用满堂脚手架形式,底部设置在墩身内侧混凝土及承台顶上确保脚架基础稳固,拼装系杆模板时通过脚架顶托调节模板标高。
7.2系杆钢筋安装。钢筋加工时,应按照设计要求尺寸进行下料、成型,钢筋安装时控制好间距、位置和数量。钢筋绑扎后要核对钢筋,在钢筋外侧用提前预制的水泥垫块垫好,以保证混凝土保护层厚度。后张法预应力孔道采用钢波纹管成孔,波纹管布置时,其纵横向曲线参数必须满足设计要求。波纹管接头处要以大一号的波纹管进行旋接,接头内口旋接时须先将毛口打磨平滑,以确保穿束顺畅;波纹管接头外口须用胶带包裹好,以防止漏浆。波纹管埋设时,管道连接要平顺,注意张拉端处位置的准确,并要求与锚垫板自然顺接,接口处牢固、不漏浆。波纹管预埋时,以Ф12mm钢筋作为定位钢筋,定位钢筋与系杆纵横向骨架筋电焊固定,以确保孔道在砼浇注过程中不发生移位,满足设计及规范要求。钢筋安装位置与预应力管道或锚件位置发生冲突时,应适当调整钢筋的位置,确保预应力构件位置符合设计要求,焊接钢筋时应避免钢绞线和金属波纹管道被电焊烧伤,防止造成张拉断裂和管道被混凝土堵塞而无法进行压浆。
7.3系杆张拉。根据预应力系杆长度和工作长度,对钢绞线进行下料,下料采用砂轮切割机。钢绞线在编束前须绷紧,编束时,每隔1~1.5m用18~20号铁丝绑扎成束。
三、墩柱支架受力验算
1.支架稳定性计算。
1.1计算参数。施工均布荷载为3.0KN/㎡,脚手板自重标准值0.30KN/㎡,保温篷布均摊荷载取0.20KN/㎡(保温篷布自重1.090.30KN/㎡),沈阳50年一遇雪荷载为400 KN/㎡,50年一遇大风荷载为550 KN/㎡。施工人员及设备按均布荷载取1.0 KN/㎡。由于竖向荷载均远超过所承受荷载,因此在此不做验算,但由于风雪荷载同时作用在顶棚和侧面,因此验算侧向应力是否满足要求即可。暖棚采用Φ200钢管柱,及12#工字钢体系作为暖棚骨架,钢管柱打入地下4m,覆盖材料为棉篷布。立柱σmax=N/mm2≤215MPa;满足要求!
1.2计算结果。⑴结构计算。V墩和系梁C40混凝土:弹性模量Ec:325000MPa;抗压强度标准值fck:26.8MPa;抗拉强度标准值ftk:2.40MPa;抗压强度设计值fcd:18.4MPa;抗拉强度设计值ftd:1.65MPa;⑵计算结果。根据计算结果,V墩结构应力基本满足要求。系梁结构应力除个别施工阶段(拆除V墩支架、拆除系梁支架)较大外,同样基本满足要求。
1.3对拉钢筋应力计算:经计算,对拉钢筋φ32mm钢筋最大应力:σ=114MPa;HRB400钢筋允许应力:[σ]=330MPa;满足要求。
1.4基础分析.基础最大反力Fzmax=44.2KN;地基采用C20混凝土硬化。C20混凝土抗压强度:[fck]=13.4MPa;扩散面积:A=150x150mm2;混凝土局部承压应力σ=Fzmax/(kxA)=1.964MPa<[fck]=13.4MPa;满足要求。天然地层砂砾地基容许承载力:[fa] =[fa0]=330KPa;扩散面积:A=300x600mm2;P= Fzmax+0.6x0.3x0.25x25=44.2+1.125=45.325KN;地基承载力:σ=P/A=252KPa<[fa]=330KPa;满足要求。
四、结语
沈阳市云龙湖桥及其引道工程为沈阳市重点工程, V型桥墩在全国市政桥梁的应用尚属罕见,在云龙湖桥V型桥墩的施工中,充分理解设计意图,结合工程实际对设计方案进行优化,在施工中做到精益化管理,为社会奉献了又一个精品工程。
参考文献:
[1] CJJ 11-2001 公路桥涵设计通用规范.
[2] JTG/T F50-2001 公路桥涵施工技术规范.