所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-04-13 16:35 熱度:
摘要:隨著近年來社會經濟的發展,橋梁建造技術的不斷進步及人們對生活環境的逐步重視,近年來大跨徑斜拉橋已相繼出現造型新穎的大曲線型橋塔,本文系統地介紹了大曲線混凝土橋塔的技術特點、施工方案、工藝流程等方面。
關鍵詞:大曲線、橋塔、施工、工藝
1概述
改革開放以來,我國社會面貌日新月異,道路、橋梁等公共基礎設施建設迅猛發展,至今方興未艾,各種形式的橋梁如雨后春筍遍布祖國大江南北,目前,我國公路已建成超千米級的現代斜拉橋,現代懸索橋跨徑也已超過1600m,鐵路超千米級的現代斜拉橋、懸索橋也正在籌建之中,這標志著我國正在從橋梁大國向橋梁強國邁進。
橋梁作為物質文明與精神文明的載體,以其實用性、永恒性、宏大的藝術性而具有顯著的地標作用,尤以長大跨經的斜拉橋、懸索橋最為突出,它的景觀構成中心要素是大橋橋塔。當前常見的橋塔造型基本由直線線形構成,隨著近年來社會經濟的發展,橋梁建造技術的不斷進步及人們對生活環境的逐步重視,近年來大跨徑斜拉橋已相繼出現造型新穎的大曲線型橋塔,若僅按建造材料劃分,既有混凝土大曲線型主塔,又有鋼結構大曲線型主塔。本文以南方沿海某座斜拉橋的大曲線型混凝土橋塔為例,簡要介紹大曲線混凝土橋塔的建造技術。
2大曲線混凝土橋塔技術特點
大曲線型橋塔的受力特點與常規直線型橋塔基本相同,塔柱為壓彎構件,主要承載斜拉索傳遞的豎向荷載及兩側斜拉索不平衡水平力在塔柱截面內產生的剪力、彎距。
大曲線型橋塔與直線型橋塔的主要區別在于塔柱為大曲線線形,故主要技術難點在于塔柱如何選取合理的曲線線型,這里所指的曲線型橋塔,不是塔柱某一區段呈曲線線形,而是指塔柱整體或橋面以上塔柱呈曲線線形。
就線形特性而言,拋物線等曲率變化的線型富于變化,景觀適宜性強,但隨塔柱高度的增加,拋物線等曲率不斷變化的線形勢必增加塔柱構造的復雜性及施工風險與建造成本,故在長大跨經的斜拉橋,曲線型混凝土塔柱既要體現曲線的韻律與美感,又不宜采用曲率隨塔柱高度變化的線形,因此選用曲率恒定的圓曲線線形,可大大降低塔柱施工的成本與難度。
橋塔受力的理想狀態以塔柱受壓為主,為小偏心受壓構件,故在塔柱曲線擬定時,塔柱曲率大小應適中,既要確保結構受力安全,降低施工難度,又要突出景觀協調性,體現橋塔的美感。若塔柱曲率過大不利于結構受力,塔柱截面宜出現拉應力而開裂;若塔柱曲率過小體現不出曲線美感,故塔柱曲率的選定,應結合橋塔高度經多方案比選確定,使結構受力與建筑藝術達到和諧統一。
要增強橋塔的整體景觀協調性,除橋塔塔柱外,塔柱的各連接部也是重要的景觀載體,其結構處理方法及造型應與橋塔的整體風格相協調。
3大曲線混凝土橋塔構造簡介
某座大橋是一座主跨480m的雙塔雙索面混合梁斜拉橋,跨徑組成為60+120+480+120+60m,全長840m,橋面寬28.5m,橋塔采用大半徑曲線型鋼筋混凝土塔柱(見圖1),單箱單室截面,塔高+155m,橋面以上塔高103m。
橋面以上塔柱呈大曲線線形,內外曲線均采用曲率相同的圓曲線,圓心分別位于相應曲線頂端的平面內,半徑360m,這樣處理,實現塔柱截面尺寸的逐漸變化,既滿足結構受力需要,又大大降低施工難度。大曲線線形的兩塔柱在頂端微合,中間以弧形板連接,上、下圓弧均與塔柱內側曲線相切。塔柱截面外輪廓尺寸從橋面處根的7.0m×5.0m逐漸過渡至頂部的6.0m×3.2m,截面壁厚0.7m~1.3m。
4大曲線混凝土橋塔施工技術
本橋鉆石型橋塔由下塔柱、中塔柱、上塔柱、下橫梁及頂部連接板等5部分組成,其中橋面以下的下塔柱為直線形,橋面以上的中、上塔柱為大曲線線形,故下塔柱可采取與常規斜拉橋橋塔相同的施工方法,這里重點對大曲線線形的中、上塔柱施工方法作一簡要說明。
4.1施工方案擬定
混凝土橋塔傳統的施工方法有提模法、翻模法、滑模法、爬模法等種類,根據本橋塔結構特點,結合施工進度、質量等因素,經綜合分析比較,采用液壓自爬模法逐節段施工塔柱。液壓自爬模體系包括液壓爬架、模板、操作平臺系統等,其具有機械化程度高、工期快、施工質量易于保證等優點。
本橋塔塔柱標準施工節段高度為4.5m,模板高度為5.1m。澆筑時模板上挑5cm,下包5cm,模板下包保證了模板接縫不產生錯臺,主塔線形順直,表面光滑,顏色統一。
4.2施工工藝原理
液壓自爬模施工無需外部提升設備,通過自身液壓千斤頂提供外界動力,分二次將爬架的提升裝置和模板提升到位,從而達到施工的目的。導軌和爬模架互不關聯,二者之間可進行相對運動。
爬模架工作時,導軌和爬模架均支撐在預埋牛腿上,兩者之間無相對運動。退模后立即在退模留下的爬錐上安裝受力螺栓、掛座體及預埋牛腿,調整上下軛棘爪方向來頂升導軌,待導軌頂升到位,拆除導軌提升后露出的位于下平臺處的埋件牛腿、爬錐等。在解除爬模架上所有拉結之后開始頂升爬模架,調整上下棘爪方向后啟動油缸,爬模架就相對于導軌運動,通過導軌和爬模架這種交替附墻,互為提升對方,爬模架即可沿著墻體上預留爬錐逐層提升。
4.3施工工藝流程
以一個標準節段為例,按工序的先后順序予以簡要說明。
(1)勁性鋼骨架安裝。單根塔柱截面內共布置有6~8個勁性骨架立柱,將事先已制作好的骨架立柱運裝到位,其中勁性骨架的順橋向兩個面通過塔吊整體先安裝到位,上下水各有一個立柱待橫橋向的骨架片安裝到位后,通過拉線放樣的方式定位,在現場用系桿將單個立柱與另兩片骨架片焊接在一起,最后形成一整體。勁性骨架之間采用螺絲定位、焊接連接。
(2)鋼筋安裝。鋼筋安裝與常規橋塔相同,但由于塔柱曲線線型的原因,需要注意鋼筋的定位,通過勁性骨架控制鋼筋的位置及保護層厚度達到設計要求。
(3)模板就位。先將內模提升到位,后將外模提升到位,需特別注意內、外模板就位的準確性,這主要通過在截面每側模板上下緣標出模板的中心點,并使其與勁性骨架的中心點重合(即與塔柱的中心線重合)。
文章標題:大曲線混凝土橋塔建造技術
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