特大桥高墩施工的线形控制

特大桥高墩施工的线形控制

杨立国

杨立国（中铁九局集团第七工程有限公司110044）

摘要：高墩线形控制是高墩施工的重中之重，线形的好坏之间影响高墩的受力和线路的平顺性，所以必须严格控制。本文以谢家崴子太子河特大桥为例从温控、风控、测量控制等方面探讨了其高墩施工的线形控制措施，望对类似施工有所帮助。

关键词：特大桥；高墩；线形控制

一、工程概况谢家崴子太子河特大桥位于辽宁省本溪县谢家崴子村境内，主要为跨越太子河、耕地和道路而设。中心里程为DK14+452，孔跨布置：1孔32m简支T梁+27孔64m简支箱梁+1孔32m简支T梁，桥全长1873.74m。本桥的两座桥台设计为T型桥台，28#墩高墩设计采用圆端形实心墩、其余1#-27#墩身设计均采用圆端型空心墩，墩高28.5m~73.5m，平均51m，26#墩最高73.5m。由于桥墩很高，桥墩施工时线性控制比较困难。

二、影响高墩线形控制的因素薄壁空心墩墩身柔度大，在施工中受到日照引起的温差、风力、机械振动及施工偏载的影响，墩身的轴线可能发生弯曲和摆动，使墩身处于一种动态之中。

（一）温度影响高温季节，在阳光的照射下，高墩的朝阳面和背阳面温差较大，墩身也因此产生不均匀膨胀，使其向背阳面弯曲，对墩身施工精度有影响，且随着温差的增大而增大、随着太阳方位的改变而改变。另外，混凝土水化热局部不均匀，也会造成墩身局部膨胀不均匀，而使墩身向水化热较低的一侧倾斜。

（二）风力和施工偏载风力和施工偏载对墩身轴线的影响是随机的、无序的，墩身受力不均匀，自然会导致墩身偏离轴线。

三、高墩施工的线形控制（一）测量控制1、控制网形式的选择根据桥址地形特点，为了保证控测网精度，保证控测网被破坏后可立即恢复且不影响施工，我们对导线网、三角网和双层立体四边形控测网进行了比较。导线网结构简单，被破坏后、不易恢复，而且精度偏低。三角网虽可满足精度要求，是由于现场地形最大绝对高差有60多米，仰角过大，导致误差加大，而且破坏后不易恢复。双层立体四边形控测网，既可减少仪器因仰角过大造成的误差，也可保证控测网被破坏后，立即恢复，故采用双层立体四边形作为控测网，利用用全站仪与激光铅直仪配合使用的方法进行高墩线形控制。

2、中心定位测量空心墩中心定位测量采用三维坐标控制法。每个墩台施工前，先由项目测量班用全站仪进行中心定位，设置好横、纵向标记桩，给施工队交底。复核时用徕卡1秒TS15精密全站仪进行测量。

3、垂直度测量墩身垂直度测量采用DZJ2型激光垂准仪来控制。由于墩身为圆端形桥墩，分别在两侧圆心水平投影处设置一长20cm、宽20cm、高20cm的控制平台，控制平台四角各设4根Φ16螺纹钢筋、钢筋与墩身实体段相连，锚固长度20cm，控制平台的混凝土可与墩身实体段一次浇筑成形，也可在墩身实体段施工完成后再进行混凝土施工。控制平台施工完成后，用全站仪对对应墩身两半圆圆心处放样，并采用墨线及订钉进行标记，控制平台不使用时采用模板进行覆盖保护。

墩身模板安装完成后，利用水平尺将其调平，然后将激光垂准仪立于1#和2#点位处，将激光垂准仪对中调平，在模板顶部利用接收刻度尺（纵横两个方向均有刻度，接收刻度尺采用两根角钢焊接成接收骨架，将接收刻度尺固定于接收骨架中间）接收激光垂准仪发射的激光束，根据激光点位中心将模板纵横两个方向调整对中，同时利用水平尺将模板调整水平，模板调整完成后，采用全站仪对A、B、E、F四点的坐标及高程进行复核。模板调整采用32t的螺旋千斤顶进行。

4、墩顶水准控制点的测设与计算方法将引测的水准点作为全桥的高程控制基点，校正好水准仪的i角和用同一根水准对视尺（减少水准尺的零点误差），在每个墩上面观测本墩和相邻两个墩的各预埋控制点位的高差，去掉观测错误，采用环形近似平差法进行平差计算，得出各墩顶高程控制点的高程。

桥墩施工至顶部后，采用全站仪将标高引至墩顶，用于垫石、支座及桥梁上部施工。

桥梁施工测量选择早晚温度低、风力小、日照弱的时段进行，每次测量选择环境温度在仪器工作温度范围内的时间进行测量。

（二）对温度影响的控制对于温度的影响，在混凝土工程的全过程都采取降温措施，如预埋温度传感器，喷水降温，保温棚布覆盖等措施，最大限度减小温度对墩身线性的影响。

1、控制拌合温度混凝土的拌合温度：或称之为出机温度，混凝土的拌合温度主要是原材料供给的，根据拌合前混凝土原材料的总热量与拌合后混凝土能量相等的原则，即可求出混凝土拌合温度。根据能量守恒原理，控制拌合温度主要为控制混凝土各项原材料入机前的温度。

2、浇筑时环境温度混凝土施工时选在无日照或日照条件影响较小的条件下施工。依据浇筑速度和混凝土拌合能力综合考虑，对浇筑体进行合理分层和分节。

3、入模温度的控制混凝土的浇筑温度：经过运输、平仓、振捣过程后温度称之为浇筑温度。浇筑温度与外界气温有关，当外界气温高于拌合温度时，浇筑温度比拌合温度要高，反之亦然。从大体积混凝土温度组成来看，降低混凝土浇筑温度，亦降低了混凝土的最高温度，并减少浇筑体的内外温差。因此控制入模温度也需要从控制拌合温度入手。

4、其它减低混凝土浇筑体模板及地基（或接触面）温度，可以采取洒水降温、覆盖、通风等措施。

减少混凝土运输时间和浇筑时间避免在罐车运输过程中出现等、停的现象。运输混凝土前对罐体进行灌水降温。对长距离运输，运输罐体进行洒水降温和对罐体进行覆盖等手段。

同时大体积施工时，利用泵送，合理布料，加快浇筑速度。

（三）采用刚度大的模板，以提高模板整体的抗弯、抗扭强度。

刚度大的模板，抗弯、抗扭强度都得到提高，对于空心薄壁墩这种柔性较大的墩来说，能够有效地控制其变形，减小外力对墩身的线形影响。

空心墩施工采用类翻模施工工艺，即空心墩外模以顶口圆端半径尺寸最小处作为模板顶口，以底口圆端半径最大尺寸2.0m为一节做全套模板，根据各个桥墩顶、底口尺寸调整模板节段长度，保证每个桥墩顶、底口处尺寸单独成节。施工时圆端采用定型模板，中间平模向上翻升工艺，同时将施工完毕的圆端模板转移到其他墩施工，模板设计自带支架与作业防护平台。

空心墩分节施工，每节施工高度4m，模板分定位导向模板与混凝土施工模板。每个桥墩对应使用模板6m，前一节模板预留2m模板保持紧固状态，作为导向模板，再向上顺接内外模板4m，成为混凝土施工的模板体系。墩身模板不同对应高度均采用不同的模板型号，同一型号模板在每个桥墩仅使用一次，然后拆除移到下一个桥墩对应工作面上，这样各个桥墩依次阶梯状使用模板，形成一种流水节拍倒用模板，每一节段模板向前流动使用。墩身的中心对位和平面尺寸通过外模螺栓调整和承台上的锚桩调整。施工上一模时，已施工的下一模的最上一节段的模板作为导向模板，由于墩身的内外壁均有坡度，因此在施工过程中应注意模板使用的排列顺序以保证墩身的线形平顺。在施工过程中各墩身施工高度相差一模(4m)以上，使整套钢模板分节段应用于相邻桥墩上，拆除前一墩身的模板在地面进行打磨、涂油后，直接吊装下一墩身进行施工。

（四）模板的抗风控制考虑墩身模板迎风面积较大。模板设计和施工时应充分考虑模板的抗风性能，单块模板的刚度应当足够满足当地最大风力的要求。施工过程中主要从模板的整体性进行考虑加固。施工过程中要求当风力超过6级时禁止模板翻升和拆除作业。当模板翻升到位后立即组装成型，形成环形闭合体。在模板的四个平模角分别设置四个吊环，利用已经施工下部混凝土Φ20的拉杆孔和通气孔设置作为临时约束，采用Φ20钢丝绳利用紧线器（或其他类似工具）将模板进行预拉紧，必要的时候可以暂时利用钢筋直接临时焊接处理。

参考文献：[1]廖文华.宜万铁路渡口河特大桥128m高墩施工控制技术[J].铁道标准设计,2007年8期.[2]杨永伟,周勇,王峰.酉水大桥斜高墩大跨径连续梁的线形控制[J].公路工程,2013年5期