桥梁墩台施工工艺及测量方法.doc

桥梁墩台施工工艺及测量方法摘要桥梁墩台作为桥梁的重要组成部分其质量的优劣直接关系到桥梁的上部结构随着交通建设迅速的发展桥梁墩台的构建方法也有新的进展本文以桥梁墩台的常见的型式为例对桥梁墩台的施工步骤和施工方法进行了概括性的阐述供相关施工技术人员参考以期在提高工效的同时又能保证工程质量测设墩台中心位置的工作称为桥梁墩台定位是墩台施工放样的基础桥梁墩台定位所依据的原始资料是桥轴线控制桩的里程和桥梁墩台的设计里程根据里程可以算出它们之间的距离并按此距离标定出墩台的中心位置测设方法则视河宽水深及墩位的情况可采用直接测设或角度交会的方法墩台中心位置定出以后还要测设出墩台的纵横轴线以固定墩台方向关键词桥梁墩台检测定位施工方法目录1第章绪论课题研究背景与意义桥梁是人类文明的重要组成部分桥梁工程伴随社会生产技术的发展而发展的既适应社会发展的需要促进社会的进步又反映一个社会的经济文化科技水平及其时代精神风貌世纪是钢桥世纪近代冶金工业提供的优质钢材使桥梁技术实现了一次飞跃跨越能力由几十米扩大到了米左右随着公路等级的提高工程工期质量安全要求越来越高特别是公路桥梁往往受诸多因素的影响本文讲述了墩台施工步骤及施工方法对桥梁检测定位方法的几点研究以及桥梁墩台中心定位及轴线测设为保证桥梁的安全运营和提高使用年限有着十分重要的意义桥梁墩台的定义与作用分类桥墩和桥台是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传到地基的结构物通常设在桥梁两端的称为桥台设在中间的称为桥墩如图所示桥墩除承受上部结构的荷重外还要承受流水压力水面以上的风力以及可能出现的冰荷载船只排筏或漂浮物的撞击力桥台除了是支承桥跨结构的结构物外它又是衔接两岸接线路堤的构筑物既要能承受上部结构的荷重又要能挡土护岸承受台背填土及填土上车辆荷载所产生的附加侧压力因此桥梁墩台不仅本身应具有足够的强度刚度和稳定性而且对地基的承载能力沉降量地基与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求以避免在这些荷载作用下有过大的水平位移转动或者沉降发生桥梁下部结构的发展趋势为向轻型合理的方向发展自上个世纪年代以来国内外出现了不少新型的桥梁墩台尤其是在桥墩的表现形式上显得更为突出把结构上的轻型合理与艺术造型上的美观有机地统一起来目前桥梁墩台种类繁多本章的目的是从最基本和常见的墩台形式入手掌握它们的基本构造设计原则和一般的计算方法公路桥梁上常用的墩台按受力特点和构造特点大体可归纳为重力式墩台和轻型墩台两大类2图梁式桥桥墩桥台位置示意图重力式墩台由墩台帽墩台身和基础三个部分组成图这类墩台的主要特点是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定因此墩台身比较厚实可以不用钢筋而用天然石材或片石混凝土砌筑它适用于地基良好的大中型桥梁或流冰漂浮物较多的河流中在砂石料方便的地区小桥也往往采用重力式墩台重力式墩台的主要缺点是圬工体积较大因而其自重和阻水面积也较大轻型墩台的型式比较多且有各自的使用特点和条件具体选用何种型式还需要根据地质环境水质以及施工条件等综合因素考虑灵活使用选用材料一般都为钢筋混凝土或者是配筋的钢筋混凝土用石料砌筑的比较少这就造成其自身的不足刚度小且容易发生变形图梁桥重力式墩台3第章桥梁墩台施工工艺概述墩柱采用搭架立模为了使承台与立柱接合面达到良好的效果需要在承台上将立柱或肋柱部位凿去上面的浮浆在承台上测量放样出立柱或肋柱中心点纵横轴线弹出立柱模板位置线盖梁及台帽在立柱浇时之前需要先预埋直径的通孔且保证预埋的位置精准只有当墩柱强度打到你一定的强度规范后才可以进行盖梁施工准备工作立柱台身中心点盖梁台帽中心轴线需要测量放样出墩柱顶面要凿毛模板制作墩柱模板采用定型钢模板模板拼装必须保证足够的强度和刚度并保证板央的平整度满足技术规范要求对模板的固定要牢固可靠盖梁底模采用在工字钢上先铺设一排方木间距为上方利用木模加钢板其中木模厚度不小于钢板厚度不小于边模采用大块组合钢模背面加槽钢支撑以提高边模的强度和刚度拼装好后整体吊至施工现场进行安装钢筋制作与安装钢筋加工钢筋一般在加工场地集中加工经过抽查试验检测后合格才可投入使用其加工要严格按照图纸下料加工成型好的钢筋规格长短堆放整齐且要防雨防锈最后进行集中的绑扎成型以及运输同时在加工过程中特别注意一下几点钢筋表面应该清洁没有油渍漆皮等保持干净在结构的最大应力处不要设置接头在设置接头的地方要交错排列错开的距离在左右比较好焊接时留有的残渣要及时的清除4布筋墩柱钢筋施工时墩柱钢筋笼吊装时要对准位置采用垂直法定位中心点误差要在之内可以垫层来保证墩柱的边侧保护层台帽盖梁钢筋施工时钢筋的弯曲要符合要求在接头处不要设置弯起钢筋主筋箍筋间距要依据图纸要求进行同时预埋件的设置也要注意立模墩柱模板由于采用定型钢模板用吊机吊装后要检查其中定位垂直度为控制其中心位置可在立柱钢筋底部先对模板定位垂直度用吊锤检查盖梁模板运至现场后在现场先将底模吊至工字钢上注意接缝及模板两边与中心轴线的距离再安装边模板吊装前涂刷脱模剂然后用吊车按顺序将各边模板吊起进行整体拼装为保证模板的整体稳定模板整体拼装后安装加劲和对拉螺杆外用拉锚固定盖梁台帽整体位置拼装模板时还应注意保证拼缝的密封性和钢筋骨架的保护层防止漏浆和露筋台帽背墙模板应特别注意纵向支撑或拉条的刚度防止灌注混凝土时鼓肚侵占梁端空隙混凝土浇筑及养护浇筑混凝土前应对支架模板钢筋和预埋件进行检查符合设计要求后方可进行砼浇注模板内的杂物积水和钢筋上的污垢应清理干净模板如有缝隙应用海绵或泡沫填塞严密浇筑混凝土前模板内面要涂刷脱模剂砼浇注前检查混凝土的均匀性的坍落度按设计要求控制坍落度混凝土应按一定的厚度顺序和方向分层浇筑应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土分层应水平分层厚度不宜超过墩柱浇筑时砼自由下落高度一般不宜超过以防发生离析否则应通过串筒溜槽等设施卸浇混凝土在每层混凝土浇筑过程中随混凝土的灌入及时采用插入式振动棒振捣振动棒振动移动间距不超过振动棒作用半径的倍振捣过程中振动棒与模板间距保持并避免碰撞钢筋不得直接或间接地通过钢筋施加振动振捣上层混凝土时振动棒应插入下层混凝土出现较大的气泡对每一振动部位必须振动到该部位混凝土密实为止密实的标志是混凝土停止下沉不再冒出气泡表面呈现平坦泛浆5浇筑混凝土过程中设专人检查支架模板钢筋和预埋件当发现有松动变形移位时应及时处理浇筑完毕时要进行收浆并及时向表面洒水养护水质与拌和用水相同洒水养护时间一般为当承台与流动性地表水或地下水接触时应采取防水措施混凝土在浇筑后不受水的冲刷侵袭混凝土强度达到前不得使其承受各种外加荷载拆模混凝土浇筑完成后待其强度达到规范要求后拆除模板拆除的模板必须立即进行清理和修整涂上脱模剂转到下个结构物施工非承重侧模板在混凝土强度能保证拆模时不损坏表面及棱角一般以混凝土强度达到为准承台拆除模板后基坑还必须及时进行回填回填时保证基底无渗漏无积水回填土必须符合要求盖梁台帽可先拆边模底模须混凝土达到强度后方可拆除空心墩台施工空心墩台底部要分次单独的浇筑每次浇筑要控制在之内的空心墩采用翻模施工混凝土的浇筑采用墩体实体段墩身空心薄壁墩顶实体段个阶段进行混凝土由自动计量拌和站生产输送车运输泵送入模浇筑前需要做的工作就是将模板及材料进行检查清除异物保证模板缝隙严密混凝土均匀另外在浇筑的过程中要配备脚手架以保证施工人员的安全浇筑的厚度不宜超过且要连续振捣如有间断要控制在前层混凝土初凝前如果间断时间过久就应按照工作缝进行处理在浇筑的过程中要有专人时刻观察所设置的预埋螺栓预留孔以及支座的位置是否移动或者发生变化如有变化就要及时的校正当所有结构的混凝土浇筑完毕之后就可以裹膜洒水进行养护6第章桥梁墩台中心定位及轴线测设桥梁墩台定位测量是桥梁施工测量中的关键性工作水中桥墩基础施工定位采用方向交会法这是由于水中桥墩基础一般采用浮运法施工目标处于浮动中的不稳定状态在其上无法使测量仪器稳定在桥梁施工测量中最主要的工作是测设出墩台的中心位置和它的纵横轴线其测设数据由控制点坐标和墩台中心的设计位置计算若是曲线桥还需桥梁偏角偏距及墩距等原始资料测设方法则视河宽水深及墩位的情况可采用直接测设或角度交会的方法墩台中心位置定出以后还要测设出墩台的纵横轴线以固定墩台方向同时它也是墩台施工中细部放样的依据直线桥的墩台中心定位直线桥的墩台中心都位于桥轴线的方向上已知墩台中心的设计里程及桥轴线起点的里程如图所示相邻两点的里程相减即可求得它们之间的距离测设墩台中心的位置的方法直接测距法或交会法直接测距法这种方法适用于无水或浅水河道如图所示用检定过的钢尺测设根据计算出的距离从桥轴线的一个端点开始逐个测设出墩台中心并附合于桥轴线的另一个端点上若在限差范围之内则依各端距离的长短按比例调整已测设出的距离在调整好的位置上钉一小钉即为测设的点位用光电测距仪测设在桥轴线起点或终点架设仪器并照准另一个端点在桥轴线方向上设置反光镜并前后移动直至测出的距离与设计距离相符则该点即为要测设的墩台中心位置为了减少移动反光镜的次数在测出的距离与设计距离相差不多时可用小钢尺测出其差数以定出墩台中心的位置随着工程的进展需要经常进行交会定位为了工作方便提高效率通常都是在交会方向的延长线上设置标志以后交会时可不再测设角度而直接瞄准该标志即可当桥墩筑出水面以后即可在墩上架设反光镜利用光电测距仪以直接测距法定出墩中心的位置7图墩台中心的设计里程图角度交会法曲线桥的墩台中心定位曲线桥墩台中心定位的测量工作有曲线线路复测桥轴线控制桩的测设控制测量墩台中心及墩台轴线的测设曲线桥上线路中线与每跨梁中心线的连线两者并不能完全吻合如图所示图曲线桥上线路中线与每跨梁中心线曲线桥的几个术语桥梁工作线各跨梁的中线联结起来的折线墩台中心位于桥梁工作线转折角的顶点上所谓墩台定位就是测设这些转折角顶点的位置桥墩偏距墩台中心与线路中心的距离等偏距一般是以梁长为弦线的中矢值的一半这是铁路桥梁的常用布置方法称为平分中矢布置桥梁偏角相邻两梁跨工作线构成的偏角桥墩交点距中心距桥梁工作线每段折线的长度如跨梁间隙相邻两跨梁的端点在桥梁上曲线内侧要留一间隙热胀冷缩曲线桥墩台放样在设计图中都已经给出结合这些资料即可测设桥墩台中心位置曲线上的桥梁是线路组成的一部8分故要使桥梁与曲线正确的联结在一起曲线桥测设的精度要求较高需要用精确的方法重新测定曲线转向角重新计算曲线综合要素精密地测设曲线主点需对线路进行复测由于桥轴线的精度要求较高要设置桥轴线控制点桩曲线桥墩台点位的测设精要求较高距离和角度要精密测设在测设过程中一定要多方检核曲线桥墩台中心定位的测设曲线线路复测和桥轴线控制桩的测设在桥轴线的两端测设出两个控制点以作为墩台测设和检核的依据两个控制点测设精度同样要满足估算出的精度要求在测设之前首先要从线路平面图上弄清桥梁在曲线上的位置及墩台的里程复测对原线路上的曲线控制点以精密的方法进行测设检查切线上的线路控制点要位于相应的直线上精测转向角计算综合要素精测切线距离两控制桩从两条切线测设注两控制桩从一条切线测设时只精测一条切线不精测测设控制桩据切线方向用切线支距法进行在图上先设计好点位把两点在切线坐标系内的算出精确地将桥轴线上的控制桩测设出来打桩钉钉墩台中心的测设根据控制桩及给出的设计资料进行墩台的定位根据条件也是采用直接测距法或交会法直接测距法适用于干旱河沟导线法由于墩中心距及桥梁偏角是已知的可以从控制点开始逐个测设出角度及距离即直接定出各墩台中心的位置最后再附合到另外一个控制点上以检核测设精度偏角应以经纬仪测设两测回长弦偏角法极坐标法用测距仪测距较方便桥轴线控制桩及各墩台中心点在切线坐标系内的坐标是可以求得的故可反算出控制点至墩台中心的距离及其与切线方向间的夹角架仪器于控制点后视配盘拨出偏角再在此方向上测设出如图所示即得墩台中心的位置该方法特点是独立测设各点不受前一点测设误差的影响但在某一点上发生错误或有粗差也难于发现所以一定要对各个墩台中心距进行检核测量可检核相邻墩台中心间距若误差在以内时则认为成果是可靠的9角度交会法当桥墩位于水中无法架设仪器及反光镜时宜采用交会法墩位坐标系与控制网的坐标系必须一致才能进行交会数据的计算如果两者不一致时则须先进行坐标转换轴桥梁所在曲线的一条切线原点以或位于直线上的控制点如点墩中心位置在三方向交会时当示误三角形的边长在容许范围内时可取其重心作为墩中心位置交会数据的计算与直线桥时类似根据控制点及墩位的坐标通过坐标反算出相关方向的坐标方位角再依此求出相应的交会角度墩台纵横轴线的测设为了进行墩台施工的细部放样需要测设其纵横轴线纵轴线是指过墩台中心平行于线路方向的轴线横轴线是指过墩台中心垂直于线路方向的轴线桥台的横轴线是指桥台的胸墙线直线桥的测设墩台的纵轴线于线路的中线方向重合不另测设墩台的横轴线在墩台中心置镜自线路中线方向测设角直线桥的纵横轴如图所示图直线桥的纵横轴10曲线桥的测设墩台纵轴线位于桥梁偏角的分角线上纵轴线测设在墩台中心架设仪器照准相邻的墩台中心测设角即为纵轴线的方向横轴线测设自纵轴线方向测设角即为横轴线方向曲线桥的纵横轴如图所示图曲线桥的纵横轴纵横轴线的护桩墩台中心的定位桩在在基础施工过程中要被挖掉实际上随着工程的进行原定位桩常被覆盖或破坏但又经常需要恢复以便于指导施工因而需在施工范围以外钉设护桩以方便恢复墩台中心的位置在墩台每侧的纵横轴线上各钉设至少三个木桩在曲线桥上相近墩台的护桩纵横交错使用时极易弄错所以在桩上一定注意要注明墩台的编号11第章对桥梁检测定位工作的一些研究对引道及桥址周边环境进行检查量测查看正桥与引桥引遭线的衔接处是否正常与竣工时的情况相比较是否有变化桥址及其附近的水流河道是否改变必要时还应测定主河槽的水流速度及其流向桥下净宽有无改变桥墩台处的局部冲刷与设计有关数据相比是否增大两岸的桥头填土石砌锥坡有无冲刷滑移和损坏测量垒桥的标高和线形桥的标高和线形有联系关系但又有区别前者是指某点的高程值后者则是桥梁相关点的连线一座设计施工质量良好的桥梁其标高和线形均应达到设计期望值量测的主要部位和项目有墩台的支承垫石即支座垫板顶面承台顶面和梁底处的标高墩台身在桥的纵横向有无偏移倾斜对斜拉桥和悬索桥还应量测其主塔身在桥的纵横向有无偏移倾斜塔顶的变位对悬索桥还应量测主缆的线形对拱桥还应量测拱肋轴线的线形圬工粱拱检查量测检查圬工有无风化剥落破损及裂逢特别注意变截面处加固修复处及防水层的情况对圬工剥落裂缝处应注意钢筋的锈蚀情况钢筋混凝土梁应重点检查宽度超过的竖向裂缝并注意检查有无斜向裂缝及顺方向的纵向裂缝预应力钢筋混梁要观测梁的上拱度变化并注意检查有无不允许出现的垂直于主筋的竖向裂缝拱桥应量测实际拱轴线和拱圈或拱肋尺寸并检查它们有无横向垂直于路线方向的裂缝发生12钢结构检查量测检查钢结构构件油漆涂层的完好程度有无起皮剥落锈斑等特别是容易积水积尘或不通风部位有无锈蚀锈蚀严重的应量测钢板或构件的实际剩余厚度以便考虑断面削弱的影响检查构件有无裂纹穿孔硬伤硬弯歪扭爆皮及材料夹层等要特别注意以下部位有无疲劳裂纹发生承受拉力或反复应力的杆件与节点板连接处或杆构件接头处由于损伤造成杆构件断面削弱及应力集中处纵梁与横粱的连接角钢无盖板的纵梁上翼缘角钢主梁间的纵向联结系的连接处单剪铆钉处焊缝端部及其附近的基材形肋与横隔板连接处焊缝等检查钢箱梁工地拼接的大环形焊缝即同一截面的顶板一腹板一底板一腹板的周圈焊缝和形肋嵌补段焊缝有无异常检查杆件的平直度当城市杆的弯曲矢大于杆件由长度拉杆的弯曲矢度大于杆件自由长度的时均应注意弯曲的影响检查铆钉头有无锈蚀铆钉有无松动检查高强度螺栓是否完好有无松动和延迟断裂等情况有无因锈蚀或其它原因降低磨擦力现象并应严密注意节点滑移的拱度的变化砖石砌体的检查量测砖石砌体不同于钢筋混凝土的一个特点是抗拉强度更小结构脆性大开裂荷载比较接近或几乎等于破坏荷载因此当砖石砌体出现由于荷载引起的裂缝时往往是砌体破坏的特征或前兆墩台及基础的检查量测墩台的缺陷主要表现是裂缝剥落空洞钢筋外露及锈蚀老化变形位移等检查时应对裂缝及破损具体位置宽度长度深度进行量测和描述绘制成图地基的检验当发现墩台有沉降倾斜位移时一定要对地基进行探测和商讨对已成桥的地其检测是比较困难和麻烦的可用触探和钻孔取样的方法也可用荷载板试13验但很难在原位进行常常只能是接近基础原位对岩地基可在基岩的露头地点进行检验桥梁的检测定位方法简述在结构损伤检测定位方面目前可分为模型修正法和指纹分析法两类精确的有限元建模是大型桥梁风震响应预测的重要前提也是结构安全监测损伤检测以及实现最优振动控制的基础但是尽管有限无法得到了高度的发展实际复杂结构的有限元模型仍然是有误差的有限元建模为结构飞行提供完整的理论模态参数集但这些参数常常与结构模态实验得到的参数不一致因此必须对结构理论模型进行调整或修正使得修正后的模态参数与实验相一致这一过程即有限元模型修正模型修正法在桥梁监测中主要用于把实验结构的振动反应记录与原先的模型计算结果进行综合比较利用直接或间接测知的模态参数加速度时程记录频响函数等通过条件优化约束不断地修正模型中的刚度和质量信息从而得到结构变化的信息实现结构的损伤判别与定位指纹分析方法寻找与结构动力特性有关的动力指纹通过这些指纹的变化来判断结构的真实状况在线监测中频率是最易获得的模态参数而且精度很高因此通过监测频率的变化来识别结构破损是否发生是最为简单的此外振型也可用于结构破损的发现尽管振型的测试精度低于频率但振型包含更多的破损信息14第章结语桥梁墩台的使用是一项复杂的施工技术其施工工艺是否准确严格直接关系到桥梁墩台的质量进而影响到整个桥梁的使用只有严格要求精心施工才能保证桥梁的耐久性和安全性而桥梁墩台定位测设对于桥梁施工的重要性更加不言而喻桥梁墩台的定位准确与否对于桥梁上墩柱有很大影响应在墩台定位测设过程中严格要求精确控制确保桥梁施工顺利进行15参考文献邵旭东桥梁工程北京人民交通出版社裘伯永等桥梁工程北京中国铁道出版社关欣琦浅谈桥梁墩台的施工黑龙江科技信息梅满朝滑模工艺在高桥墩施工中的应用山西建筑罗志洋高速公路桥梁高墩台施工技术研究科技风黄荻李中公路桥梁高墩台施工方法及控制措施山西建筑崔国喜潘发晶靳建立混凝土桥梁补强加固技术华北水利水电学院学报李凤求杨莉桥梁加固技术探讨湖南交通科技许曦周胜利尹长林斜拉索锚固管解析定位方法研究工程勘察关欣琦浅谈桥梁墩台的施工黑龙江科技信息