赤石特大橋286m雙面雙曲線主塔施工中線型、垂直度監(jiān)理的控制方法

鄭羅春，鄧 特

（湖南省交通科學(xué)研究院，湖南 長沙 410007）

1 工程簡介

赤石特大橋是湖南省汝城至郴州高速公路第十九合同段上的一座特大橋，位于宜章縣赤石鄉(xiāng)，橋位跨青頭江河道。主體結(jié)構(gòu)為165m+3×380m+165m四塔預(yù)應(yīng)力混凝土雙索面斜拉橋，邊塔支承、中塔塔梁固結(jié)體系。主塔柱為雙面雙曲線帶凹槽的曲線收腰型薄壁結(jié)構(gòu)，5～8號4個主塔高分別為254.63m、274.13m、286.63m、271.13m，分別由上塔柱、中塔柱、下塔柱、塔座和4道橫梁（A、B、C、D）組成，主梁采用單箱四室箱型斷面。具體如圖1所示。

圖1 赤石特大橋主體結(jié)構(gòu)示意圖

2 橋梁施工測量控制網(wǎng)的建立、檢查和復(fù)核

2.1 平面控制網(wǎng)測量

鑒于GPS技術(shù)具有定位精度高、作業(yè)速度快、相鄰點間無需通視、不受天氣條件的影響等諸多常規(guī)測量技術(shù)不可比擬的優(yōu)點，該施工平面控制網(wǎng)采用天寶R8接收機，利用GPS技術(shù)進行測量，嚴格按《工程測量規(guī)范》（GB 50026—2007）和《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（GB/T 18314—2009）中二等GPS網(wǎng)要求進行測量。

2.2 建立施工獨立坐標系

為便于施工放樣，以橋軸線為X′軸（線路前進方向為正），垂直于橋軸線的方向為Y′軸（向右為正），建立施工獨立坐標系，其坐標原點O′為根據(jù)設(shè)計院提供的相應(yīng)交點里程及坐標和方位角，推算出線路里程為0時的點，從而使橋上各點的里程即為X′，偏距為Y′。兩套坐標的換算公式如下：

式中：X0=2876076.919；Y0=590252.123；α=235.08′39.453″。

根據(jù)上述公式將平面控制點坐標成果轉(zhuǎn)換為施工獨立坐標成果，具體如圖2所示。

圖2 施工獨立坐標成果圖

2.3 高程控制網(wǎng)測量

鑒于實際情況，該橋高程控制測量采用對向三角高程測量和水準測量相結(jié)合的方法，有效解決了山地水準測量精度及效率的問題。對位于沖積區(qū)的高程控制點按《工程測量規(guī)范》（GB 50026—2007）二等水準的主要技術(shù)指標，要求用徠卡DNA03電子精密水準儀測量，對位于山上的高程控制點采用徠卡TM30全站儀，按《工程測量規(guī)范》（GB 50026—2007）三等三角高程的主要技術(shù)指標要求進行對向觀測，往返距離和垂直角均測12個測回，其附合路線高程閉合差為1.2mm。

3 模板制作檢查驗收

3.1 模板結(jié)構(gòu)

外模采用定型木模板，面板采用21mm進口維薩板；背楞采用20的木工字梁槽鋼，間距≤30cm；圍檁采用2[14a槽鋼；采用Ф22mm精軋螺紋鋼對拉螺桿承受混凝土澆筑時的側(cè)壓力。外膜凹槽倒角模板為整體模板方便安裝，中間收分模板為單塊小模板，根據(jù)節(jié)段的變化而變化。內(nèi)模倒角部位采用定型木模板，面板采用21mm的國產(chǎn)維薩板；背楞采用20的木工字梁槽鋼，間距≤30cm；圍檁采用2[14a槽鋼，同外模豎向間距一致；采用對拉螺桿與外模整體加固。內(nèi)模收分部位采用6mm鋼板連接，外側(cè)利用芯帶將兩側(cè)木模背帶連接，每處芯帶銷至少2個點。

3.2 模板拼裝過程

（1）放置背楞。按照模板設(shè)計圖紙所示間距把背楞排放在搭設(shè)平臺上，在背楞上畫上定位線，拉準對角線，讓任意2條背楞構(gòu)成的長方形對角線相等[1]。

（2）木梁組裝。按圖紙尺寸，先在背楞兩端各放一根木工字梁，畫上定位線，拉準對角線，讓2根木梁構(gòu)成的長方形對角線相等，然后用連接爪螺栓固定。在這2根木工字梁的同一端連上一根細線，作為基準線，其他木梁都對齊這根基準線排放，保證與兩邊的木梁平行，把每根木梁用連接爪固定。在固定連接爪的時候，要將裝吊鉤的木梁兩側(cè)都用連接爪，兩邊的木梁連接爪要固定在木梁內(nèi)側(cè)，其余的木梁連接爪的方向交錯放置。最后按圖紙尺寸裝上吊鉤[2]。

（3）鋪設(shè)面板。把4塊面板全鋪好，尺寸量好，安裝端頭木方。如果面板超過了木梁的長度尺寸，根據(jù)需要尺寸臨時增添端頭木方。端頭木方的作用是增加模板頂部的整體剛度，防止混凝土污染模板背面，最重要是防止起吊時木梁與面板間發(fā)生位移。

（4）打?qū)輻U或埋件孔。根據(jù)圖紙模板拉桿孔的大小，將開孔器安裝在電鉆上；按圖紙孔位，用墨斗彈好線，確定孔在模板上的位置，要求孔的上下、左右位置偏差在2㎜以下。注意，保證電鉆與模板面垂直，打好的孔無偏斜現(xiàn)象。每個孔的內(nèi)壁、孔沿上刷2遍油漆，防止模板滲水膨脹。同時，要用油漆毛筆按圖號標明每塊模板，防止模板過多，混亂使用。

4 索塔外形特征輪廓點平面位置和高程位置的測點計算

4.1 索塔施工誤差要求

塔柱的傾斜度≤H/3000（H為塔高），且≤30mm；軸線偏位±10mm；斷面尺寸允許偏差為±20mm；塔頂高程允許偏差為±20mm。

4.2 索塔外形特征輪廓點計算

赤石特大橋主塔為帶凹槽的雙曲線收腰形薄壁結(jié)構(gòu)，截面為帶凹槽的八邊形，外側(cè)有24個面，內(nèi)側(cè)有36個面，斷面形狀非常復(fù)雜。塔柱的垂直度及線型控制是塔柱施工的關(guān)鍵所在。為此須根據(jù)施工設(shè)計圖紙，建立數(shù)學(xué)模型，編制數(shù)據(jù)處理程序，計算塔柱截面特征輪廓點的三維坐標。

4.3 索塔外形特征輪廓點施工放樣

索塔施工首先進行勁性骨架定位，然后進行塔柱主筋邊框架放線，最后進行塔柱截面特征輪廓點模板放線及定位檢查。放樣測量以徠卡TCA1800、DM30采用極坐標法進行。由于全站儀在觀測過程中會受到來自外界的影響，需要采取相應(yīng)的防護措施。一方面，盡量減少氣候影響，如在氣溫變化較小和弱風(fēng)條件下進行測量觀測，特別是在夏季要避開11:00至15:30這段時間；另一方面，要實測溫度、氣壓并對儀器施加以溫度、氣壓修正。同時，由于測點不位于投影面上，所以還須施加投影修正，以保證測點施測精度。

5 模板安裝檢查驗收

5.1 安裝方法

模板制作完成和塔柱測點放樣完成后，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗?zāi)０宄叽绾蜏y點符合圖紙和設(shè)計要求后，再進行模板安裝。

先安裝塔柱中軸線部位模板，從中間向兩邊依次安裝，最后安裝大面倒角模板。吊裝第一塊模板時先使模板底口靠緊支撐槽鋼，并臨時支撐固定，上口根據(jù)已測放的控制點，吊垂球配合直尺初步定出模板頂口位置，并利用爬模操作平臺及勁性骨架設(shè)置拉桿臨時固定，每安裝完一塊模板后立即初調(diào)并與鄰近模板連接[3]。

6 模板的加固檢查驗收

模板調(diào)校安裝完畢后用對拉螺桿把外模和內(nèi)模進行整體連接加固，拉桿采用Ф22mm精軋螺紋鋼對拉螺桿，拉桿外側(cè)套Ф32mmPVC管，管兩頭外露模板不超過2cm。受塔柱截面影響，倒角部位較多，內(nèi)外模板之間局部不能形成全部對拉，需要安裝錐形螺母，用直徑≥Ф22mm的鋼筋與勁性骨架焊接。在施工過程中，此處曾發(fā)生混凝土澆筑時出現(xiàn)脹?，F(xiàn)象，分析原因是在倒角位置處的內(nèi)外模板無法相互對拉，與勁行骨架的焊接不牢固。

混凝土外觀線性的美觀與模板的接縫處理好壞有直接關(guān)系，在模板安裝加固完成后，要對模板進行一次全面的接縫檢查，特別是相鄰兩模板之間的連接和高差，必須使相鄰模板高差在允許誤差內(nèi)。允許誤差如表1所示。

表1 模板安裝質(zhì)量標準 單位：mm

7 結(jié)語

綜上所述，在橋梁主塔施工過程中應(yīng)及時驗收每節(jié)已澆筑混凝土塔柱的特征輪廓點，并與模板驗收時的數(shù)據(jù)進行比較，及時發(fā)現(xiàn)并分析問題，及時采取相應(yīng)技術(shù)措施糾正，以確保塔柱的線形符合設(shè)計要求。