浅谈缓和曲线现浇扭板圆弧桥面施工工艺

梁永兴 梁顺吉

【摘 要】随着全球酒店规模的提高以及酒店园区设计品味的需要，缓和曲线桥梁在园区设计中所占比重日趋增大。缓和曲线桥梁的曲率大、曲线段较长，这给施工技术人员在测量数据分析及模板放样方面带来许多困难。本文以西迪­贝拉贝斯HOTEL-EDEN四星级酒店园区引桥为例，详细阐述了在施工过程中利用缓和曲线的参数方程克服曲率变化频繁，模板放样复杂的问题进行精确测量定点，并对桥面模板支撑体系的稳定性进行系统论证，从而保证该工程顺利完成的过程。

【关键词】 模板支撑体系稳定性验算曲线坐标

中图分类号： U215 文献标识码： A

1项目概况及结构特点

HOTEL-EDEN酒店位于阿尔及利亚贝拉贝斯省南部，是由私人业主CHERIF ATHMANE开发的四星级酒店。主楼由2栋R+12楼座构成，框架剪力墙结构，外部造型为蝴蝶状形体，主要为高级客房。地上2层裙房分别为车库和餐厅，地下一层停车场。总建筑面积为31080.00M2，其中，室外8000.00 M2景观园区。

本工程为连接酒店景观园区主入口通往R层车库的一座室外引桥，业主期望将整座引桥与园区景观相融合，因此在桥身设计中采用了造型既优美又可以合理利用空间的缓和曲线扭板圆弧桥面，全桥位于半径为7.53M 的缓和曲线上。

该座引桥结构形式为预应力混凝土连续刚构体系，桥面总宽度为4.50m(单幅)，顶面设2%的单向纵坡(单幅),腹板厚度为25cm，桥面标高从跨中2.38m渐变至墩梁固结处4.87m。由于该座引桥作为酒店较有特色的入口处造型，所以业主对混凝土的外观尺寸及观感质量提出了较高的要求。

2缓和曲线扭板圆弧桥面在施工过程中需要控制的内容及方法

2.1模板支撑体系构造设计

缓和曲线扭板圆弧桥面是由同一圆心的两条不同半径的内外侧螺旋曲线组成的螺旋面，它的特征是每一放射面都从圆心向外放射，由于角位移相同而线位移不同导致内外侧标高不同，但在每一放射面上的内外侧的纵坡度是相同的（2%），所以整个桥面腹板荷载呈不均匀分布状态。合理的布置构造结构，对保证桥面模板支撑体系的整体刚度及稳定性具有极其重要的作用。满堂脚手架的结构单元类型为立体格构，组合方式为三向组合，所承受的是整体荷载作用。由于模板支撑体系整体或局部丧失稳定性大部分是由脚手架受到破坏所致，因此，重点强调脚手架强度和稳定性的设计及力学验算，结合技术参数对纵向支撑钢管的稳定性、抗压强度及扣件的抗滑移能力三个方面进行力学演算，确定立杆间距为0.800m，均能满足设计及规范要求。

2.2曲线坐标表示法

缓和曲线圆弧桥梁因具有结构刚度大、总体性好、造型优美等优点而被大量修建。但是无论采用什么施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形(挠曲)，并且结构的变形受诸多因素的影响，极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置(立面标高、平面位置)状态偏离预期状态，造成形状与设计要求不符，所以必须对桥梁结构实施控制。其控制总目标就是达到设计的几何状态，使其结构在施工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围之内并且符合设计要求。总体说来就是桥面的线形控制，线形控制分为两个方面：一是平面线形控制，即控制桥梁轴线在平面上符合设计要求或规范要求；二是竖向线形控制，一般是在支撑构件上选取若干个点，通过控制这些点的标高来实现对线形的控制。

2.2.1定出中心控制点

放线是施工的第一道工序，也是一道极为重要的工序，首先利用CAD建模，导出桥面圆心的控制点O的ID坐标，在中心点打入木桩，并且在桩顶精确的画出中心点位置，钉入木钉，钉子帽露出桩顶1cm左右。

2.2.2建立缓和曲线参数方程

利用缓和曲线参数方程建立极坐标系计算出各待放样点的坐标。

缓和曲线参数方程如下：

式中：

a为缓和曲线桥面在基准面上的投影圆的半径（R=7.53）；为各放射面对应的转角。W为桥面顶面宽度（W=4.5m）。

b为参数，可由已知条件求得（可以通过利用中心控制点建立中垂线确定立面标高的方法论证）。当=108.10º时，z=H，即有：H=，b=H／，所以，缓和曲线桥面底边内外轮廓线的参数方程分别为：

L1 L2

上述两个方程式中，R、w、b均为已知条件。因为模板支撑体系满堂脚手架的横距定为0.800m，所以利用计算机CAD定距等分命令可将缓和曲线桥面底边内轮廓线L1等分为18段，每段对应的圆心角均为6.08º。可由经纬仪测得，因此，可以分别计算出当=、2、3、4……时对应各待放样点坐标值（x1,y1,z1）、（x2,y2,z2）、（x3,y3,z3）、（x4,y4,z4）……

2.2.3定出基准面内外轮廓线

将经纬仪安装在中心控制点上，对中调平后，依次瞄准之前计算出的基准面内外轮廓边线等分的放射面分隔点(xi,yi)的曲线坐标，定位出起始线。由于平面线太多易混淆，因此只弹从中心控制点到缓和曲线桥面底边内外轮廓线外400㎜的起始线，并按顺序用红油漆做好标记。

2.2.4模板支撑体系搭设

以基准面为准，Zi值可由缓和曲线参数方程中对应的i计算得出，此Zi值作为圆弧桥面上对应点与基准面的高差。用水准仪将该高差标识在支撑体系的立杆上，由该点即可推算出桥面底板模板上平标高和方木龙骨上平及支撑方木龙骨的钢管支架的标高，并以此点作为支设桥面底板模板及方木龙骨标高的控制点。

2.2.5支设桥面腹板底模及侧模板

桥面腹板底模可以用竹胶板直接钉在方木上。底模铺设好后，将之前测定的基准面内外轮廓线分隔点(xi,yi)引至底模上，以此作为支设侧面模板的控制线。侧面模板建议使用废旧胶合板，因为旧胶合板塑性较好，容易弯成一定弧度，而且节省材料，提高模板利用率。桥面腹板侧面模板支设到一定程度后，需要及时进行检查，如有不妥之处要及时进行必要的调整，如底板的平整、侧面模板组成圆弧的棱角等。最后在侧面模板外围的上下部位分别增设一道φ10钢筋加固，作为控制侧面模板曲线成型的措施[3]。

2.2.6钢筋绑扎及混凝土浇注

本缓和曲线桥面腹板采取双排双向钢筋绑扎，正弯矩筋采用φ16钢筋布置在下，负弯矩筋采用φ14钢筋布置在上与之垂直分布。钢筋后台下料过程中利用计算机CAD建模，严格按照桥面腹板的曲率确定钢筋的搭接部位及下料长度，控制材料的损耗率。此举不仅提高了工作效率，而且还提高了下料精度。在钢筋绑扎的过程中，特别注意任意放射面纵向钢筋的延长线都要从圆心向外放射。

桥面腹板混凝土采用汽车泵进行浇筑，结合桥梁的布局特点，混凝土浇筑顺序沿桥面中轴线向两边从上往下进行，以保证模板支撑体系在浇筑过程中的整体稳定性。

2.2.7模板拆除

模板拆除应遵循先非承重部位，后承重部位以及自上而下的拆除原则进行，且应对称拆除从而保证整个支撑体系的稳定。由于桥面腹板的跨度大于8m，故需要根据实验室出具的混凝土强度试压报告确定模板拆除时间。由于阿国对混凝土强度非常重视，如发现混凝土试块强度不足，会进行回弹超声波综合测定法或钻芯取样法测定。因此，拆模后七天内一定要加强对混凝土养护。

3结束语

本工程根据现场园区地形地貌特点，通过计算分析，对缓和曲线圆弧桥面模板支撑体系的力学行为进行验证，并且利用曲线参数方程对桥面进行施工放样。经工程实践证明，此种施工工艺简单高效，能很好的适应园区地形地貌限制，对同类工程实践的处理具有一定的参考意义和实用价值。

参 考 文 献：

[1]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S]. JGJ 130─2001

[2] 建筑施工手册. 北京：中国建筑工业出版社，2003：235-241 514-522

[3] 杨嗣信.建筑工程模板施工手册[K].北京：中国建筑工业出版社，1997:26-28.