新建鐵路特大橋橋墩施工關(guān)鍵技術(shù)研究

佟運(yùn)輝

摘要：本文主要基于靖宇到松江河鐵路白漿河1號(hào)特大橋空心薄壁墩施工級(jí)數(shù)進(jìn)行探討，該工程采用高墩液壓自升平臺(tái)式翻模施工方法。在確保施工質(zhì)量達(dá)到內(nèi)實(shí)外美和高空作業(yè)安全的前提下，有效縮短了施工工期和降低了施工成本。對(duì)國(guó)內(nèi)高橋墩施工采用新技術(shù)、新工藝方面具有一定的推廣意義。

關(guān)鍵詞：空心薄壁橋墩;液壓自升式平臺(tái);翻模

Abstract: this paper mainly based on JingYu to SongJiangHe railway white plasma river 1 super major bridge construction series hollow thin wall pilla discussed, this project to adopt the high piers of hydraulic ZiSheng platform utility turn mould construction method. To ensure the construction quality to achieve in within the real beauty and aerial work safety, under the premise of effective shorten the construction period and reduce the construction cost. To domestic high bridge pier construction to adopt new technology, new technology has certain significance for popularization.

Keywords: hollow thin-wall piers; Hydraulic jack-up platform; Turn mould

中圖分類號(hào)：U443.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1.工程概況

靖宇到松江河鐵路白漿河1號(hào)特大橋中心里程DK19+052，全長(zhǎng)555．7m，橋垮結(jié)構(gòu)為7×32 m+（48+40+48m）+4×32 m。7～10墩為矩形變截面空心薄壁墩，橫、縱橋向坡比為40：1，最高墩為9號(hào)墩高63m。7、10墩為樁基礎(chǔ)，8、9墩為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)?？招谋”诙詹捎酶叨找簤鹤陨脚_(tái)式翻模施工方法。

2.總體施工方案

2．1施工順序

模板加工2套，先施工7、8號(hào)墩，塔吊立在7、8號(hào)墩中右側(cè)。9、10號(hào)墩中右側(cè)。墩施工完成后將塔吊移位到12墩右側(cè)進(jìn)行11、12、13墩的施工。

2．2模板及操作平臺(tái)

(1）基本原理和基本結(jié)構(gòu)自升工作平臺(tái)式翻動(dòng)鋼模板由工作平臺(tái)、提升架、吊架、模板系統(tǒng)、液壓提升設(shè)備、附屬設(shè)備等部分組成。將工作平臺(tái)支撐于已達(dá)一定強(qiáng)度的墩身混凝土上，以液壓千斤頂為動(dòng)力提升工作平臺(tái)。達(dá)到一定高度后平臺(tái)上懸掛吊架，施工人員在吊架上進(jìn)行模板的拆卸、提升、安裝、綁扎鋼筋等?；炷恋臐仓?、搗固、吊架移位和中線控制等作業(yè)則在工作平臺(tái)上進(jìn)行。內(nèi)外模板各設(shè)3層，循環(huán)交替翻升。當(dāng)?shù)?層混凝土澆筑完成后，提升工作平臺(tái)，拆卸并提升第1層模板至第3層上方，安裝、校正后，澆筑混凝土，周而復(fù)始，直至完成整個(gè)墩身的施工。液壓式平臺(tái)翻板模施工示意圖詳見圖1。

(2)施工工藝流程施工準(zhǔn)備一組裝翻模一綁扎鋼筋一澆筑混凝土一提升工作平臺(tái)一模板翻升一施工至墩頂，拆除模板一拆除平臺(tái)。模板翻升、鋼筋綁扎、混凝土澆筑和平臺(tái)提升等項(xiàng)工作是循環(huán)進(jìn)行的，直至墩頂。其間穿插平臺(tái)對(duì)中調(diào)平、接長(zhǎng)頂桿、混凝土養(yǎng)生及埋設(shè)預(yù)埋件等項(xiàng)工作。

(3)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

①工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定平臺(tái)是由頂桿支撐在已成墩身的混凝土上，所以，必須保證組成平臺(tái)的各桿件、桿件問(wèn)的連接和支撐頂桿在各自最不利狀態(tài)下有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。液壓翻模總體結(jié)構(gòu)上由于平臺(tái)與模板各自為獨(dú)立體系，互不聯(lián)系，加之模板翻升時(shí)平臺(tái)須提升到一定的高度，使得支撐頂桿脫空長(zhǎng)度達(dá)1．8 m之多，因此需采取措施加以解決。

②模板的分塊和收坡設(shè)計(jì)采用3節(jié)模板完成整個(gè)墩身施工，模板必須適應(yīng)墩身截面變化。外模采用抽動(dòng)模板的方式收坡，不但避免了靠面板相互搭接錯(cuò)動(dòng)收坡而造成墩身表面產(chǎn)生不規(guī)則錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，而且操作簡(jiǎn)單，收坡尺寸準(zhǔn)確，模板安裝、校正時(shí)間短。外觀要求不高的空心墩內(nèi)壁，仍采用錯(cuò)動(dòng)和抽動(dòng)模板相組合的形式收坡。

③頂桿回收倒用頂桿回收的方法是，在硬桿外設(shè)Φ60 mm×4 mm套管，套管上端與工作平臺(tái)連接，平臺(tái)提升時(shí)，套管在頂桿外形成Φ60mm的空洞，避免了頂桿與混凝土的黏結(jié)。頂桿接長(zhǎng)到一定長(zhǎng)度時(shí)將頂桿拔出，在墩身混凝土頂而設(shè)置鋼靴，將頂桿插入鋼靴內(nèi)即完成了頂桿的回收倒用。頂桿的回收分批對(duì)稱進(jìn)行，每批不超過(guò)20％，并至少間隔2根頂桿。

2．3材料及人員運(yùn)輸方案

混凝土、鋼材及其他材料垂直運(yùn)輸采用塔吊運(yùn)輸，作業(yè)人員上下通過(guò)在空心薄壁墩內(nèi)部使用腳手架和螺紋鋼筋搭設(shè)“z”型梯。塔吊基礎(chǔ)處理及預(yù)埋件根據(jù)塔吊方面提供的具體圖紙進(jìn)行施工，塔吊在一定高度與墩身進(jìn)行橫向連接，以保證穩(wěn)定。

2．4鋼筋加工

鋼筋在鋼筋棚內(nèi)制作。為節(jié)省時(shí)間，保證工程質(zhì)量，墩身主筋接長(zhǎng)采用電碴壓力焊或冷擠壓接頭進(jìn)行連接。

3 施工方法

3．1墩身鋼筋預(yù)埋

在施工承臺(tái)時(shí)，按照設(shè)計(jì)圖紙的鋼筋尺寸，利用全站儀放出墩身四個(gè)角坐標(biāo)位置。精確預(yù)埋墩身鋼筋，并與承臺(tái)鋼筋焊接為一體，固定牢靠，防止?jié)仓炷習(xí)r鋼筋移位。墩身鋼筋預(yù)埋時(shí)，主筋的搭接接頭要相互錯(cuò)開1．0 m。

3．2澆筑實(shí)心段并拼裝液壓平臺(tái)

承臺(tái)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在橋墩墩身外側(cè)搭設(shè)雙排腳手架，人工拼裝墩身底部實(shí)心段模板，實(shí)心段混凝土分層一次連續(xù)澆筑到位。待墩身實(shí)心段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75％后，在其上拼裝液壓提升平臺(tái)。平臺(tái)拼裝好后，人工拼裝第一節(jié)空心段內(nèi)外模板，并布設(shè)頂桿。頂桿位置布設(shè)在距外模約40 cm處，頂桿采用Φ48 mm鋼管，兩端為M24螺紋絲口，用于接長(zhǎng)頂桿，頂桿每節(jié)長(zhǎng)3 m。頂桿套管為聲60mm鋼管，長(zhǎng)2．4 m，套管安裝在提升平臺(tái)下聯(lián)桿上，套管隨提升平臺(tái)同步提升，升后在混凝土內(nèi)形成廬60mm孔洞用以回收頂桿。模板利用對(duì)拉螺桿固定，螺桿使用Φ20 mm圓鋼。

3．3鋼筋制作

鋼筋的下料和制作均在鋼筋加工棚內(nèi)進(jìn)行，確保無(wú)銹、無(wú)油污。加工棚內(nèi)鋼筋的水平接長(zhǎng)采用搭接焊，并按規(guī)范要求進(jìn)行試驗(yàn)。在墩身安裝鋼筋籠時(shí)，主筋接長(zhǎng)采用冷擠壓接頭。接頭在連接時(shí)相互錯(cuò)開，每個(gè)截面接頭數(shù)量不超過(guò)50％。

3．4混凝土生產(chǎn)，灌筑及養(yǎng)護(hù)

墩身混凝土由拌合站拌制，混凝土罐車運(yùn)輸，由塔吊利用料斗垂直運(yùn)輸，分層灌筑，每層不超過(guò)30 cm，插入式振搗器振搗?；炷翝仓戤吅螅繉Ｓ灭B(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。

3．5施工縫處理

空心薄壁墩分節(jié)段施工，在每個(gè)接縫處，鑿除浮漿，以利于新舊混凝土連接。鋼筋上的浮漿清除干凈，并用水沖洗，便于混凝土黏結(jié)。

4 混凝土施工

由于工程處在山區(qū)，混凝土水平輸送距離最遠(yuǎn)達(dá)到300米，垂直距離高達(dá)50米，這對(duì)混凝土的和易性要求較高，因此混凝土施工是本工程的重點(diǎn)難點(diǎn)。工地附近河砂較為充足，能夠滿足施工需要，但是地方所產(chǎn)碎石質(zhì)量相對(duì)較差，主要是石粉含量比較大，石粉含量高，吸水量就會(huì)相應(yīng)增加，這就要求增加用水量，水灰比變大，混凝土的強(qiáng)度就會(huì)下降。

針對(duì)以上問(wèn)題，在考慮技術(shù)可行及經(jīng)濟(jì)合理后，通過(guò)多次的混凝土配合比試驗(yàn)，采用了以下針對(duì)措施解決泵送混凝土問(wèn)題：1、粗骨料采用連續(xù)級(jí)配，確保混凝土級(jí)配的更加合理。2、加入Ⅰ級(jí)粉煤灰作為混凝土摻和料，降低泵送阻力，提高細(xì)骨料中細(xì)顆粒組分。同時(shí)減少水泥用量，降低混凝土水化熱，減少因水化熱過(guò)大產(chǎn)生混凝土裂縫，并降低混凝土成本。3、加入高效緩凝減水劑，降低水灰比，防止混凝土裂縫，保證強(qiáng)度，增加可泵性。水灰比控制在0.4～0.6之間。

在施工過(guò)程中，為了確?；炷临|(zhì)量及混凝土的可泵性，采用了以下施工措施：(1)施工前對(duì)混凝土所需原材料進(jìn)行實(shí)地考察，嚴(yán)格按照配合比要求對(duì)原材料進(jìn)行試驗(yàn)檢查，保證原材料合格；碎石采用硬質(zhì)巖石灰?guī)r打制的碎石，石粉含量較大的碎石進(jìn)行沖洗；外加劑選用上海格雷斯ADVA-152型，并經(jīng)檢驗(yàn)合格；墩身混凝土使用同一廠家、同品種、同強(qiáng)度等級(jí)水泥、同品種脫模劑，以保持混凝土外觀顏色一致。(2)嚴(yán)格按配合比施工，每次開盤前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)砂石料進(jìn)行含水量測(cè)定，以對(duì)理論配合比調(diào)整，確定合理的施工配合比。水泥、砂、碎石、水、粉煤灰、減水劑計(jì)量采用自動(dòng)計(jì)量設(shè)備，混凝土中水泥、粉煤灰每盤稱量偏差控制在±1％之內(nèi)，粗、細(xì)骨料控制在±2％之內(nèi)，外加劑與拌和用水控制在±1％之內(nèi)。 (3)嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時(shí)間，控制在180s分鐘左右(4)嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)與入模的坍落度，坍落度控制在180mm～ 220mm之間，不滿足要求的混凝土嚴(yán)禁使用。(5)混凝土入模時(shí)對(duì)混凝土溫度與鄰接介質(zhì)溫度進(jìn)行測(cè)量，保證溫差不大于20℃。（6）對(duì)混凝土的含氣量進(jìn)行測(cè)定，含氣量控制在≥4.0％。

5 高墩控制測(cè)量

高墩的控制測(cè)量與施工監(jiān)測(cè)主要從墩中心定位、高程、垂直度測(cè)量三個(gè)方面加以考慮；施工監(jiān)測(cè)主要從墩的沉陷觀測(cè)、位移觀測(cè)、傾斜和扭轉(zhuǎn)觀測(cè)三方面考慮。因此必須提高測(cè)量放線的精度，同時(shí)施工前后及施工過(guò)程中復(fù)核好墩身軸線位置及標(biāo)高。標(biāo)高測(cè)量至每層模板的頂口，根據(jù)不同的標(biāo)高計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的墩身截面尺寸，用以檢驗(yàn)和控制模板的截面尺寸及坡度。

測(cè)量措施：(1)組建精干的精測(cè)小組專門負(fù)責(zé)墩身的測(cè)量工作，配備先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，確保墩身的線形控制。我們購(gòu)置了價(jià)值十二萬(wàn)的拓普康6002C型及拓普康701型全站儀。(2)為了防止儀器誤差導(dǎo)致墩身偏斜，每煩一模必須用全站儀測(cè)設(shè)中心點(diǎn)與鉛直儀校核一次，并對(duì)墩身截面尺寸進(jìn)行一次復(fù)測(cè)以確保墩身的幾何尺寸準(zhǔn)確。(3)堅(jiān)持墩身中線的復(fù)測(cè)和墩身截面尺寸的測(cè)量檢查制度。(4)實(shí)行測(cè)量換手復(fù)核，對(duì)同一部位測(cè)量堅(jiān)持兩個(gè)人兩臺(tái)儀器獨(dú)立測(cè)量復(fù)核。(5)對(duì)于測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)，我們嚴(yán)格執(zhí)行復(fù)核制度。測(cè)量資料復(fù)核無(wú)誤后，報(bào)監(jiān)理工程師審查認(rèn)可，方可用于施工。(6)每次測(cè)量時(shí)，對(duì)氣壓、溫度進(jìn)行測(cè)定并輸入儀器，減少誤差?？招亩盏臏y(cè)量、監(jiān)控過(guò)程：為確保高墩施工的質(zhì)量，在施工過(guò)程中，應(yīng)做好墩身的測(cè)量和監(jiān)控。提升托架翻轉(zhuǎn)模板施工工藝測(cè)量控制墩柱斷面復(fù)雜，結(jié)合現(xiàn)有測(cè)量條件,利用三角高程法測(cè)定墩柱模板頂標(biāo)高,采用單測(cè)站極坐標(biāo)法結(jié)合量鋼尺法，控制墩柱模板主要角點(diǎn)的平面就位，使其滿足設(shè)計(jì)要求。一個(gè)墩柱每施工6m,采用雙測(cè)站極坐標(biāo)精確測(cè)定墩柱模板各主要點(diǎn)的平面位置，同時(shí)用懸掛鋼尺法精確測(cè)定墩柱模板頂?shù)臉?biāo)高，以此來(lái)檢核及修正三角高程。當(dāng)一節(jié)混凝土澆筑完成,要即刻對(duì)混凝土面的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè),以掌握模板在混凝土澆筑前后的變位,同時(shí)提供下一節(jié)模板的安裝參數(shù)。

（1）在承臺(tái)施工前,首先放出墩身十字線，做好型鋼支架，將墩身預(yù)埋鋼筋準(zhǔn)確定位并確保在整個(gè)施工過(guò)程中墩身鋼筋不移位，不偏斜。（2）在第一次立墩身模板時(shí)，采用平面坐標(biāo)法(與導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測(cè))準(zhǔn)確測(cè)放出模板4個(gè)控制點(diǎn)的平面位置,采用三角高程法測(cè)放出模板頂面高程,然后利用鉛錘線測(cè)量模板的傾斜。（3）以后每節(jié)段立模時(shí)均與第一次一樣測(cè)量控制放樣,而且還要對(duì)前一節(jié)段進(jìn)行竣工檢查。（5）每次測(cè)量時(shí)間固定在溫度、陽(yáng)光等氣候因素影響較小的每天早上9:00以前或下午4點(diǎn)以后進(jìn)行。（6）平面位置控制。將全站儀架于控制點(diǎn),用極坐標(biāo)法通過(guò)控制模板位置來(lái)控制墩柱平面位置。（7）高程控制。在承臺(tái)上南北面各布設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)高程,基準(zhǔn)高程采用三角高程測(cè)量的方法從控制點(diǎn)用檢定鋼尺沿墩柱向上傳遞。

結(jié)束語(yǔ)：

在高墩施工中正確選用合理的施工工藝十分重要。在技術(shù)上對(duì)方案進(jìn)行謹(jǐn)慎分析比較，高空、立體、平行、交叉作業(yè)才有可靠保證。特大橋采用提升托架翻轉(zhuǎn)模板施工是一種新的，切實(shí)可行的施工工藝，它特別適用于跨度較大、地形條件比較復(fù)雜，大型機(jī)械設(shè)備無(wú)法進(jìn)場(chǎng)施工的地方，它具有操作方便，易掌握，成本低，工期短，安全等特點(diǎn)。實(shí)踐表明，提升托架翻轉(zhuǎn)模板在薄壁空心高墩施工中是切實(shí)可行的，可進(jìn)一步的推廣到其它橋梁高墩施工中。

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