伊龍橋不對稱V型墩施工技術(shù)

牛 亮

中鐵一局集團(tuán)有限公司

1 概述

伊龍橋主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計為異型拱橋，跨徑布置為60+120+50=230m。3#、4#墩均為不對稱性V 型墩，V 形墩與混凝土主梁固結(jié)，鋼主梁與混凝土主梁采用鋼混凝土結(jié)合段連續(xù)。

V 型墩與混凝土主梁固結(jié)形成三角剛構(gòu)。斷面為實心矩形，橫橋向?qū)挾葹?8.4m，中設(shè)兩個4.45m 寬、高約8m 孔洞。3#軸V墩左肢凈高10.361m，水平傾角39.806°，縱橋向尺寸由2.713漸變?yōu)?.5m，右肢凈高10.875m，水平傾角30.434°，縱橋向尺寸由3.16 漸變?yōu)?.5m；4#軸V 墩左肢凈高10.721m，水平傾角49.6°，縱橋向尺寸由3.125 漸變?yōu)?.5m，右肢凈高10.39m，水平傾角38.66°，縱橋向尺寸由2.508 漸變?yōu)?.5m. 3#軸V 型墩混凝土方量1379m3，4#軸混凝土方量1105m3。

本文以3#V型主墩為例進(jìn)行論述和介紹。

圖1 3#V型墩三維立體圖

2 施工難點

V 墩混凝土方量較大，加上左右肢均有傾角，且不對稱，澆筑時對支架會產(chǎn)生很大的水平推力。

3#墩與4#墩墩位剛好位于伊河主河道內(nèi)，工期較緊，V墩支架需考慮洪水影響。

V 墩支架必須在上部現(xiàn)澆梁施工完成后方可進(jìn)行拆除，支架不可倒用，且汛期施工風(fēng)險大。

3 主要施工方法和工序

根據(jù)V 墩結(jié)構(gòu)特點以及現(xiàn)場的施工條件，通過方案比選及計算，制定以鋼管樁為臨時支墩的支架法，支架基礎(chǔ)采用混凝土基礎(chǔ)；采用Ф32 精扎螺紋鋼對拉，來克服混凝土水平力，進(jìn)行混凝土施工。模板用改制鋼模以保證V 墩的尺寸和外觀質(zhì)量。V型墩混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑兩肢底部連接處，第二次澆筑兩肢混凝土；尤其以第二次混凝土施工為重點難點。

具體施工工序：墩身第一次混凝土澆筑→鋼管樁條形基礎(chǔ)→Ф28 的鋼筋錨桿植入→I25 工字鋼平拉桿→鋼管樁支架→縱向分配梁→橫向分配梁→鋼模板安裝→對拉桿安裝→鋼筋安裝→第二次混凝土澆筑。

圖2

4 鋼管樁支架

4.1鋼管樁支架基礎(chǔ)

基礎(chǔ)采用C30混凝土進(jìn)行澆筑，基礎(chǔ)埋設(shè)在砂巖內(nèi)50cm，基礎(chǔ)尺寸為19×1.5×1m，澆筑混凝土之前需將基坑內(nèi)浮渣及淤泥清除干凈，并快速澆筑混凝土，在鋼管樁對應(yīng)位置埋設(shè)預(yù)埋鋼板，鋼管樁基礎(chǔ)施工完成后，垂直基礎(chǔ)頂面向下鉆孔，植入Ф28的鋼筋錨桿，錨桿伸入河底紅砂巖1m，錨桿布置為在條形基礎(chǔ)橫向分布兩排，縱向間距為2m.

4.2 鋼管樁

鋼管樁采用φ630mm×12mm 鋼管，安裝時與條形基礎(chǔ)上表面保持垂直，將按尺寸制作的鋼管樁焊接在混凝土基礎(chǔ)的預(yù)埋鋼板上，確保鋼管樁生根；為保證在架設(shè)過程中鋼管樁的穩(wěn)定性可設(shè)立臨時支撐。待鋼管樁平聯(lián)施工完成后可將臨時支撐拆除，鋼管樁在架設(shè)完成后在其上切割槽口，槽口坡度與V墩肢體坡度一致。鋼管樁之間平聯(lián)和剪刀撐用[18 槽鋼連接。鋼管樁施工完成后，將鋼管樁與承臺上的預(yù)埋件采用I25工字鋼進(jìn)行連接，增強(qiáng)鋼管支架根部的抗水平力能力。

圖3

4.3 縱向分配梁

縱向分配梁采用雙拼I25工字鋼，在邊肢沿橫橋向方向縱向鋪設(shè)兩排，兩排間距2.2m.中肢沿橫橋向方向縱向鋪設(shè)三排，間距1.75m，將分配梁焊接在鋼管樁槽口內(nèi)。

4.4 橫向分配梁

橫向分配梁采用雙拼I25 工字鋼，橫向焊接在縱向分配梁上，沿V墩肢體間距1m。雙拼工字鋼時兩工字鋼間距留4cm，備穿模板拉條所用。

4.5 模板

V墩模板面板根據(jù)承臺的模板改造加工。側(cè)模和內(nèi)模采用12mm厚優(yōu)質(zhì)竹膠板；豎向背帶采用5×8cm方木，立放面板釘實,間距為30cm；橫向背帶采用Φ48×3.5mm 鋼管，單層雙根平行布置，之間凈距為3cm；橫向背帶間距為60cm.拉桿絲杠采用Φ 20mm 圓鋼制成，均配戴雙螺帽；墊片為10mm 厚鋼板，尺寸為15×15cm.

圖4 模板制作大樣圖

5 克服混凝土水平力措施

為了克服V 型墩混凝土澆筑時縱橋向水平力，在V 墩上部預(yù)埋兩排Ф48鋼管，內(nèi)穿Ф32精軋螺紋鋼對拉，兩排拉桿豎向布置間距為1m,每排為7根。拉桿兩端埋設(shè)預(yù)制的三角槽口，保證拉桿水平受力。

Ф32精軋螺紋鋼對拉布置如圖5所示。

圖5

6 鋼管樁支架預(yù)壓

鋼管樁支架施工完成，模板安裝完畢后，V型墩鋼筋綁扎施工前首先對支架進(jìn)行壓載試驗，消除支架的非彈性變形，同時對支架的受力性能進(jìn)行檢驗，確保施工安全和梁體的線性平順。

6.1 靜壓載時荷載分配

靜載試驗時按照實際荷載的120%進(jìn)行壓載。靜載試驗時首先鋪設(shè)好橫向分配梁，然后在橫向分配梁上加載，加載材料根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采用混凝土預(yù)制塊、沙袋。靜載實驗時按照上面計算的荷載進(jìn)行分配。

6.2 靜載試驗的加載程序

首先加載設(shè)計荷載的30%，并靜停4 個小時，觀測縱向分配梁的變形、撓度以及基礎(chǔ)的沉降量。第二次加載到設(shè)計荷載的80%，靜停4 個小時，進(jìn)行觀測，對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，沒有發(fā)現(xiàn)任何異常的情況，然后進(jìn)行第三次加載，第三次直接加載到設(shè)計荷載的120%，靜停2 天并每4 個小時進(jìn)行觀測，分析觀測數(shù)據(jù)，繪出縱向分配梁變形曲線，根據(jù)分配梁變形曲線，設(shè)置支架的預(yù)拱度。

靜載試驗加載時要模擬混凝土澆筑的過程，全斷面均勻緩慢加載，保證V型墩的兩肢受力均衡，加載過程中按要求進(jìn)行測量觀測。

6.3 測點布置

測點的布置分為和鋼管樁頂部以及底部，主要觀測支架基礎(chǔ)，鋼管樁由于水平力產(chǎn)生的水平位移量。支架預(yù)壓和混凝土澆筑過程中都要按要求對測點進(jìn)行觀側(cè)，保證施工的安全。

7 結(jié)束語

該橋位于歷史悠久的伊河，在龍門石窟上游，兩個V型主墩設(shè)計新穎輕巧，造型美觀，可以減少橫向的水流阻力，同時節(jié)約混凝土用量。采用上述的不對稱V 型墩施工技術(shù)，洛陽伊川伊龍大橋3#、4#V 型墩施工順利、安全，可靠，保質(zhì)保量完成，施工完成后的實體尺寸精準(zhǔn)，外表美觀，質(zhì)量優(yōu)良，節(jié)省工期。為不對稱V 型墩施工摸索出成功經(jīng)驗，為日后同類型V 墩的施工提供一些借鑒和經(jīng)驗。

圖6 主橋總體布置圖

圖7 成橋后的伊龍橋