跨線鋼結(jié)構(gòu)橋Y 形鋼筋混凝土墩施工技術(shù)研究

徐勇，沈星，練磊

（四川路橋盛通建筑工程有限公司，四川西昌 615000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷提高，人口向主要大中城市集中由此帶來(lái)這些城市基礎(chǔ)設(shè)施的大量興建，為了滿(mǎn)足國(guó)家城市發(fā)展的需要，大量高架立交橋應(yīng)運(yùn)而生[1-2]。立交橋呈線路交叉情形，立交橋下部橋墩起到支撐和傳遞荷載的作用，在立交橋設(shè)計(jì)中占有重要地位[3-5]。此外，隨著立交橋的發(fā)展與應(yīng)用，立交橋下部橋墩也越來(lái)越多樣化，橋墩的美觀設(shè)計(jì)成為立交橋設(shè)計(jì)的重要組成部分[6-8]。在此情形之下，產(chǎn)生了一種Y 形橋墩，這種立交橋橋墩在達(dá)到一定高度時(shí)可以給觀看者一種輕盈的感覺(jué)，很適合上部結(jié)構(gòu)為鋼箱梁的立交橋[9-12]。由于橋墩在立交橋建設(shè)中的重要作用，跨線鋼結(jié)構(gòu)橋Y 形橋墩的優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工成為其重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此，有必要對(duì)跨線鋼結(jié)構(gòu)橋Y 形橋墩展開(kāi)系列研究。

本文以武侯大道（二環(huán)路至江安河）道路改造工程（一期）施工二標(biāo)段武青南路跨線橋墩柱施工實(shí)際背景為依托，對(duì)跨線鋼結(jié)構(gòu)橋墩施工存在的諸多問(wèn)題進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，跨線鋼結(jié)構(gòu)橋Y 形鋼筋混凝土墩采用BIM技術(shù)、定型化大型鋼模板一次支模技術(shù)、一次整體澆筑技術(shù)、墩旁輔助施工平臺(tái)支架體系等。形成了一整套“跨線鋼結(jié)構(gòu)橋Y 形鋼筋混凝土墩施工技術(shù)”。

1 工程概況

武侯大道（二環(huán)路至江安河）道路改造工程（一期）施工二標(biāo)段武青南路跨線橋位于成都市武侯大道與武青南路交叉口處，經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)此處車(chē)流量非常大，交通極為密集，為緩解此交叉口處交通的壓力，故在此處新建一座立交橋跨越武青南路。武青南路跨線橋單幅布置，上部結(jié)構(gòu)為PC 簡(jiǎn)支小箱梁+連接鋼-混組合梁+PC 簡(jiǎn)支小箱梁，跨中主墩采用Y 形柱墩，其余均采用雙柱墩，鋼筋混凝土矩形墩立柱尺寸為1.8m×1.8m，鋼筋混凝土Y 形墩下口尺寸為5.6m×2.5m，上口尺寸為9.5m×2.5m，連續(xù)鋼-混組合梁邊墩結(jié)構(gòu)型式與PC 簡(jiǎn)支小箱梁相同，采用鋼筋混凝土矩形墩，立柱尺寸為1.8m×1.8m，承臺(tái)尺寸為6.25m×2.5m×2.3m；樁基采用直徑為1.5m 的鉆孔灌注樁，樁基的持力層為密實(shí)卵石層。

2 技術(shù)原理

2.1 Y 形墩旁輔助施工平臺(tái)支架體系

圖1 Y 形橋墩操作支架搭設(shè)立面

2.2 Y 形墩鋼筋綁扎有限元分析與計(jì)算

利用BIM 技術(shù)進(jìn)行建模，分清墩柱主筋、系梁鋼筋以及預(yù)應(yīng)力波紋管的交叉點(diǎn)位，有效避免其發(fā)生沖突，從而有效消除需要現(xiàn)場(chǎng)切割鋼筋的問(wèn)題。利用BIM 技術(shù)對(duì)Y 形墩鋼筋綁扎進(jìn)行有限元分析如圖2 所示。

圖2 利用BIM 技術(shù)對(duì)Y 形墩鋼筋綁扎進(jìn)行有限元分析

2.3 Y 形墩定型化整體式大型鋼模板體系

Y 型墩身采用定型化大型鋼模板一次支模到位，墩身高度超過(guò)3m 時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)加設(shè)串筒保證混凝土自由傾落高度不超過(guò)3m，系梁拉桿為雙槽鋼，模板內(nèi)設(shè)置精軋螺紋鋼對(duì)拉，橫向間距900mm，豎向間距1100mm，四角采用外拉設(shè)置。

3 工藝流程與操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

跨線鋼結(jié)構(gòu)橋Y 形鋼筋混凝土墩施工工藝流程如圖3 所示。

圖3 跨線鋼結(jié)構(gòu)橋Y 形鋼筋混凝土墩施工工藝流程

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 鋼筋工程

鋼筋在加工廠整體加工制作，統(tǒng)一運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，利用智能全站儀和有限元計(jì)算分析對(duì)鋼筋進(jìn)行精確定位和綁扎。對(duì)綁扎好的鋼筋骨架進(jìn)行固定，從而保證鋼筋骨架的整體性和穩(wěn)定性。直徑≥22mm 主筋連接均采用機(jī)械連接，其余鋼筋采用焊接。焊接鋼筋需滿(mǎn)足單面焊10d，雙面焊5d。Y 形墩柱鋼筋現(xiàn)場(chǎng)綁扎如圖4所示。

圖4 Y 形墩柱鋼筋現(xiàn)場(chǎng)綁扎

3.2.2 Y 型墩預(yù)應(yīng)力工程

（1）依托工程在PM05 和PM06 橋墩（Y 型墩）系梁位置設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束，預(yù)應(yīng)力管道采用增強(qiáng)型金屬波紋管。錨墊板與預(yù)應(yīng)力管道垂直精確定位，張拉端和固定端交錯(cuò)布置，在系梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)方可進(jìn)行后期預(yù)應(yīng)力的張拉，且鋼束均為兩端對(duì)稱(chēng)張拉。鋼束張拉采用雙控技術(shù)，以張拉力為主，引伸量為輔。

（2）槽口在鋼束錨固完成后應(yīng)做封錨處理，并設(shè)置封錨鋼筋。若采用焊接，應(yīng)嚴(yán)格保證單面焊10d，雙面焊5d 的焊縫長(zhǎng)度。鋼束定位鋼筋按每500mm 一道，曲線位置300mm 一道。鋼束張拉端工作長(zhǎng)度為800mm。

3.2.3 模板工程

又如“昆南”入聲字“折”的唱調(diào)（《南西廂·佳期》【十二紅】“也不管墮折”，687）。該單字唱調(diào)的過(guò)腔是。其中的為第一節(jié)級(jí)音性過(guò)腔，為第二節(jié)級(jí)音性過(guò)腔第三節(jié)為主調(diào)性過(guò)腔。這個(gè)過(guò)腔即為“級(jí)音+級(jí)音+主調(diào)”兩種不同音樂(lè)材料組合而成的多節(jié)型過(guò)腔。

（1）待Y 形墩柱鋼筋綁扎完成并檢查合同通過(guò)驗(yàn)收后，進(jìn)行后續(xù)的Y 形墩柱定型化大鋼模板的安裝。Y形墩柱模板在加工廠利用組裝胎具進(jìn)行精確定位焊接，待滿(mǎn)足要求后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)拼裝、組件檢查等。Y 形墩柱定型化大鋼模板通過(guò)拉桿組合式連接，模板外分別增加橫向和豎向槽鋼加勁肋，以保證Y 形墩柱模板的整體性和穩(wěn)定性。

（2）Y 形墩柱模板安裝完成后，對(duì)上下端模板進(jìn)行調(diào)整、固定，并對(duì)模板之間接縫進(jìn)行檢查與填塞，有效防止在后續(xù)混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生模板移位及漏漿的問(wèn)題。Y 形墩柱模板安裝如圖5 所示。

圖5 Y 形墩柱模板安裝

3.2.4 墩身混凝土澆筑

Y 形墩柱混凝土澆筑采用商品混凝土，Y 形墩墩身高度超過(guò)3m 時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)分級(jí)加設(shè)串筒保證混凝土自由傾落高度不超過(guò)3m，并利用可移動(dòng)插入式振動(dòng)棒進(jìn)行澆筑混凝土的振搗?；炷恋囊淮螖備伜穸仍?0cm~40cm，且澆筑前后間歇時(shí)間不得超過(guò)90min，應(yīng)在下層混凝土初凝或重塑前澆筑完上層混凝土。Y 型墩支模及澆筑分兩次進(jìn)行，第一次澆筑至矩形墩墩頂處，第二次澆筑Y 型墩和Y 型墩系梁。Y 形墩混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑如圖6 所示。

圖6 Y 形墩混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑

3.2.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

Y 形墩柱混凝土澆筑完成后，分別進(jìn)行Y 形墩混凝土的帶模養(yǎng)護(hù)和拆模后的養(yǎng)護(hù)。

（1）Y 形墩柱混凝土澆筑完成后先進(jìn)行拆模前的養(yǎng)護(hù)，此時(shí)需做好Y 形墩柱混凝土的潮濕、保濕工作，并預(yù)防混凝土養(yǎng)護(hù)期間產(chǎn)生的內(nèi)外溫差導(dǎo)致墩柱產(chǎn)生裂縫，在拆模前養(yǎng)護(hù)1~2d 后可對(duì)Y 形墩柱模板進(jìn)行微松，并繼續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)至達(dá)到混凝土拆模的要求。

（2）Y 形墩柱混凝土拆模后，仍需對(duì)墩柱混凝土進(jìn)行7d 的包裹式潮濕養(yǎng)護(hù)。Y 形橋墩鋼筋混凝土養(yǎng)護(hù)完成后現(xiàn)場(chǎng)如圖7 所示。

圖7 Y 形橋墩鋼筋混凝土養(yǎng)護(hù)完成后現(xiàn)場(chǎng)

3.2.6 預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿

系梁混凝土強(qiáng)度大于或等于設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的90%后，且齡期不小于7d，滿(mǎn)足張拉要求，并開(kāi)始張拉。張拉完成后，應(yīng)在1d 內(nèi)完成孔道壓漿。

4 優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

（1）本研究利用BIM 技術(shù)建模進(jìn)行Y 形墩柱鋼筋的分析與計(jì)算，分清墩柱主筋、系梁鋼筋以及預(yù)應(yīng)力波紋管的交叉點(diǎn)位，有效避免其發(fā)生沖突，從而有效消除了需要現(xiàn)場(chǎng)切割鋼筋的問(wèn)題，有效保證了Y 形鋼筋混凝土墩的整體性，提高了工效。

（2）本研究Y 型墩身采用定型化大型鋼模板一次支模到位，墩身高度超過(guò)3m 時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)加設(shè)分級(jí)式串筒保證混凝土自由傾落高度不超過(guò)3m，有效提高混凝土的澆筑質(zhì)量。

（3）本研究提出了Y 形墩旁輔助施工平臺(tái)支架體系，在墩身外圍搭設(shè)盤(pán)扣支架作為施工輔助平臺(tái)，同時(shí)在輔助施工平臺(tái)旁架設(shè)自動(dòng)扶梯，有效保證了Y 形鋼筋混凝土墩的施工。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合武侯大道（二環(huán)路至江安河）道路改造工程（一期）施工二標(biāo)段武青南路跨線橋墩柱施工實(shí)際，提出的跨線鋼結(jié)構(gòu)橋Y 形鋼筋混凝土墩施工技術(shù)，有效保證了Y 形鋼筋混凝土墩的整體性，提高了工效，提高了跨線鋼結(jié)構(gòu)橋Y 形鋼筋混凝土墩的施工質(zhì)量。本技術(shù)能充分發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)類(lèi)似工程具有很好的推廣應(yīng)用前景。