石吉高速公路橋梁高墩施工技術(shù)

1、石吉高速公路橋梁高墩施工技術(shù)中鐵十七局集團(tuán)一公司京福閩贛標(biāo)三分部項(xiàng)目王建強(qiáng)摘要：隨著高速公路向山區(qū)的延伸 ,跨越深溝谷的高墩高 架橋不可避免地廣泛 應(yīng)用于山區(qū)高速公路建 設(shè)中 ,而高墩 柱的施工往往成 為控制工程施工 進(jìn)度和工程成本的關(guān) 鍵 。本文就石吉 高速公路 B10 合同段屴坑大 橋 高墩柱施工 實(shí)踐介 紹了高墩施工技 術(shù)。關(guān)鍵詞 ： 高速公路；高墩；施工技 術(shù)1、前言近年來，隨著我 國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)高等級(jí)公路 建設(shè)呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的勢(shì)態(tài)。高等級(jí)公路對(duì)線型等 方面的要求使得山區(qū)公路中出現(xiàn)了許多高 墩橋梁，增加了施工難度。本文根據(jù)石吉高速公路B10合同段的橋梁高墩柱施工過程，將主要

2、采用鋼管支架及特制定型鋼模板來組織施工 的高墩施工工藝詳加闡述 , 供大家參考。2、工程概況本橋位于石吉高 速公路 B 1 0合同段內(nèi)，橋位地處江西省贛州市興國(guó)縣鼎龍 鄉(xiāng)，該橋橋位區(qū)屬低山丘陵之山間沖溝地貌，地形起伏較大，平面位于半徑 R=1300m LS=230m右偏緩和曲線和R=1300m右偏圓曲線內(nèi)?？v面在 K101+676之前位于縱坡i=2.9%的直坡段上,在K101+676之后位于R=12000的豎曲線上，邊坡點(diǎn)里程為 K101+940,高程為243.5。橋梁上部采用(50 X 40+50X 40 ) m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，上部構(gòu)造由4片箱梁組成。下部橋墩采用實(shí)體墩及柱式 墩，樁基

3、礎(chǔ)。橋臺(tái)采用重力式橋臺(tái)，擴(kuò)大 基礎(chǔ)。本橋共有實(shí)體墩 12個(gè)，截面尺寸為 2.5mX 5.0m， 最高墩為 44.5m, 最低墩 為 35.5m。3、高 墩施工的特點(diǎn)及難點(diǎn)該橋梁所處地形 復(fù)雜，交通運(yùn)輸不便，而且大部分橋墩身 高。工程量大，工期短，因此橋墩施工是該工程 的關(guān)鍵所在。然而對(duì)于 20 m以上的高墩柱卻存在以下的特點(diǎn)：3.1 施工周期長(zhǎng)。對(duì)于高空作業(yè)，模板 的受力自成體系，從模板的受力性能考慮 ，高墩柱混凝土的一次澆筑高度一般為 46 m對(duì)于20 m以上高墩的施工次數(shù)至少在 4次以上，這樣每一根墩柱 的施工周期相當(dāng)長(zhǎng)， 受機(jī)械設(shè)備等因素影響，有的墩柱施工工 期達(dá)到 5、6個(gè)月之長(zhǎng) 。3

4、.2 模板和機(jī)械設(shè)備的投入大。由于單根高墩柱的施 工周期長(zhǎng)，且受總工期的限制，各大橋的 高墩柱只能采取平行作業(yè)的施工組織方法， 每根墩柱至少配備 6 m 高度的模板 , 使其自成施工體系，這樣模 板的投入相當(dāng)大。受起吊能 力的限制，高墩柱施工須配備大噸位的吊 車，且全標(biāo)段高墩柱數(shù)量多，分散于不同的山溝內(nèi) ，致使吊車等設(shè)備很難相互調(diào)配使用，導(dǎo) 致機(jī)械設(shè)備的投入也大。3.3 高墩施工定位控制難度大。對(duì)于高橋墩來說，截 面相對(duì)面積小、墩身高、重心高、墩身柔 度大、施工精度要求高， 是其顯著的特點(diǎn)，施 工時(shí)軸線很難準(zhǔn)確控制。3.4 高墩施工接縫的處理要求高。高墩柱不僅僅只是一 個(gè)簡(jiǎn)單的受壓構(gòu)件，而且還

5、受到復(fù)雜的彎 矩扭矩作用，必須保證墩身有一定的柔度， 在荷載和各種因素作用下其彎曲和擺動(dòng)不 質(zhì)量要求很高，而高 墩的施工縫如處理不到位，就成為墩身受可避免，因此對(duì)高墩的施工 力的薄弱處。3.5 高空作業(yè)，施工安全度低。4、施 工方案針對(duì)墩柱墩身較 高的特點(diǎn)，墩柱模板全部采用特制定型鋼模板，由兩塊半圓拼裝而成，模板每節(jié)高度分 1.5m、2.5m、3m三種，其中1.5m、2.5m為D140的模板，3m為D180模板。采用吊車進(jìn)行模板安裝，在吊車不能所及的高度采用卷?yè)P(yáng)機(jī)和 臨時(shí)固定在已澆混凝土柱頂?shù)牡跫艿跹b施工時(shí)所需材料和安裝墩柱模板（ 1.5m/ 節(jié)），在模板頂和中部分別以風(fēng)纜 繩緊固穩(wěn)定，保證立

6、模后的剛度及豎直度。墩柱混凝土在吊車能及的高度用混凝土運(yùn)輸車送至現(xiàn)場(chǎng)，以吊車配混凝土吊斗，利用串筒澆筑，吊車不能及的高度，用混凝土輸送泵直接送至模板內(nèi)澆注，用插入式振搗器振搗，混凝土采取分層連續(xù)進(jìn)行澆注，每層厚度不大于30cm,中間因故間斷車運(yùn)輸。不能超過前層混凝土的初凝時(shí)間?；炷敛扇〖邪韬?，混凝土攪拌5、施 工關(guān)鍵技術(shù)5.1 測(cè)量放樣先對(duì)墩柱的結(jié)構(gòu)線及墩柱中線進(jìn)行測(cè)量放樣，墩柱前后、左右邊緣距設(shè)中心線尺寸容許偏差10mm墩柱施工前，將樁頂沖洗干凈，并將墩 柱結(jié)構(gòu)線以內(nèi)的混凝土面鑿除浮漿, 整理連接鋼筋。5.2 鋼筋工程架塔設(shè)完成后進(jìn)行墩柱鋼筋嚴(yán)格按照經(jīng)監(jiān)理 工程師審批的支架方案進(jìn)行塔設(shè)，

7、墩柱支幫扎施工。鋼筋統(tǒng)在加工棚進(jìn)行下料和制作，鋼筋的調(diào)直、截?cái)嗉皬澱鄣染鶓?yīng)符合技術(shù)規(guī)范要求，鋼筋加工完成后進(jìn)行編號(hào)堆放，運(yùn)至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)再用定滑輪吊至作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行綁扎、焊接。對(duì)于變截面高墩, 應(yīng)注意墩柱主筋接長(zhǎng) 時(shí)應(yīng)注意焊接接頭必須錯(cuò)開,使接頭鋼筋面積不超過鋼筋總面積的 25%;箍 筋接頭應(yīng)在四角錯(cuò)開, 彎鉤長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)及抗 震要求。按設(shè)計(jì)及規(guī)范制作的墩柱鋼筋籠用吊車吊裝時(shí)對(duì)位要準(zhǔn)確，采用垂線法定位，中心點(diǎn)誤差控制在 2cm 內(nèi)，墩柱邊 側(cè)的保護(hù)層利用墊塊來保證，并對(duì)蓋梁連 接鋼筋進(jìn)行預(yù)留。5.3 支架與立模板：5.3.1 墩柱支架搭設(shè)a、技術(shù)要求：墩柱腳手架主要起穩(wěn)固 模板、操作架、支撐及垂直運(yùn)

8、輸作用，必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和 穩(wěn)定性；支承部分必須有足夠的支承面積，如安設(shè)在基土上，基土必須堅(jiān)實(shí)并有排水措施 ；腳手架立桿間距及橫桿步距必須滿足使用要求。b、搭設(shè)方法：清平夯實(shí)基土 （最好將腳手架支承于墩柱承臺(tái) 上），圍繞墩柱搭設(shè)立柱 鋼 管支架：采用立桿 24根，立桿采用搭接的 方式連接，搭接長(zhǎng)度不小于 50cm,搭接范圍內(nèi) 的扣件不少于 2 個(gè)。 各立桿間布置水平撐，并適當(dāng)布置垂直剪力撐，剪力撐與水平方向成45角放置。鋼管支 架立桿的縱橫向間距為 1.4mX 1.4m ,橫桿步距為1.6m,則搭設(shè)一個(gè)立 柱支架鋼管總長(zhǎng)為 2360m扣件約1180個(gè)。b、支架受力分析及計(jì)算：鋼管支架自

9、重力：19090N,施工荷載：10000N,合計(jì)：F=29090N?？紤]施工時(shí)的不均勻性，取不均勻系數(shù)1.5 ,則剛支架所受總荷載為：F=29090NX 1.5=43635N。每根立桿承受荷載為：43635/8=5454N ,則用C 48X 3mm的鋼管面積A=424，鋼管回轉(zhuǎn)半徑為：l=15.9mm.1）按強(qiáng)度計(jì)算，立桿的受壓力為=N/A=5454N/424mm22）按穩(wěn)定性計(jì)算，立桿的受壓應(yīng)力為：長(zhǎng)細(xì)比：入=L/I=1600/15.9=100查鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范表C-2 , b類截面軸心受壓構(gòu)件 的穩(wěn)定系數(shù)，=0.432（T =N/（ X A）=5454/（0.432 X 424）=29.8N

10、/mm2215N/ mm23）鋼管支架其橫 桿抗彎強(qiáng)度d max和剛度Wma為：抗彎強(qiáng)度 er max=ql2/10w=31167X 1.42/(10 X 4.49 X 103)=1.4Mpa其中：w鋼管的截面最小抵抗矩w=4.49X 103mm3f 鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，為215Mpaq=43635N/1.4m=31167N/m剛度 Wmax=ql2/150EI=31167X1.44/(150 X2.06X105X10.78X104)=36X109 其中：I 鋼管截面慣性矩 1=10.78 X 104mm4E 彈性模量 E=2.06X 105Mpa容許撓度為 3mm根據(jù)以上計(jì)算結(jié) 果,鋼管支架立桿

11、受壓應(yīng)力和橫桿抗彎強(qiáng)度及剛度都小于容許值可滿足施工要求,則該支 架方案是可行的。5.3.2 立模板墩柱模板全部采 用特制定型剛模板,由兩塊半圓拼裝而成,模板每節(jié)高度分1.5m、2.5m、3m三種，其中1.5m、2.5m為D140的模板，3m為D180模板。采用吊車進(jìn)行 模板安裝，在吊車不 能所及的高度采用卷?yè)P(yáng)機(jī)和臨時(shí)固定在已 澆混凝土柱頂?shù)牡跫艿跹b施 工時(shí)所需材料和安裝 墩柱模板（1.5m/節(jié)），在模板頂和中部分別以風(fēng)纜繩緊固穩(wěn)定，保證 立模后的剛度及豎直 度。墩柱高度在w 15m時(shí)，采取一次性裝模到位，并進(jìn)行混凝土澆筑。5.4 澆筑混凝土混凝土澆注前對(duì)支架、模板、鋼筋進(jìn)行檢查，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范

12、要求后方可進(jìn)行混凝土澆注，混凝土澆筑采用一次支模到頂，一次混凝土澆筑的方法施工，中間不留施工縫?；炷敛扇〖邪韬?，混凝土攪拌車運(yùn)輸?；炷涟韬椭袊?yán)格控制材料用量，并對(duì)拌和出的混凝土進(jìn)行塌落度測(cè)定，控制好水灰比。墩柱混凝土在吊車能及的高度用混凝土運(yùn)輸車送至現(xiàn)場(chǎng)，以吊車配混凝土吊斗，利用串筒澆筑，吊車不能及的高度，用混凝土輸送泵直接送至模板內(nèi)澆注，用插入式振搗器振搗，混凝土采取分層連續(xù)進(jìn)行澆注，每層厚度不大于30cm,中間因故間斷不能超過前層混凝土的初凝時(shí)間?；炷翝沧⑦^程中設(shè)專人檢查支架、模板、鋼筋的穩(wěn)固性 及時(shí)養(yǎng)護(hù),防止混凝表面抹平,混凝土初凝以后,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理?；炷翝仓筮M(jìn)行土表面出

13、現(xiàn)裂縫。5.5 拆膜及養(yǎng)護(hù)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì) 強(qiáng)度的 75%后拆除墩柱模板，用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)，模板拆除時(shí)按順序拆卸，防止撬壞模 板和碰壞結(jié)構(gòu)。6、高 墩施工的幾點(diǎn)體會(huì)6.1 盡量保證 1 根墩柱施工的連續(xù)性， 減少中間停頓時(shí)間，以加快分 項(xiàng)工程的完工時(shí) 間，縮短計(jì)量支付的 周期，減輕資金周轉(zhuǎn)壓力。6.2 搞好安全施工是高墩柱施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，要經(jīng)常對(duì)施工操作 人員進(jìn)行安全教育，強(qiáng)化安全意識(shí) , 各工序應(yīng)按安全操作規(guī) 程辦事。6.3由于模板周轉(zhuǎn)次數(shù)多，因此易產(chǎn)生 模板變形，應(yīng)在2.8 m寬模板的加強(qiáng)肋中間設(shè)1 道橫穿墩身的對(duì)拉螺桿，高度方向每隔 1 m 設(shè) 1 道與加強(qiáng)箍固定 聯(lián)結(jié)。7、結(jié)束語(yǔ)實(shí)踐證明，采用 高墩鋼管支架及特制定型剛模板的施工技 術(shù)，對(duì)高空、立體、平行、 交叉作業(yè)有了可靠的 安全保證，同時(shí)也加快了工程進(jìn)度，降低 了