双柱式空心薄壁墩桥施工方法的研究与探讨_宋致科

文章编号:1005-6033(2000)02-0000-01收稿日期:2000-03-05双柱式空心薄壁墩桥施工方法的研究与探讨
宋致科
摘　要　针对施工中可能遇到的技术问题,制定了某大桥工程中双柱式空心薄
壁墩桥的具体施工方法和操作要领。

关键词　施工方法　墩桥　双柱式空心薄壁桥墩
中图分类号　U445.55+9 文献标识符　A
从1997年开始,我处先后参与了重庆市长(寿)—涪(陵)、渝(重庆)—合(川)、万(县)—梁(平)高速公路建设。

笔者有幸参与长涪、渝合高速公路的施工和万梁高速公路施工方案的研究。

这三条公路中就有两条涉及到双柱式空心薄壁墩桥施工,在此就以万梁路关家沟大桥为例,对其施工方法作更深入的研究和探讨。

1　工程概况
万县至梁平高速公路起于万县青杠磅,与万县长江公路大桥北道相连,经分水、孙家,止于梁平县西郊白衣寺,连接318国道,全长67.237km。

本路线在进入小垭口隧道前跨过关家沟,在此设立关家沟大桥。

由于路线在此分为左右线,故分别修建关家沟左线大桥(ZK15 +510)及关家沟右线大桥(YK15+528)。

两桥上部构造简支梁均采用40m预应力T梁,全桥共132片。

梁高 2.5m,内梁宽2.06m,边梁宽 2.13m,翼板部分预制,另一部分在架设就位后梁间翼板相互绑扎就地浇筑。

横隔板为一次预制成,就位后用钢板焊接外包砼保护。

下部构造为双柱式墩,最高97m,最低8m,平均墩高近60m。

横向按墩高设有1～3道横系梁。

墩身为变截面空心薄壁结构,墩顶面为纵 2.0m、横2.5m,纵向沿高度设有1%变坡,横向不变,墩壁厚0.3m,每7.5m高设一道厚0.3m的横隔板。

墩地面以下部分为实心段,嵌入弱风化岩层两倍墩脚截面长尺寸以下。

盖梁为C30普通钢筋砼梁。

2　施工方法的研究与探讨
针对施工中可能遇到的技术问题,我们认真总结了长涪高速公路石朝门大桥的施工经验,并结合关家沟大桥的实际情况制定了具体的施工方法和操作要领。

2.1　挖孔桩基础
(1)护壁。

无论什么地质,孔深超过1m后,孔口都应支设钢筋砼护壁,护壁应高出地面20cm以上,以防雨水流入孔内和石块滚入孔内伤人。

1m以下可根据地质情况分段设置护壁,如岩层较好可不设,或每隔3m～5m设 1.5m高护壁。

如遇不良地层或砂砾层,采用锥形台阶式护壁。

经过计算确定护壁上口壁厚25cm、下口壁厚17.5cm、错台宽7.5cm,下段护壁将上段护壁封脚,封脚高7.5cm、厚7.5cm;护壁采用C18级砼浇筑;桩身配筋环向钢筋为Υ10,共放14层,纵向钢筋为Υ10@200,视桩截面尺寸定其数量,其长度要能插入下节护壁一定深度,以利其连接。

护壁模板采用组合钢模板。

为保证7.5cm错台及调整不符合组合模板模数制截面尺寸,每侧模板组合时至少加一两块调坡钢模板。

横、竖带可用钢管或槽钢,内支撑采用方木。

(2)挖孔。

井内为土质时只需人工用镐和短锹在井内施工。

若遇岩层时,可采用小型爆破方法处理。

爆破第一层时,打眼要向中心倾斜。

炮眼距孔边应大于30cm。

以下各层可采用直炮眼。

炮眼的平面布置采用梅花型。

炮眼的多少,可根据孔径大小、岩层的坚硬程度等因素决定。

对于井内有水的情况,应采用防水炸药。

炮口还要用事先准备好的短木棒塞好。

爆破完后,再用风镐清理井壁和孔底。

每挖一层(2m左右),需重新从井口引纵、横轴线,检查井内尺寸是否正确。

(3)施工安全。

在施工前对工人进行技术交底和安全教育,规定下井工人必须佩戴安全帽,上下井拴安全绳,同时井内设置爬梯。

爬梯用Υ16钢筋制作,焊接必须牢固。

井内作业人员采用2m高钢筋笼上盖桩基截面一半木盖的保护罩,人在罩下挖掘。

井口因截面尺寸较大,除留上下人孔及吊筒出口外,其余均应挂安全网,以防井上作业人员不慎掉入井内。

挖孔超过10m后,用小型空压机或其它通风设备给井下通风。

同时组织专职安全员和技术人员深入工地值班,督促检查安全工作。

(4)提升工具。

桩截面小而浅的桩基可采用自制辘轳,桩截面大又深的桩基则采用梢旋吊作为井内垂直提升工具。

(5)钢筋笼加工安装。

用传统的在井上分节加工钢筋笼吊装焊接安装,在这儿是无法进行的。

一是无平整的场地;二是吊车无法就位,塔吊起吊重量有限;三是钢筋笼吊装过程中容易变形且难以对中。

鉴于上述原因,我们借鉴长涪的经验,用8根脚手架钢管及扣件加工成井字架。

将纵、横轴线引测到钢管上,据此在钢管上标出内、外双层竖筋的位置。

钢筋加工成通长钢筋后,逐根伸入孔内并点焊在钢管上,箍筋从下至上绑扎。

(6)砼浇筑。

如有地下水则按水下灌注砼法施工,如无地下水则按一般空气中灌注砼法施工。

2.2　空心薄壁墩施工
(1)钢筋接长。

墩柱钢筋开始由1～2人扶着,逐根点焊牢固后,由焊工一人焊接,焊好后绑扎箍筋。

接长钢筋的长度以3m～ 4.5m为宜。

(2)模板加工安装及拆卸。

墩柱施工采用无支架翻模法施工。

其做法是在模板外侧上端装小型操作平台。

内侧立模时可在下节模板横带上搁放木板供施工人员操作,拆内模时用两个“U”型挂钩吊木板。

上面用两根方木横担在已浇筑的砼上。

外模采用组合钢模板,内模采用组合钢模板及木模加工。

内外模板每侧均应加两块调坡模板,用来调整纵向收坡及收坡引起的尺寸变化,纵、横向模板(下转封三)
作者简介:宋致科,男,1966年10月生,山西省代县人,1988年毕业于太原工业大学,工程师,中铁十七局二处,山西忻州,034000
(上接封二)轴线偏位。

立第一节模板时,首先要精确放出纵、横轴线,并用墨线弹出空心墩轮廓线,同时模板底脚要精确抄平。

到横隔板位置时,外模应比内模高出30cm(横隔板厚30cm)。

因横隔板无上下人孔,待拆除横隔板下部墩身内模后,开始吊底模。

底模用“U”型挂钩(或铁丝),上面用方木横担在外模上。

方木及支撑底模的小方木根数视横隔板截面尺寸大小而定,但不少于两根。

底模用竹片编做,上铺塑料布以防漏浆。

拆模用塔吊配合人工,即先用人工将固定螺丝及U 型卡松开,然后塔吊挂好,人工撬开后,吊离柱体。

对半干硬性砼,在夏季正常气温条件下,24h后就可拆模。

(3)砼提升及浇筑。

砼垂眭提升用塔吊,墩身砼浇筑时,应用滑槽,滑槽斜置于外侧模板上,上端两侧用挂钩斜拉在钢筋骨架上。

内模板应高出外模,以防砼倾入墩身内部。

(4)养护。

拆模后的养护是保证墩柱质量和外观的一道主要工序,必须引起足够的重视。

养护方法是用橡胶管穿孔绕柱顶一周,与塑料水筒连接洒水。

(5)工艺流程及注意事项。

工艺流程为:接长钢筋笼→支模→浇筑砼→拆模→养护。

在接柱过程中重点应注意以下几点:一是钢筋笼不宜过高;二是支模一定要定位准确,固定牢靠,且要注意浇筑过程中的位移,发现偏移及时调整;三是浇筑时要振捣密实,且不能过振,对分段浇筑的接头,应在支模前将表面水泥浮浆凿除,并用水冲洗干净;四是一定要保证养护质量;五是墩柱超过70m,均设有三道横系梁。

施工时为防止浇筑砼时墩顶振动,在每墩的中间那道横系梁位置上,可利用前后墩脚的预埋钢筋,设立前后左右八字浪风,通过手动葫芦调节浪风索力。

浇筑盖梁后方可拆除。

2.3　横系梁和盖梁施工方法
(1)底模基座的支撑方法。

高系梁和桥墩盖梁,大多离地面较高,所以底模支撑成为盖梁施工的难点。

我们根据多条高速公路施工的经验,接柱施工时,预埋硬质塑料管,盖梁施工时先在预埋塑料管内穿钢棒,钢棒上支放两根工字钢,工字钢用拉杆拉紧,上面再放置方木做为底模的支座。

工字钢规格可根据盖梁(或系梁)的设计尺寸通过计算确定,原则是保证工字钢在盖梁砼及模板、人、机具等重量的作用下,挠度小于规定的限值,如跨度较大可留适当的预拱度。

(2)支拆模和砼输送浇筑。

工字钢上横放方木后,底模支设就简单易行了,关键是底模定位,特别是标高定位。

为此我们在方木下(即工字钢上)每端垫两块楔形木块,这样作有利于拆卸底模。

系梁内模拆除(系梁为空心截面)前浇筑系梁砼时上部预留人孔,人孔在拆除内模后用前面已叙述过的墩柱横隔板底模的施工方法进行。

砼拌合料的垂直运输采用与墩桩一样的方法。

夏季正常气温下拆模,侧模需要24h,底模则最少需要5天左右。

2.4　预应力钢筋砼梁的施工方法
(1)设备选择。

与OVM15-5锚具配套使用的张拉千斤顶型号最好选用YCW100千斤顶及与之相配的油泵和胶管。

张拉机具使用前应进行检查和校验。

千斤项与压力表应配套校验,以确定张拉力与压力表之间的关系曲线。

张拉机具由专人使用和管理,并应经常维护、定期校验。

(2)材料选择与保管。

材料选择主要应注意钢铰线、锚夹具及波纹管。

钢铰线要进行抽样检验,强度、弹性模量等指标必须符合设计要求。

锚夹具除供方按规定进行校验并提供质量证明书外,进场时还应分批进行外观检查,不得有裂纹、伤痕,尺寸不得超过允许偏差。

预应力钢材验收及加工后,应妥善保管,防止在堆放、运输、安装过程中损伤、变形或发生有害的锈蚀。

(3)准备工作。

穿索→安装锚夹片→安装承力架→张拉。

(4)张拉程序。

开始→初应力(10%或15%),同时测初始伸长值一超张拉(105%)持荷5min→(测伸长值,顶压锚固)孔道压浆及封锚。

锚固后切除多余钢铰线,停10h左右,观察锚固稳定无滑丝、断丝现象,即可进行压浆。

在封锚前应将梁端凿毛并清理净。

(5)注意事项。

一是预留孔道要定全准确,线型顺畅;二是张拉时应严格控制张拉力,认真测定伸长值。

发现伸长值与设计误差超过6%时,应停下来找出原因。

张拉时还应控制张拉速度,两端张拉时,进油尽可能一致,切忌一端过快,造成T梁起拱过大;三是孔道压浆时要注意排气孔是否堵塞,防止因堵塞造成压浆不密实;四是一定要严格操作规程,注意安全,高压油、高压水泥浆喷出及夹片外射都会对人体造成伤害。

2.5　桥梁吊装
(1)大梁吊装运输。

T梁在预制场内用龙门架吊运,利用运梁小平车通过轨道拖至桥台处待架设。

40m长的T梁重约103t,为保证受力安全及防止架桥机倾覆,架桥机应作成双导梁式。

架桥机位于桥轴线附近,其T梁悬挂线应对准桥孔的第3片(或第4片)T梁中线。

架桥机由卷扬机牵引只作纵向移动,T梁落位后再横移就位,待一孔完成后再移至下一孔。

(2)吊装就位。

起吊安装之前首先要认真放线,保证支座位置和标高准确无误。

支座安放后,周围用砂浆固定,以防安装时梁碰移位,待安装就位后,可将砂浆除去(特别对滑动支座)。

吊梁设备撤离之前,必须将梁两头支撑牢固,并将相邻梁联系在一起。

(3)安全保证措施。

为了确保安全作业,在架设前首先对起吊、运输、安装等一系列过程中的每一工艺,进行安全分析或力学计算,确保整个流程中受力、稳定性都在安全范围内。

2.6　桥面板施工方法
桥面板的施工由于离地面较高,采用落地支架施工既费材料和人力,速度又慢,所以在大多数桥梁施工中采用吊挂模板施工方法。

在这里湿接缝施工吊模拆除是问题的关键。

经项目部有关人员反复论证,最后我们采用如下施工方法:桥台砌筑时,一端侧墙和前墙预埋螺杆,然后侧墙上加工焊接爬梯,前墙加工简易围栏。

梁底在两横隔板间放方木,上铺木板。

人通过桥台爬梯、围栏,然后到两片梁之间,这样支撑拆除湿接缝吊模就简单易行了。

湿接缝施工完后,再进行桥面板施工,这样打桥面就不用模板,桥表面也不需再补修了。

挂模施工的主要注意事项:一是吊模的方木要有足够的强度和稳定性;二是模板支好后一定要测量标高,检查桥面或接缝厚度是否能达到要求。

以上阐述的是万梁高速公路关家沟大桥施工中各主要工序拟采用的施工方案,还有待于在施工实践中不断探索和完善。

Study on and Probe into Construction Methods of Queen Piers with Thin-wall and Hollow-core
S ong Zhike
ABSTRACT　In the light o f technical problem s which proba bly occur in the course of co nstructio n,the concrete constructing methods and o perating essentia ls fo r the queen piers w ith thin-wa ll a nd hollow-core in a certain bridg e project a re wo rked out.
KEY WORDS　co nstructio n metnod　pier　queen piers with thin-wall and hollow-core。