沪蓉西高速公路马水河特大桥高墩施工技术

沪蓉西高速公路马水河特大桥专题技术方案

中铁十五局一公司

沪蓉西高速公路

马水河特大桥主桥高墩施工技术

一、工程概况

沪蓉西高速公路宜恩段第27合同段马水河特大桥，该桥是一座分离式大桥，起始于建始县恩施市交界处，位于恩施境内，跨越马水河，与大水井隧道相接。

1、桥跨布置

本方案主桥为预应力混凝土变截面箱形连续刚构桥，引桥为40米预应力混凝土连续T梁和45米现浇箱梁，桥跨布置为：左幅 110+3×200+110+45米，右幅 2×40+110+3×200+110+45米，左幅桥梁起点：K178+915.45，终点：K179+788.00，桥梁全长872.55米，桥面中心设计标高：654.125米；右幅桥梁起点：K178+776.315，终点：K179+765.315，桥梁全长989米，桥面中心设计标高：654.355米。

2、桥型结构

2.1 主桥上部构造：

主桥上部构造采用五跨一联预应力砼变截面箱形连续刚构方案，孔径布置为110+3×200+110＝820米，箱梁支点梁高12.00米，跨中梁高3.50米，箱梁底板曲线方程为Y=4F×（（L/2）2-X2）/L2，矢高f=8.5米，L=184.0米，坐标起点在跨中，曲线以各墩中心为对称，中边跨合拢段长2.0米,边跨现浇段采用直线段，长9.0米。全桥为单箱单室直腹式截面，顶宽12.50米，底宽6.5米。0#块长18.0米，顶板厚60厘米，腹板厚90厘米，底板厚125厘米；1#块～14#块顶板厚28厘米，腹板厚70厘米，底板厚125～58.7厘米；15#块～22#块顶板厚28厘米，腹板厚50厘米，底板厚54.5～32厘米；14#块局部、25#块为腹板过渡段。腹板上设有φ10厘米通气孔，纵向间距为250厘米。箱梁在支点截面及14#截面处设横隔板。

箱梁采用三向预应力。纵向预应力束分为腹板下弯束WC、顶板连续束TC/STC/CTC和底板连续束SBC/CBC、底板上弯束SWC/CWC。采用平竖弯相结合的空间曲线，分别锚固在箱梁的腹板、顶板、底板承托或齿板上。纵向束采用12—φj15.24mm、公称直径15.24mm、标准强度1860 Mpa、ASTMA416—90a标准钢绞线，OVM15—12型锚具，理论破断力（Fu）=3128.4KN，控制张拉力（0.75Fu）=2346.3KN，最小延伸率3.5％，锚下应力（σK）=1395Mpa，预应力钢绞线孔道采用内径90mm波纹管成孔。

竖向预应力筋采用φ32mm的冷拉Ⅳ级精轧螺纹粗钢筋，轧丝锚具，上端张拉锚在顶板顶面，控制张拉力540KN，竖向预应力筋顺桥向间距平均50cm，支点附近横向加密。

横向预应力筋采用标准强度1860MPa的2—φj15.24钢绞线，扁锚，控制张拉力391.1KN，采用两端张拉。横向预应力筋顺桥向间距平均1.0m。

2.2 主桥下部构造：

左幅桥主桥共有桥墩6座，4个主墩为钢筋砼双薄壁墩，左幅桥1#、2#、3#、4#主墩分别高为36米、100米、139米、133米，为钢筋混凝土双薄壁墩，单个薄壁墩身顺桥向长3.5米，横桥向长8.5米，薄壁顺桥向厚75厘米，横桥向厚100厘米，顶部箱壁顺桥纵横按1％向下放坡，在箱内间隔30.0米设有隔板；双壁中距12.50m，主墩承台厚度为4.0m，主墩基础为12φ2.0 m桩基础，最大设计桩长50m ，桩尖嵌入微风化的岩石中。左幅桥5#过渡墩为钢筋混凝土薄壁墩，高度分别为4米、47米，墩身顺桥向长3.2米，横桥向长6.5米，薄壁厚75厘米；过渡墩承台厚度为2.5m，基础为桩基础，桩径φ1.50米。6#桥台为U型桥台，扩大基础。

右幅桥主桥共有桥墩6座，4个主墩为钢筋砼双薄壁墩，右幅桥4#、5#、6#、7#主墩分别高为51米、112米、142米、135米，为钢筋混凝土双薄壁墩，单个薄壁墩身顺桥向长3.5米，横桥向长8.5米，薄壁顺桥向

厚75厘米，横桥向厚100厘米，顶部箱壁顺桥纵横按1％向下放坡，在箱内间隔30.0米设有隔板；双壁中距12.50m，主墩承台厚度为4.0m，主墩基础为12φ2.5m桩基础，最大设计桩长50m ，桩尖嵌入微风化的岩石中。右幅桥3#、8#过渡墩为钢筋混凝土薄壁墩，高度分别为18米、39米，墩身顺桥向长3.2米，横桥向长6.5米，薄壁厚75厘米；过渡墩承台厚度为2.5m，基础为桩基础，桩径φ1.50米。主墩墩顶与箱梁固结，过渡墩顶面设有支座垫石。边跨支点设置6000KN的盆式橡胶支座。

2.3、桥面系：

桥面铺装采用8cm40号防水混凝土+11cm沥青混凝土。

伸缩缝为80mm、160mm、480mm型仿毛勒伸缩缝。

主桥左、右幅外侧采用防撞墙防撞。

总体布置图如下图1

二、施工方案选择

通过对设计图纸的研究和设计意图的领会，结合地形地貌条件，在施工初期就开始对墩身施工的技术准备。针对该桥的特殊性、复杂性，我局与武汉理工大学合作，共同研制本桥的大体积混凝土温度控制、线形控制及大型设备，以及制定相关施工方案。

1、根据本地市场调查情况和我项目部现有设备情况，由于马水河特大桥墩身高达100米以上的高墩有6个，如采用脚手架施工，所需脚手架及扣件可谓是一个天文数字。如采用滑模或爬模施工，设备的投资过大。而使用我们自行设计的模板，同前几种施工方案相比，则具有明显的经济效益。首先可节约脚手架及扣件70%—80%，使用劳动力节约30%----40%。与滑模相比节约资金50%，施工速度可达到每天一米，还可省掉大量的预埋件。除次以外，还具有施工质量高、安全可靠、操作简单、结构合理等优点。

2、翻板模由四部分组成，第一部分为施工平台，第二部分为外模，第三部分为内模，第四部分为内支架。施工平台由1#、2#、3#梁互相搭靠组合而成，支承于墩身Φ40园钢预埋件上，用两个3吨的倒链挂在连接墩内外脚手架的横向管上，来提升每个侧面整体模板。翻板模的承载力大、受力明确、安全可靠，安装、运输都十分方便。

三、关键工序施工工艺和施工工法

㈠、翻板模设计的构造组成、受力验算、特点及工作原理

1、构造组成

翻板模由四部分组成，第一部分为外模，第二部分为内模，第三部分为施工平台，第四部分为内支架。施工平台由1#、2#、3#梁互相搭靠组合而成，支承于墩身Φ40圆钢预埋件上，用两个3吨的倒链挂在连接墩内外脚手架的横向管上，来提升每个侧面整体模板。

图2 翻板模构造半剖面图

a