0号块施工技术总结

高墩大跨连续刚构体系0号块施工技术总结

中铁十三局集团黄延项目部刘喆山侯月波

[内容提要] 在现浇高墩大跨连续刚构体系桥的梁部施工中，0号块最先进行施工，其结构也最为复杂，0号块不仅作为梁体的一个组成部分，更为以后的梁段施工提供一个工作平台。在考虑0号块的施工方案时，首先要做好牛腿托架的设计及施工方案，其次做好图纸的复核工作，同时做好腹板外侧模的设计及制作工作，然后就是制定正常的模板支立、钢筋及波纹管绑扎、挂篮预埋件预埋、混凝土浇注、混凝土养护等施工方案。本文是在杜家河特大桥的0号块施工后对高墩大跨连续刚构体系0号块施工进行施工技术总结。

[关键词]0号块牛腿托架审图预埋施工技术总结

1.工程概况

杜家河特大桥1、4号墩为单排单室空心薄壁方墩，顺桥向单墩长4米，横桥向均为6.5米长，墩顶有3米实心段；2、3号墩为双排双室空心薄壁方墩，顺桥向单墩长2.5米，双墩外侧间距离为9米，横桥向均为6.5米，墩顶仍为薄壁空心结构。全桥共8个T构，8个0号块，所有0号块均高9米，在顺桥向上均长9米，所有1号梁段顺桥向均长3米，横桥向梁底板均为6.5米长，与所连接的墩身相同。1、4号墩0号块有3道横隔墙，底板厚1.4米；2、3号墩0号块有4道横隔墙，底板厚1.1米，全桥8个0号底板处均有1个人洞，每道横隔墙均有门洞。1、4号墩身和梁体是通过垫石、橡胶支座和楔块进行连接，施工时通过临时固结使其暂为刚构体系，在T构中心线处，梁底和墩顶相距为50厘米；2、3号墩身和梁体直接连接，是永久刚构体系。

1、4号墩0号块伸出墩身两侧均为2.5米，方案定为0号块单独施工；

2、3号墩0号块断面与墩身外侧在同一竖直线上，如单独进行0号块施工，则无法进行挂篮后锚的预埋和安装，所以2、3号墩定为0、1号段同时施工。以上两种方案均定为分两层进行施工，根据现场所用模板规格和设计要求定第一层施工底下6米段，第二层施工剩余3米段。

2.牛腿托架的设计及安装

牛腿托架是0号块施工的唯一工作平台，其安全性和稳定性直接影响着0号块的施工安全和施工质量。提前做好牛腿托架的设计并进行优化，将会在很大程度上减少0号块的施工时间。1、4号墩和2、3号墩的墩顶结构不同，所以在牛腿托架的设计上亦有所不同，主要体现在2、3号墩顶为薄壁空心结构，需增加顺桥向通长预埋件，以免薄壁墩身承受水平力,虽然此处必须增加材料，但由于在结构和施工方面对其进行了优化，所以总体材料并没有增加，施工时间更是大大减少。

2.1设计指导思想

设计时一是要考虑钢结构必须满足强度及变形要求，同时考虑混凝土在施工时对底模托架的弹性变形要求；二是要制作及安装方便，节省施工时间；三是要节省材料，并根据项目内施工情况考虑材料的再利用。

2、3号墩的牛腿托架设计时进行了优化，其优化设计的主要指导思想是：从结构选形入手，以节省材料；联系施工操作，节余安装时间。

2.2荷载分析

按照公路桥涵施工技术规范规定，对现浇梁的牛腿托架的强度验算应对以下5种荷载进行验算：①模板及其支架自重、②钢筋砼自重、③人员、材料、机具、④振捣产生的荷载、⑤其它荷载；对其刚度验算应对以下3种荷载进行验算：①模板及其支架自重、②钢筋砼自重、③其它荷载。

在实际荷载分析过程中，主要是确定钢筋砼自重，在此之前必须进行图纸复核，首先确认梁段结构和布筋量准确，再计算实际的钢筋砼自重，其余荷载可根据施工现场实际情况和施工经验进行估算。同时指出，虽然施工方案定为分两层施工，但在荷载分析中，依然按照整体进行确定施工荷载，以免不可预料的意外因素影响施工质量，同时作为保证安全系数的一种方法。

2.3结构选形

2.3.1杜家河特大桥1、4号墩0号块均伸出墩身2.5米，实际牛腿托架选形如下图所示：

此结构设计巧妙，很好的利用了1、4号墩顶的3米实心段混凝土，使预埋在墩身内的材料只有一些钢板、木模和PVC管。在此结构中水平承重梁和斜杆与墩身接触处焊接2厘米厚钢板，施工时将钢板伸入墩身混凝土预留槽内，直接顶在预埋钢板上即可，墩身两侧对称水平承重梁采用直径为32毫米的精轧螺纹钢筋进行对拉连接，以提高整体稳定性。

2.3.2对于杜家河特大桥2、3号墩需0、1号梁段同时施工，0号块不伸出墩身外侧，1号段完全伸出墩身外侧，实际牛腿托架选形如下：

此结构在设计时引入了桁架结构，目的在于节省材料，同时考虑了施工时安装的方便性。

2.4受力验算及结构布局

在设计过程中，利用ANSYS和SAP2000软件进行计算复核，大大提高了计算速度和准确度，杆件计算包括水平承重梁、斜杆各杆件、分部梁以及各连接点；受力验算主要包括轴应力、弯应力以及剪应力，同时验算刚度。经过计算在满足规定安全系数前提下对各杆件选材和总体布局进行了确定。

2.4.11、4号牛腿托架水平承重梁选用I32a工字钢，斜杆选用I20a工字钢，分部梁选用I16工字钢。每个墩身单侧牛腿托架选用8榀，每个腹板下放置3榀，间距为60厘米，其余2根间距130厘米放置腿托架主体材料，并且考虑了施工中安装的方便。

2.4.22、3号牛腿托架水平承重梁选用I20a工字钢，斜杆选用I20a工字钢，斜杆上杆件和分部梁选用I16工字钢。每个墩身单侧牛腿托架选用7榀，每个腹板下放置3榀，间距为60公分，其余1根放置在中间，距临近一榀距离为185公分。

2.5施工控制

在设计过程中即已考虑了能在墩身下完成的施工，绝不放在墩身上完成，尽量减少安装程序，减少安装时间。

2.5.1 1、4号墩牛腿托架在墩身封顶前需预埋两个木盒，每个木盒的底面和后面都是2公分厚的钢板，在钢板后面的混凝土中放置钢筋网片，增强此局部混凝土的抗裂性，同时在墩顶设计位置预埋内径为5公分的PVC管，以便精轧螺纹钢筋能够取出。因牛腿上钢板要以预埋钢板完全接触，以保证牛腿托架的稳定性，所以水平承重梁和斜杆不宜先焊接后安装。安装时须先点焊，再检查位置，最后按设计进行固定。固定好牛腿托架后，进行精轧螺纹钢筋的对拉。一个T构的牛腿托架安装完毕后用3天时间。

2.5.2 2、3号墩在墩顶施工过程中预埋好牛腿托架在墩身内的杆件，预埋的杆件两端焊接2厘米厚25×40厘米见方的钢板。墩顶施工时预留50厘米高混凝土在牛腿安装完毕后另行浇筑，以方便牛腿托架的安装。混凝土预留宜以最小墩高边为准，预留成水平面，一是这样容易保证墩身混凝土接触质量，二是不会给安装牛腿托架带来任何麻烦安装牛腿托架前先将除在墩身中间的斜杆外的其它杆件全部焊接完毕，然后整体吊装，前后两榀牛腿托架间采用螺栓连接，安装时将牛腿托架就位后只需上紧落实，将需焊接点进行点焊即可，实际只用6个小时就安装完毕一个T构的牛腿托架。其余焊接和连接工作可在剩余墩身混凝土支模过程中完成，不占用主体施工工期。

2.5.3所有牛腿托架均保持顺桥向通长水平，横桥向保持同梁底的2％横坡。用2根通常I16工字钢连接7榀单独牛腿，保证牛腿托架受力稳定。在2、3号牛腿托架施工完毕后，总结出一句话，值得推广和借鉴：牛腿托架的制作不占用主体工期，只有安装占用主体工期，节省安装时间就是要尽量减少焊接点，或者使需焊接部分在主体工程外施工。