包西鐵路陜西段黑龍溝大橋高墩施工技術(shù)
2017-04-24
一、工程概況
黑龍溝大橋，位于陜西榆林神木縣境內(nèi)，是包西鐵路陜西段的控制性工程．橋梁全長(zhǎng)466.26米，砼總量為：42135.54 立方米；最高墩65米。
二、高墩施工的特點(diǎn)及難點(diǎn)
該橋梁所處地形復(fù)雜，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 米以上的高墩柱卻存在以下的特點(diǎn)：
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4至6 m。對(duì)于20 米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，有的墩柱施工工期較長(zhǎng)。
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米高度的模板,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、高墩施工定位控制難度大。對(duì)于高橋墩來(lái)說(shuō)，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。
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)不可避免，因此對(duì)高墩的施工質(zhì)量要求很高，而高墩的施工縫如處理不到位，就成為墩身受力的薄弱處。
5、高空作業(yè)，施工安全度低。
三、施工方案
1、施工方案簡(jiǎn)介。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，中間因故間斷不能超過(guò)前層混凝土的初凝時(shí)間。混凝土采取集中拌和，混凝土攪拌車運(yùn)輸。
2、施工工藝流程:開工報(bào)告→施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→樁頂鑿毛→鋼筋制作→立模板→澆筑混凝土→拆模→養(yǎng)護(hù)。
四、施工關(guān)鍵技術(shù)
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。
2、鋼筋工程。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)，墩柱支架塔設(shè)完成后進(jìn)行墩柱鋼筋幫扎施工。鋼筋統(tǒng)一在加工棚進(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(guò)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(lái)保證，并對(duì)蓋梁連接鋼筋進(jìn)行預(yù)留。
3、支架與立模板
（1）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)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。
（2）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1.4m×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)。
4、澆筑混凝土 ?；炷翝沧⑶皩?duì)支架、模板、鋼筋進(jìn)行檢查，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后方可進(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〖邪韬停炷翑嚢柢囘\(yùn)輸。混凝土拌和中嚴(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(guò)前層混凝土的初凝時(shí)間。混凝土澆注過(guò)程中設(shè)專人檢查支架、模板、鋼筋的穩(wěn)固性，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理?；炷翝仓筮M(jìn)行表面抹平，混凝土初凝以后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫。
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)。
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，降低了工程成本，因此此技術(shù)是合理可行的。
