大懸挑墩帽施工技術探討

鄧鵬舉/中鐵大橋局集團第四工程有限公司

大懸挑墩帽施工技術探討

鄧鵬舉/中鐵大橋局集團第四工程有限公司

懸挑式墩帽施工，一般采用搭設支架的方案，而對于某些不能搭設支架的作業環境，可采用在墩身上搭設牛腿的施工方案。本文根據某鐵路橋梁墩帽懸臂大、施工作業環境差的特點，介紹其采用的牛腿支撐施工技術，可為同類墩帽施工提供參考。

大懸挑墩帽；墩帽施工；牛腿支架

前言

橋梁墩帽的樣式各樣，施工方式也各不相同，有的墩帽和墩身是一體的，墩帽的模板和墩身模板為一體拼裝，墩身施工完成后直接在墩身模板上拼裝墩帽模板，即可進行墩帽的施工；有的墩帽是挑檐式的，墩身模板拆除完成后重新搭設施工平臺才能進行墩帽的施工。墩帽懸挑的尺寸也有大有小，對于懸挑小的墩帽，可通過在墩身施工時設置的預埋孔采用牛腿法施工，對于懸挑較大的墩帽，通常采用的是在承臺或地面上搭設支架，用以支撐懸臂部分的混凝土重量。本文結合實際工程案例，介紹其采用的牛腿支架施工大懸挑墩帽的施工技術。

一、工程概況

某鐵路橋梁跨越河流，共6跨，分孔為19.53m×3+32.4m+19.53m×2，下部結構為鉆孔樁群樁方形承臺，墩身為圓端形實體墩身，墩帽均為懸挑式，上部結構為鋼板梁。該橋在旱季完成了鉆孔樁及墩身施工，為了不影響工期，墩帽施工在雨季照常進行。該橋共5個墩身，其中1、2、4、5四個墩帽懸挑0.5m，懸挑較小，采用牛腿方案施工，主墩3號墩墩身為6.5m×2m的圓端形實體墩，墩帽為11.375m×4.6m，墩帽高度為0.8m，墩帽縱橋向各懸挑1.3m，橫橋向右側懸挑1.3m，橫橋向左側設計有觀景平臺，該側墩帽伸出墩身的長度為3.575m，墩帽混凝土方量總計38m3，由于觀景平臺較大，僅平臺區域混凝土方量達11.5 m3。針對該類懸臂大的墩帽，一般考慮從承臺上搭設支架的施工方案，但由于該橋左側臨近既有鐵路線，加上雨季水位高漲，作業環境受限，從承臺上搭設支架的方案不能實施。施工時根據現場實際情況，采用在墩身施工時設置預埋板，再搭設牛腿支架的施工方案。

二、施工順序

施工順序：預埋板及預埋孔施工（在墩身施工時進行）→安裝墩身縱橋向兩側的小牛腿并根據標高要求固定→整體拼接大牛腿并與預埋板固定→在大牛腿上安裝分配梁B1、B2、B3→安裝分配梁A1、A2、A3、A4、A5→鋪設底模→鋪設側模→鋼筋綁扎→澆筑混凝土→混凝土養護→拆模。

三、結構設計及計算

大牛腿由HW300×300型鋼制作。分配梁A、B均采用HW300×300型鋼。小牛腿由[28b制作，橫桿采用雙拼成箱型，豎桿采用單根槽鋼，斜撐采用單根槽鋼。大牛腿水平桿長度4.084m，斜桿長度3.37m，根據懸臂端混凝土重心的位置，計算出斜桿與水平桿連接的位置，計算得出連接部位離大牛腿水平桿末端1.871m處。

對結構進行受力分析。該結構荷載的傳遞路徑為：墩帽混凝土自重通過模板傳遞至A類分配梁，A類分配梁傳遞至小牛腿及B類分配梁，B類分配梁傳遞至大牛腿，荷載傳遞方式簡單明了。采用結構力學求解器對該結構建模并進行受力計算，建模時預埋板處設定為固定端。計算結果顯示結構所受最大彎矩為48.13kN.m，彎矩最大處位于斜桿與水平桿連接處，大牛腿斜桿所受軸力最大，為166.42kN，斜桿受壓。彎矩和軸力均很小，HW300×300型鋼滿足結構受力要求。

通過設計計算，預埋板處所受彎矩最大值為34.95kN.m，軸力為166.42kN。查詢預埋件設計手冊并經計算，在墩身施工時預埋4塊鋼板，每塊鋼板通過9根?32mm鋼筋錨固在墩身內，鋼筋和鋼板之間采用塞焊，鋼板厚度為20mm，錨固鋼筋長度1m，末端設置90度彎鉤，彎鉤長度0.3m。

四、施工方案

預埋板在墩身鋼筋綁扎時根據標高要求進行預埋，預埋板錨固筋與墩身鋼筋綁扎固定，確保澆筑墩身混凝土時預埋板位置不發生偏移。在小牛腿安裝位置共設置4個預埋孔，上下兩層，每層2個，預埋孔采用PVC管，PVC管內徑40mm，PVC管長度與墩身厚度一致，管內灌砂，兩端封堵，根據小牛腿豎桿開孔位置及標高要求固定在墩身鋼筋上，綁扎牢靠，確保澆筑墩身混凝土時預埋孔位置不發生偏移。

墩身施工完成后，把預埋孔清理疏通，通過預埋孔安裝小牛腿，豎向一組預埋孔兩側各設置1個小牛腿，用上下各1根共2根?32mm的精軋螺紋鋼對拉，精軋螺紋鋼用穿心頂張拉至35Mpa。大牛腿單片制作完畢，再將2片連接為整體，整體起吊安裝，大牛腿與預埋板之間采用現場焊接。大牛腿安裝完畢后，在上方縱橋向鋪設一層分配梁B1、B2、B3，在橋墩兩側橫橋向各鋪設2根分配梁A1、A2及A4、A5，并在A2及A4中間加設分配梁A3。分配梁A置于小牛腿和分配梁B上。在分配梁B上安裝墩帽底模及側模，然后綁扎墩帽鋼筋。

墩帽混凝土澆筑。混凝土澆筑時從墩帽懸臂長度小的一端往懸臂大的一端進行，一次澆筑成型。

混凝土澆筑完畢后進行養護，達到拆模條件時進行模板的拆除。先拆除側模，然后將小牛腿精軋螺紋鋼放張，使小牛腿下落，底模則與墩帽脫開，逐步抽出底模及分配梁B、A，最后拆除小牛腿和大牛腿。

五、施工注意事項

a.為了確保大牛腿標高一致，大牛腿分片制作完成后采用整體拼接再安裝，2片大牛腿之間用角鋼連接成整體；

b.大牛腿與預埋板連接處的焊接需確保焊接質量，增設加勁板，以確保該結構的安全性；

c.小牛腿豎桿穿精軋螺紋的孔應設置為豎向橢圓形，精軋螺紋安裝的位置應確保在橢圓孔的下部或中部，方便后期放張精軋螺紋后小牛腿有一定的距離下落，以便進行拆模；

d.為了底模拆除方便，在大牛腿上方A分配梁和B分配梁之間應進行抄墊，抄墊采用箱型結構制作，拆模時用割刀進行切割，使得分配梁下落。

六、結語

針對大懸臂墩帽施工，除采用搭設支架的方案，本文結合實際案例，從設置預埋板，焊接牛腿的方案探討了另一種方法，可為同類施工案例提供參考，對條件受限的工程具有參考意義。

[1].嚴正庭，嚴捷.預埋件設計手冊,中國建筑工業出版社，1994.9.1.

[2].黃文莉，何雍容.預埋件設計探討,河北電力技術,2001,20 (4):47-49.