京沈客專老牛河特大橋墩臺(tái)施工技術(shù)研究

蔣平江,雷建華

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 渭南 714000;2.中鐵五局集團(tuán)機(jī)械化工程公司,湖南 衡陽 421000)

隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展,作為跨越江河、山谷等障礙的橋梁建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展時(shí)期,橋梁墩臺(tái)的設(shè)計(jì)和選擇越來越多。合理的墩臺(tái)施工技術(shù)不僅能保證橋梁的工程質(zhì)量和使用性能,還能大大的節(jié)約施工成本和施工周期。基于此,以北京至沈陽高鐵客運(yùn)專線老牛河特大橋?yàn)槔?研究探討了特大橋承臺(tái)、圓端形實(shí)體墩及空心墩墩身施工技術(shù)方案及施工工藝流程,對(duì)工程建設(shè)中橋梁施工技術(shù)、工藝的選取和優(yōu)化有一定的參考價(jià)值。

1 工程概況

京沈客專承德段老牛河大橋位于河北省承德市承德縣六溝鎮(zhèn)境內(nèi),全長2.139公里,設(shè)計(jì)樁基66根。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,樁穿過的地質(zhì)覆蓋層主要為粉質(zhì)黏土、卵石土、圓礫土等,各土層地基承載力為 160KPa～1000KPa,樁類型為摩擦樁和柱樁兩種。承臺(tái)高度范圍2～8m,橋墩分圓端型實(shí)心墩和圓端型空心墩兩種,圓端型實(shí)心墩高度3m～27m；圓端型空心墩高度24m～35m。橋梁上部結(jié)構(gòu)主要以32m、24m簡支箱梁作為常用跨度梁型,采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁1聯(lián)。

2 橋梁墩臺(tái)施工

墩臺(tái)施工工序?yàn)椋夯娱_挖、鑿除樁頭、樁基無損檢測、鋼筋綁扎、立模、澆筑混凝土、養(yǎng)生、拆模。

2.1 基坑開挖

岸上承臺(tái)基坑開挖采用挖掘機(jī)放坡開挖,人工配合機(jī)械做局部清理基坑。基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),四周各加寬開挖50cm,人工平整基礎(chǔ)坑底,并做簡單夯實(shí)；樁頭用風(fēng)鎬配合人工鑿除。樁頭鑿除后,先復(fù)核樁位,再進(jìn)行無損傷檢測,檢測合格后,即可進(jìn)行下一步承臺(tái)或墩身的施工。

2.2 承臺(tái)施工

在基坑內(nèi)綁扎鋼筋籠,用大塊組合鋼模板,混凝土輸送泵澆注完成承臺(tái)施工；對(duì)承臺(tái)采用大塊組合鋼模板,內(nèi)置Ф14拉模鋼筋,采用高度為130CM的定型鋼模板,模板間通過螺栓聯(lián)接,模板加固通過加長背肋以對(duì)拉螺栓對(duì)拉,沿模板垂直方向布設(shè)三條橫向鋼帶,用方木對(duì)撐加固,模板間嵌塞鋼木密封條,以保證良好的結(jié)構(gòu)尺寸和結(jié)構(gòu)外型；砼一次澆注成型。C25型混凝土從砼預(yù)制場中攪拌成料后,要促證混凝土不出現(xiàn)漏漿、失水、離析等現(xiàn)象,否則須在澆筑前進(jìn)行二次攪拌[1-2]。

2.3 墩身施工方案

該橋橋墩主要型式為圓端形實(shí)體墩及空心墩。其中圓端型實(shí)心墩高度3m～27m；圓端型空心墩高度24m～35m。

(1)實(shí)心墩墩身施工方案

15米以下橋墩采用一次立模澆筑成型,15米以上實(shí)采體墩采用二次分段澆筑成型。同類型墩身首先利用調(diào)整節(jié)施工高度差異部分,再利用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)模板施工。圓端形墩身模板采用無拉桿式大塊鋼模施工。模板預(yù)拼檢查合格后分節(jié)、分塊運(yùn)至施工現(xiàn)場安裝。墩身模板吊裝就位安裝時(shí),用纜風(fēng)繩將鋼模板固定,利用全站儀校正鋼模板兩垂直方向傾斜度。混凝土澆筑采用砼輸送泵或汽車泵分層澆筑。

(2)空心墩墩身施工方案

空心墩施工采用翻模施工工藝,即空心墩外模以頂口圓端半徑尺寸最小處作為模板頂口,以底口圓端半徑最大尺寸為模板底口1.5m為一節(jié)做全套模板,根據(jù)各個(gè)橋墩頂、底口尺寸調(diào)整模板節(jié)段長度,保證每個(gè)橋墩頂、底口處尺寸單獨(dú)成節(jié)。施工時(shí)圓端采用定型模板,中間平模向上翻升工藝,同時(shí)將施工完畢的的圓端模板轉(zhuǎn)移到其他墩施工,模板設(shè)計(jì)自帶支架。各墩之間形成自帶支架模板流水法施工作業(yè)。確保墩身基本保持同時(shí)施工。模板用吊車吊裝,人工輔助就位。先拼裝墩身一個(gè)面的外模,然后逐次將整個(gè)墩身的第一節(jié)外模板組拼完畢。外模板安；裝后吊裝內(nèi)模板；然后上拉筋。每節(jié)模板安裝時(shí),可在兩節(jié)模板間的縫隙間塞填薄鋼板糾偏。圓端模板及平面模板具體參數(shù)設(shè)計(jì)見圖1-2。

圖1 圓端模板設(shè)計(jì)圖

圖2 平面模板設(shè)計(jì)圖

考慮到內(nèi)模施工空間較小,墩身內(nèi)部平面部分模板設(shè)計(jì)與外模一樣,分割成高度1.5m的小塊模板進(jìn)行組合,將兩端圓模制作成兩塊大模板進(jìn)行組合。面板使用5mm厚鋼板制作,模板縱肋采用[8槽鋼,圈肋采用[16槽鋼,縱肋和橫梁組焊而成,模板法蘭采用1.0cm鋼板,撐桿采用[16槽鋼。內(nèi)模板拉桿采用Φ20精扎螺紋鋼,拉桿孔與外模相對(duì)應(yīng)。內(nèi)模圓端及平面模板具體參數(shù)設(shè)計(jì)見圖3-4。

圖3 內(nèi)模圓端模板設(shè)計(jì)圖

空心墩分節(jié)施工,每節(jié)施工高度3m,模板分定位導(dǎo)向模板與混凝土施工模板。每個(gè)橋墩對(duì)應(yīng)使用模板4.5m,前一節(jié)模板預(yù)留1.5m模板保持緊固狀態(tài),作為導(dǎo)向模板,再向上順接內(nèi)外模板3m,成為混凝土施工的模板體系。墩身模板不同對(duì)應(yīng)高度均采用不同的模板型號(hào),同一型號(hào)模板在每個(gè)橋墩僅使用一次,然后拆除移到下一個(gè)橋墩對(duì)應(yīng)工作面上,這樣各個(gè)橋墩依次階梯狀使用模板,形成一種流水節(jié)拍倒用模板,每一節(jié)段模板向前流動(dòng)使用。

圖4 內(nèi)模平面模板設(shè)計(jì)圖

(3)墩身鋼筋、砼施工

圖5 墩臺(tái)身施工工藝流程圖

墩身鋼筋采用直螺紋套筒連接技術(shù)。砼澆筑時(shí),墩身高度小于30m時(shí)采用混凝土汽車泵灌注,墩身高度大于30m時(shí)采用塔吊配合HBT80A混凝土輸送泵垂直運(yùn)輸入模。混凝土澆注完成后立即覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)。應(yīng)避免水化熱產(chǎn)生過大的內(nèi)外溫差,經(jīng)過計(jì)算在必要時(shí)在墩身內(nèi)預(yù)埋冷卻管,降低混凝土內(nèi)部溫度。對(duì)于較矮的實(shí)心墩采用包裹塑料模灑水養(yǎng)生,其余墩身采用混凝土養(yǎng)護(hù)液,墩頂及施工時(shí)的接茬面覆蓋土工布澆水養(yǎng)生,并保持其濕潤狀態(tài),保濕養(yǎng)護(hù)14d以上[3-4]。墩身施工工藝流程見圖5。

圖6 墩身沉降觀測點(diǎn)布置圖

(4)橋梁墩臺(tái)不均勻沉降觀測

橋梁墩臺(tái)的工后沉降按下列規(guī)定執(zhí)行：墩臺(tái)均勻沉降量滿足規(guī)范要求(Δ≤20mm),靜定結(jié)構(gòu)相鄰墩臺(tái)沉降量之差為Δ≤5mm,每個(gè)橋墩設(shè)置2個(gè)沉降觀測點(diǎn),對(duì)稱布置。為確保觀測點(diǎn)剛度,沉降觀測點(diǎn)采用鑄鋼制作,在墩身混凝土澆筑時(shí)預(yù)埋[5-6]。墩身沉降觀測點(diǎn)布置見圖6。

3 結(jié)語

京沈客專老牛河特大橋選擇了合理的墩臺(tái)設(shè)計(jì)與施工方案縮短了施工周期,降低了工程成本。總之,墩臺(tái)施工需根據(jù)實(shí)際工程的具體情況確定施工方案和工藝流程,合理地進(jìn)行總體布局,編制詳盡的施工組織計(jì)劃,并對(duì)施工全過程加強(qiáng)控制,以保證全面實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、進(jìn)度、安全、效益、環(huán)保目標(biāo)。