渝利鐵路蔡家溝特大橋超高橋墩關鍵施工技術

周 敏

(武漢天興洲道橋投資開發有限公司，湖北 武漢 430011)

1 工程概況

蔡家溝雙線特大橋橋長2 057.4 m，主跨為(80+3×144+80)m的長聯大跨剛構連續組合結構，是渝利線重點控制工程(見圖1)。

主墩22號～24號橋墩均為“人字型”墩，為埃菲爾鐵塔造型。23號橋墩最高139 m，樁基采用32根φ2.5 m鉆孔灌注樁基礎，樁長42 m。承臺為左右分離式“啞鈴型”，左右承臺間設矩形系梁，左右幅承臺尺寸均為22 m×22 m×5 m，中間由17.11 m×8 m×4 m預應力混凝土系梁連接，沿橫橋向布設28束17-φ15.24預應力束，錨固于左右兩承臺外側。墩身均為變截面、變壁厚的柔性空心墩，在距墩底36.5 m位置設有一道單箱雙室矩形截面橫梁，為預應力混凝土結構，橫梁高5 m，寬8 m，長10 m，橫梁內設置72束5-φ15.24預應力鋼絞線，交錯錨固于墩身外側。兩肢在距墩底69 m位置設置合龍岔區，使左、右兩肢腿合為一體。主橋墩身整體采用高性能C40耐久性防侵蝕混凝土，墩頂以下5 m采用C50混凝土(見圖2)。

2 總體施工方案

蔡家溝雙線特大橋人字型超高墩采用全自動液壓爬模法分段施工，并在模架頂端預留3 m接口，墩身斜腿部分采用6 m節段爬模，兩斜腿合龍后采用9 m節段爬模。施工平臺采用模架外掛平臺。墩身大小里程的鉛垂面布置塔吊與電梯。墩身內設型鋼勁性骨架。下橫梁采用門式鋼架主動撐墩梁同步施工，橫梁高度方向分兩次澆筑。合龍岔區部分采用托架法現澆施工。

3 人字型超高橋墩下斜腿施工技術

墩身斜腿采用爬模分段澆筑施工。在承臺混凝土強度達到90%后，安裝勁性骨架。安裝模板，綁扎鋼筋，并利用勁性骨架對鋼筋骨架進行糾偏和固定。

液壓模板高度為6.45 m,標準澆筑高度6 m。每次澆筑時模板下包100 mm，面板采用21 mm厚的VISA板。爬模均由模板系統、爬升系統、施工平臺等部分組成。

3.1 液壓爬模工藝

爬模的頂升運動通過液壓油缸對導軌和爬架交替頂升來實現。導軌和爬模架互不關聯，二者之間可進行相對運動。當爬模架工作時，導軌和爬模架都支撐在埋件支座上，兩者之間無相對運動。退模后首先在退模留下的爬錐上安裝受力螺栓、掛座體、及埋件支座，頂升導軌。待導軌頂升到位，就位于該埋件支座上后，拆除導軌原下平臺處的埋件支座、爬錐等。在解除爬模架上所有拉結結構后就開始頂升爬模架，爬模架通過導軌運動頂升。通過導軌和爬模架這種交替附墻，互為提升實現爬模的爬升。

3.2 勁性骨架施工技術

1)勁性骨架設計及加工。

斜腿每節段均設置勁性骨架，設計時荷載主要考慮承受鋼筋模板施工過程中施工荷載、風荷載及混凝土澆筑過程中混凝土對模板產生的側壓力等。為方便加工和安裝，勁性骨架設計上采用矩形斷面桁架式結構，單段加工高度同爬模分段高度。勁性骨架從斜腿下端開始預埋，而后往上逐節段焊接安裝。

2)勁性骨架組拼和安裝。

承臺施工時，預埋桁架立柱部分，并伸出承臺混凝土頂面至少50 cm。接高前，使用全站儀精密測量，檢查前一節勁性骨架頂面柱腳位置和標高，在柱腳頂鋼板上放樣，并進行調整，滿足允許偏差要求。采用倒鏈配合吊機安裝調整，各桁架安裝好后，用連接角鋼按設計要求將其聯結成勁性骨架。

3.3 人字型超高橋墩斜腿線形控制技術

1)勁性骨架的線形控制。

勁性骨架單段加工高度一般為6 m～9 m，由于各段的傾斜角度不同，施工時鋼筋、混凝土及施工荷載等對各段勁性骨架的受力均不同，因此需按各段的實際受力情況，在勁性骨架安裝時對其進行線形控制。

然而，該方法仍存在一定的缺陷：對于體積較大的BPH，由于前列腺側葉表面黏膜切開范圍相對較大，而腺體尿道黏膜血供較豐富，切開時容易使出血較多，造成視野不清，進而延長手術時間。本研究用小能量高頻率的激光(1.5 J/50 Hz)可在一定程度上改善止血效果。此外，過大的前列腺尖部區域往往超過一個鏡野，初學者手術經驗欠缺，不易準確判斷黏膜切開線的位置，也使該方法的應用范圍受到了一定的限制。

勁性骨架就位后，在與上一節段的外露部分進行連接前，對勁性骨架頂端的位置坐標進行調整，按下式進行計算：

Hn=hn+Δh1+Δh2。

其中,hn為勁性骨架頂設計坐標；Δh1為本節段鋼筋、混凝土及施工荷載等導致的勁性骨架變形值；Δh2為勁性骨架自身的彈性變形(每節段應修正)。

2)模板的安裝定位控制。

模板采用液壓爬模，線形控制時按照節段劃分以直代曲控制方法。首先根據墩身的變化曲線，詳細計算出每節段的斜率以及頂底面坐標，然后應對模板頂面標高位置按照勁性骨架定位時的計算方法進行修正。模板定位時，利用液壓爬?？梢宰杂勺兓瘍A斜角度的特點，在模板合模前，根據計算出的每節段的斜率，通過斜撐，調整爬模的傾斜角度。然后再利用全站儀復核模板頂面坐標。

3)下斜腿施工過程中設置頂撐系統調整斜腿合龍后的受力。

由于A型超高橋墩兩斜腿墩肢內傾，為避免混凝土自重和施工荷載引起截面應力超標，在施工過程中設置主動預頂撐系統。結合施工工況，經計算，確定頂撐系統布置位置及頂撐力大小，頂推力分級頂推，按照頂推力和頂推位移“雙控”原則控制。

4 人字型超高橋墩下橫梁施工技術

4.1 門式鋼架托架及模板施工

橫梁托架主要由4片A型托架和2片B型托架構成，托架與墩身采用預埋件連接，預埋件在墩身施工時預埋。

托架橫桿之上鋪設檁條，檁條上布設鋼管支架設頂托，頂托上擺放方木，然后鋪設底模，底模設置預拱度；橫梁空箱設鋼管內撐架。

4.2 施加橫系梁主動撐

為避免由于橫梁自重對內傾墩柱產生附加應力，在橫梁托架安裝完畢后，對B型托架橫桿施加主動預頂力，預頂力通過托架兩端4臺200 t千斤頂進行實現。頂推前在墩柱頂部以及橫桿中心位置布設測量控制點，頂推時對實際變形量進行測量。

選擇在溫度相對恒定的時段，進行撐桿對頂作業，分級加載，每加載一級，測量墩頂及橫桿變形，直至設計值，然后將撐桿與墩身混凝土之間用鋼墊板抄墊密實，擰緊托架橫桿與預埋件牛腿之間螺栓。

5 人字型超高橋墩岔區施工技術

岔區為下斜腿與上塔肢連接的重要部位，受力復雜，因此岔區施工質量的好壞對超高墩的整體結構非常重要。

在岔區前一節段A型斜腿施工時，埋設預埋件，然后在兩側預埋件上安裝牛腿與分配梁，分配梁上安裝岔區合龍圓弧模板，綁扎鋼筋，在倒角部位埋設預埋件，組裝外模,澆筑墩身混凝土。待混凝土強度達到90%后拆除墩身左右支腿內部液壓爬模，在預埋件上焊接牛腿，在牛腿上搭設型鋼梁與木方竹膠板作為底模平臺。綁扎墩身鋼筋，預留進人孔道，澆筑混凝土，拆除岔區合龍段模板與支腿空箱內型鋼分配梁。為確保岔區大體積混凝土的施工質量，采取在岔區施工時埋設降溫冷卻水管，優化混凝土配合比等措施，降低混凝土的水化熱。

6 結語

渝利鐵路蔡家溝雙線特大橋人字型超高橋墩設計新穎，結構復雜，施工難度大，通過采取勁性骨架配合液壓自動爬模大節段的施工方法，解決了下斜腿施工變形和線形控制難度大，超高墩施工安全風險高的難題，并提高了施工效率。下橫梁和岔區施工采用門式鋼架主動撐墩梁同步施工技術，縮短了工期，降低了結構風險、保證了主體結構的施工質量，而且節省了大量的施工支架。