特大桥高墩施工难点及技术分析
2017-04-24
1、工程概况
京山特大桥为本标段控制工程，位于永泰县长庆镇梅楼村境内。中心里程：DK453+280.688。桥梁设计范围：DK452+706.26～DK453+856.115，桥全长1149.855m。孔跨布置为2-32m简支T梁+（40m+64m+40m）连续梁+5-32m简支T梁+（40m+64m+40m）连续梁+10-32m简支T梁+（40m+64m+40m）连续梁+3-32m简支T梁+2-24m简支T梁。桥址于DK453+141.6～DK453+147.6处跨越125县道。本桥桥台采用铁路双线矩形空心台，桥墩采用圆端型空心桥墩，基础除桥台采用扩大基础外，其余均采用钻孔桩基础，桩径根据不同跨度和地质条件分别有1.0m，1.25m，1.5m，2.0m。桥墩基本上都在50m以上，其中4#墩高达73.35米，为本桥的最高墩，高桥墩的施工作为本工程的难点控制，保证各阶段各工序安全质量和施工管理有序可控是本工程项目的主要管理控制的难点。
2、墩台身高墩施工方案提出
本桥的墩台身为空心桥台、圆端形实心墩、空心墩形式，最高实体墩高18.25m，空心墩最高墩高73.35m。结合以往成功的施工经验，对本桥梁墩台身施工方法采取如下构思：①基础施工完毕后，基础顶面凿毛、清理干净。②测量复核中线及水平标高。③在基础顶面上搭设双排脚手架，作为墩台身施工的作业平台。④检验调整预埋钢筋的位置，按设计图纸绑扎墩台身钢筋。并安装模板。⑤钢筋检验合格后，用起重机吊装模板。墩身施工根据墩身的结构尺寸，由厂家制作各不同型号的整体钢模板。模板按图纸和施工要求制作，外模用特制大块钢模板。⑥钢筋、模板经监理工程师检查合格后进行墩身混凝土的灌筑，并一次浇筑成型。混凝土在拌和站集中拌和，采用耐久性好的高性能混凝土，以满足主体结构耐久性使用的要求。混凝土搅拌运输车运输混凝土，泵车泵送混凝土。在灌筑混凝土作业中，不断调整串筒高度，始终保持混凝土自由下落高度不大于2m。⑦混凝土浇筑完成拆模后，及时进行养生。采用洒水、薄膜覆盖等方式，一直养护到规范要求的养生期为止。⑧施工时注意做好支座锚栓孔的预留，并切实做好围篮、吊篮及检查梯等预埋件的预埋。
3、空心高墩施工技术实施
本大桥空心墩通过采取液压自升工作平台翻动模板进行施工。施工作业人员及小型施工机具通过沿附墩身的工业电梯上下运输，大型机具材料通过塔吊运输。考虑京山特大桥的工程量比较大，为了满足总体施工工期，共投入15套空心墩模板，模板找专业施工模板的厂家进行定做。
3.1 翻模模板设计
模板高度的选定综合考虑了节段施工时间、机具长度及钢筋配料后，将每个施工浇筑层确定为4m，同时又考虑到塔吊起重能力模板制作为2m一层，共做3层模板。
模板构造设计上考虑到本桥梁由于墩身高，模板倒用次数多，确定面板使用6mm厚钢板制作，模板设有16槽钢竖肋及12槽钢后架，竖肋和后架皆组焊而成，后架为施工提供较为宽阔的操作平台，同时多层后架通过螺栓连接后组成空间桁架保证了翻模模板的空间刚度，能有效的减少模板对拉杆的使用，提高墩身混凝土的外观质量。翻模结构设计上对本工程采取的液压翻模由工作平台、液压提升设备、顶杆和套管、吊架、模板等部件组成，具体结构见图1，自升平台式翻模结构示意图。
工作平台由纵横梁、步板、栏杆、扶手等杆件组成。是安装吊架、千斤顶的支承结构及堆放材料、工人作业的主要工作场地。平台随千斤顶的爬升而提升。液压提升设备由液压千斤顶、油泵、操纵台、高压输油管、分油阀及限位器组成。是平台提升的动力设备。顶杆和套管顶杆用φ48×3.5无缝钢管制成，是整套系统的支撑部分，自重和荷载通过它传递给墩身。套管采用φ63.5×4钢管，以利于回收顶杆。
吊架用于提供拆装模板及混凝土养生所需的作业面。吊架分活动式与固定式两种，活动吊架在收坡结构作用下可沿辐射梁移动。以减小平台的工作面积，增加平台的稳定性。模板在墩身高度方向分三层，每层高2m。圆角部分模板采用特制的曲面钢模，保证墩身圆角部分曲线圆顺。每层模板采用两道横箍，通过对拉螺栓与内模固接。模板的翻升由倒链滑车完成。辅助设备包括配电盘、混凝土养生用浇水管、安全网等。
3.2 翻模施工技术
翻模组装首先清理基顶，在模板安设位置用砂浆找平，待钢筋作业完成后用脚手架一次性架设两层模板，并预留顶杆安插孔道，然后灌筑混凝土，终凝后在其上组装平台和液压设备，待施工至6m高时安装吊架、栏杆和安全网。
混凝土由拌和站集中拌制，垂直提升由输送泵泵送，若高度太高则改用塔吊输送混凝土，分层均匀对称灌筑，分层厚度30cm，并充分振捣密实。平台提升施工通过在翻模组装后，第一次提升平台在混凝土灌入达到一定高度后进行，一般不少于0.8m，时间在混凝土初凝后终凝前，由液压千斤顶带动工作平台沿顶杆逐节提升，平台提升总高以能满足一节模板组装高度即可，不得空提过高，以防工作平台失稳。平台提升过程中应随时进行纠偏、调平。
模板翻升技术实施通过在灌筑最上层混凝土过程中，提前拆除最下层模板。解体前先用挂钩吊住模板，然后拆除拉筋、围带等，吊至适合位置，以混凝土施工期间平台上升时不与上层模板发生碰撞为宜。平台提升到位后，用导链将最下层模板吊升至安装位置，检查模板组装质量，合格后安放撑木，拧紧拉筋。
由于翻模施工为分节段浇筑混凝土，在浇筑下一节段时，上一节段浇筑的墩身混凝土已硬化并发生收缩，与模板间产生一定的缝隙，不仅造成节段的错台较大，而且，最主要的是，浇筑混凝土时，水泥浆下漏，影响墩身外观。在实际施工中，采取三个措施以解决此问题。其一，在最上节段模板距模板顶5cm设置一层拉杆，在浇筑下一节段墩身混凝土前，将此层拉杆再次紧固，减小混凝土与模板间的缝隙；其二，在缝隙产生后，用原子灰将水泥浆制成细条状封堵缝隙，同时，在浇筑最初几盘混凝土时，适当减小坍落度；其三，为事后处理措施，即在翻模后，清除掉粘附在墩身上的水泥残浆，并用水清洗。
墩顶实心段施工采用预埋牛腿进行施工。翻模平台提升就位后首先安装外模，同时拆除翻模内吊架和模板，利用型钢搭设实心段封底平台，型钢支撑于预埋牛腿上，在其上铺设50mm厚的木板作封底模板，绑扎钢筋，然后灌筑混凝土。顶帽模板采用定型钢模，当墩身施工至托盘底时，顶帽模板直接立放在最顶层的墩身模板上，然后绑扎钢筋，灌筑混凝土。翻模拆除按与组装相反的顺序进行，拆除工作严格对称进行，塔吊运输，边拆边运，整齐堆放，确保安全。
结语
京山特大桥高墩施工中，通过施工方案分析，采取了液压自升工作平台翻动模板进行施工，分析了该施工工艺的优点和关键控制点，积累了经验数据，提高了施工水平。
参考文献
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