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1、浅谈王家口特大桥空心薄壁墩的施工技术 摘 要:空心薄壁墩等较高的墩台的施工方法多种多样,有滑模施工法、爬模施工法、翻模施工法等等,这些方法各有优缺点,对其研究和认识是非常必要的。本文就王家口特大桥下部构造空心薄壁墩施工所采用的塔吊提升翻模施工法的技术问题进行了详细的论述,对高墩台施工具有一定的参考价值。 关键词:王家口特大桥;桥墩;施工;技术 1 概述 空心薄壁墩是目前高速公路桥梁墩台构造设计中广泛采用的一种形式。因其墩身可达到较高高度,且结构经济实用、施工简便而普遍受到欢迎。王家口特大桥的部分下部构造就采用了这种形式。该桥是兰州至西宁高速公路上
2、一座重要的桥梁,已于2003年建成。特大桥总体上分两部分:跨线部分(横跨312国道和甘青铁路)和跨河部分(横跨湟水河)。其中跨河部分的1019#墩设计为空心薄壁式构造,墩身高度从25m至38.5m不等。施工方法采用塔式吊机提升翻模施工法,钢管塔脚手支架,组合式大块钢模板拼装并用拉杆、螺栓加固,钢筋现场焊接绑扎成骨架,并随混凝土施工逐次焊接加长(每次4.5m),混凝土集中拌和,输送泵直接泵送入模浇筑,洒水养生。 2 施工工艺流程 2.1 钢管支架 空心薄壁墩施工支架采用扣件式钢管支架,主要作用是为施工作业提供工作平台及安装固定混凝土输送泵管。钢管支架从
3、墩身底部即承台顶面开始塔设,随着墩身增高同步升高。如图1所示:支架分外支架和内支架两种。外支架由里外两排塔设成双排支架,里排即靠墩身一排,距离墩身混凝土表面30cm,两排之间间距50cm,用横向短杆连接加固,立杆间距为1m,水平杆每1m一道,辅以剪刀形加固杆件,整个外支架形成框架结构,非常牢固可靠;内支架构造与外支架类似,根据内部空间尺寸,适当调整杆件间距。另外,增加一些加固短杆件,固定在墩身混凝土表面。使支架与墩身形成一个整体,增加其稳固性和可靠性。 支架外侧面悬挂安全网,工作平台上铺脚手架板,方便使用。因一个墩的施工期较短,并考虑该桥墩身并非特别高
4、的具体情况,未设施工电梯,在支架一角设有人工爬梯。内支架在墩身完成,浇筑盖梁之前拆除;外支架在墩身、盖梁及垫石等施工全部完成后拆除。 2.2 起重设备 高墩台施工方法中有自带起重体系和外配起重设备两种。我们所用翻模施工法自身不带起重提升系统,一切施工机具及材料的高空运送均靠外配起重设备完成。考虑到该桥跨径40m,相临两桥墩对角线最大间距约45m,在保证安全的前提下尽量发挥吊机的功能,综合多种因素,选配了63型塔吊作为空心墩施工的起重设备,这种塔吊有效作业半径为50m,高度40m以内不用扶臂,一台塔吊同时可以完成三个墩身施工的各种起重作业,大大提高了塔吊的
5、工作效率。 塔吊的起重作业主要包括钢管支架材料的运送;墩身钢筋的起吊;模板的拆卸、翻升及安装就位;混凝土输送泵管的安装,以用其他各种施工器具的运送等。 2.3 钢筋 空心薄壁墩主筋为沿竖向布设的φ25mm二级钢筋,其接头采用电渣压力焊对接,施工中9m定尺的φ25钢筋一截为二,将钢筋及加工机具用塔吊吊至工作平台上,现场对焊施工,每次接长钢筋骨架为4.5m;φ12mm构造钢筋用绑扎的方式与主筋相连,构成钢筋网架,网架焊接及绑扎完成后在内外两侧均绑扎与保护层厚度相同的混凝土垫块,以固定钢筋网架在模板内的位置,保证保护层厚度符合规范要求。 2.4 模板构
6、造及翻模施工过程 a、模板构造 墩、台侧模板的荷载主要有新浇混凝土对侧面模板的压力和倾倒混凝土时产生的水平荷载。泵送混凝土灌筑施工,用插入式振捣器捣固时新浇混凝土对模板的侧压力可用公式PMAX=4.6V1/4计算PMAX———表示最大侧压力,单位是KPaV———表示混凝土浇筑速度,单位是m/h根据施工具体情况,V取4m/h(施工中一般不会超过此值),代入公式计算得出PMAX=6.5054KPa。 另外泵送混凝土倾倒时的水平荷载根据施工具体情况和经验取2KPa,两项合计模板承受的最大侧压力P=8.51KPa。 根据上述计算,模板加工采用45mm厚普
7、通钢板作为面板,配相应的加劲构件就可满足施工需要。但我们在模板设计中除考虑满足上述压力要求外,重点考虑到高空作业及安全的要求,增加模板刚度和整体强度,合理加大模板尺寸,减少块数,简化模板高空组装和加固的程序及工作量,并保证模板在反复周转使用过程中不变形、不损坏、强度不降低等要求。模板选用8mm厚的普通钢板加工制作,并用角钢加劲,保证模板不变形并有足够的强度。虽然模板的重量增加了,但连同加固体系总体重量并未增加,施工中安全、可靠且高率。 模板分内模和外模两部分。根据墩身外形尺寸,外侧面为6.8×3.0m的长方形,里面空心部分是4.8×2.2m带倒角的长方形,倒
8、角尺寸0.5×0.5m。
