薄壁空心高墩施工技术在桥梁工程中的应用-技术创新

薄壁空心高墩施工技术在桥梁工程中的应用

日期：2015-5-21 16:11:21　来源：互联网　浏览数：
　

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1 ·工程概况
    1.1 大桥简介
    马林大桥位于三明市梅列区马林道班附近，为分离式桥梁，共13 跨，主桥为悬浇箱梁（42+76+42）。主桥为双向十车道，半幅桥面宽度25.25m。
    主墩采用钢筋混凝土变截面单薄壁空心桥墩，基础采用钻孔灌注群桩基础。单幅桥薄壁墩身墩顶位置为17.25m（横桥向）×4.0m（纵桥向）的矩形双室空心薄壁断面，纵向宽按墩高80∶1 增加，壁厚顺桥向为90cm，横桥向为100cm。
    1.2 工程难点
    （1）马林大桥主墩墩身高近百米，测量精度控制和动态监控难度大。
    （2）墩身高，横桥向宽度大，模板采用大型整体式定型钢模。纵向宽按墩高80∶1 增加，给模板、钢筋安装施工带来不便。墩身设计有二道水平的横隔板，给施工带来一定困难。
    （3）马林大桥施工现场地形陡峭，造成运输车辆行驶困难，同时给临设安排带来许多困难，合理规划施工现场平面布置是工作重点之一。
    （4）群塔施工，塔机立体交叉作业，安全运行难度大。马林大桥主墩与过渡同时开工，施工阶段群塔运行，塔机作业范围立体交叉，安全运行难度大，给施工现场安全管理工作提出较高的要求。因此，群塔施工安全运行和合理的组织安排是项目管理中的重中之重。
    1.3.总体技术措施
    空心高墩施工通过对滑模、翻模两个方案的比选，滑模配套设备多，施工机具投入大，模板刚度高，自重大，混凝土外观质量差，施工纠偏困难。一旦开始施工，不得中断，雨季施工质量难以保证。翻模施工配套设备较少，施工机具投入小，模板刚度要求低，自重小，混凝土外观质量容易控制，施工纠偏容易，可以连续和间断施工。结合工程特点，采用翻模施工，每节段施工高度6m。
    高墩采用塔式吊机提升翻模法进行施工：在塔吊及施工电梯的配合下，墩身外安装一套整体式支架，支架与模板之间预留一定间距，支架作为安拆模板、钢筋安装和混凝土浇筑的施工平台，而且还可作为墩身施工时的全封闭安全防护装置。结合该桥的工程特点和类似工程施工经验，高墩支架、模板和物料垂直运输方案如下：
    （1）支架系统：施工脚手架分成5 层通过焊接和栓接固定在每节墩身模板上，作为施工平台。
    （2）模板系统：预先加工定型的大块钢模板，横竖肋采用槽钢加劲。用翻拆模法进行墩身施工。外模板标准节段高7.5m，竖向分5 块，每块高1.5m；横桥向17.25m 长分为3 块，每块长5.75m，每块模板（5.75m×1.5m）重约1.4t。顺桥向模板根据墩身宽度加工模板，由于墩身在顺桥向方向按80∶1进行变坡，在顺桥向方向墩身模板上设置横向调解块，调整墩身的纵向宽度。内模采用组合钢模板。
    (3)垂直运输系统：4#～7# 墩采用电梯作为施工人员上下班的运输工具，另外在每个主墩旁各安装一台TC5613-6 型塔吊，作为工作场内钢筋、模板及半成品等的提升设备，混凝土垂直运输采用地泵泵送至施工作业面进行浇筑。
    2· 桥梁空心高墩施工的施工工艺
    2.1 施工工艺流程(见图1)

    2.2 测量放样
    当完成承台施工之后，应采用全站仪对墩柱四个角点的坐标实施定位，运用水准仪测量高程，闭合或附合高程与平面点的测量，促使测量的精度得到有效保障。采用墨线放出墩底截面轮廓线，为了便于安装第一节模板，通常应将轮廓线加模板厚度进行放出，同时放出墩柱主筋和劲性骨架位置，有效确保安装位置的准确性。
    2.3 劲性骨架和钢筋的加工和安装
    (1) 加工和安装劲性骨架。在施工的过程中，应将劲性骨架自由段高度控制在小于9m，在骨架安装完成后对墩身钢筋进行安装。
    (2) 加工和安装钢筋。通常情况下，制作和加工钢筋的开展是在棚内进行的，采用现场绑扎法，在制作的过程中，除了配料和加工竖向筋以外，还应采用放样的方法对其余钢筋进行制作，然后开展加工。当完成少量钢筋制作之后，应在地面平地上实施绑扎试验，结合试验结果，有效调整弯制方法和尺寸。对于已经确定的钢筋形状和尺寸而言，可采用拉尺检查的方法，对钢筋的精度实施有效控制，标识所有钢筋半成品，标识的内容主要包括：钢筋型号、安装位置以及规格等。
    (3) 防裂钢筋网的布设。确保钢筋网至墩柱外表面净距满足保护层厚度，采用D10 钢筋网或D6 冷轧带肋防裂钢筋网进行设置。
    (4) 连接直螺纹套管钢筋。在同一断面内，直螺纹接头位置的数量应少于50%，接头的受力性能应达到钢筋自身的受力以上。在施工过程中，应有效检查每个接头，使连接达到牢固状态即可。
    (5) 电弧焊接头搭接的长度。双面焊应控制超过5d，而单面焊则应控制在10d 以上。严格按照相关技术规范要求对钢筋加工及安装进行控制。
    2.4 安装模板操作
    采用拉杆有效固定模板。当完成钢筋安装之后，应由监理工程师进行统一的验收检查，之后即可有效安装模板，按照模板预留孔对拉杆实施布设。
    2.5 第一次立模
    (1) 安装模板。在模板安装的过程中，应采用塔吊起吊和人工辅助就位的方法进行施工。在组装模板的过程中，应先拼装墩身等高的外模，然后根据顺序组拼其余外模板。为了避免有模板渗漏浆的问题出现，应对接缝采用双面胶的方式进行处理。当完成外模板安装之后，应对模板、布垫块及拉杆实施依次安装施工。
    (2) 立模的检查。当模板安装弯沉值之后，应采用水准仪和全站仪对模板顶面标高和平面位置实施检查，有效调整误差超标现象，直至满足设计要求即可。对墩身垂直度的复核而言，应运用激光铅垂仪进行检查，采用全站仪测控三向中心线，使其满足设计要求。
    2.6 灌注混凝土
    (1) 拌制混凝土。对比现场砂土材料的含水率，根据试验室配合比确定施工配合比。在混凝土拌制过程中，应严格按照施工配合比要求进行操作。在混凝土徐变收缩过程中，为了避免有裂纹现象出现，应严格对混凝土的搅拌时间、水灰比以及坍落度实施控制。另外，在夏季混凝土施工中，混凝土出机温度会受到混凝土所用碎石和搅拌用水的直接影响，所以，为了确保混凝土的初级温度，必要时可运用喷水降温等方法对碎石进行改善。在灌注混凝土的过程中，由于夏季白天有较高的温度存在，运用潮湿的麻袋在混凝土输送泵管上进行覆盖，并通过经常浇水的方法，确保麻袋始终处于湿润状态。在一定程度上降低了混凝土入模温度，避免存在堵管现象。
    (2) 混凝土振捣。应及时开展混凝土振捣，避免有漏振、过振等问题产生，防止出现离析现象。
    2.7 模板的拆除
    当模板内混凝土强度超过10MPa 时，混凝土棱角都处于完整的状态下，且劲性骨架和钢筋安装完成并检验合格之后即可拆除模板，同时安装下一节段模板。在模板拆除时应运用自下而上的方式进行操作。
    2.8 控制墩身线形
    (1) 完成承台混凝土浇筑之后，应采用护桩回复墩中心。墩身通过大桥控制网进行校核，有效放出准确的墩身大样，然后实施立模。对墩身第一节混凝土进行施工，在墩身底部的实心段混凝土放出墩中心，同时设置一个直径为40cm、高为40cm 的钢筋混凝土圆台，在墩中心将预埋的钢筋头进行准确定位。当完成每节段模板安装以后，应运用全站仪对四边模板实施检查。为了确保墩身线形，在施工过程中，应对模板对角线进行检查，促使其误差控制在小于5mm。
    (2) 运用两台铅垂仪有效控制墩身垂直度，当完成第一段墩身混凝土后，应布置8 个点，分别位于墩身四角。确保每个点都与墩身面有50cm 的距离存在。应采用全站仪放点后对墩柱密度和点与点之间的距离实施复核。在同一墩柱面的相邻两个点上对两台铅垂仪进行设置，在检测垂直度时，应对铅垂仪实施准确调试，使其准确地在墩顶的反射板上透射，通过水准线连接两点，有效观测墩身的位置状况，对点到墩身面距离的检测而言，应采用钢尺进行操纵，通过调整模板，从而实现模板与两点之间的连接达到重合效果。
    3· 技术应用过程中应注意的问题
    3.1 施工安全问题
    (1)作业人员要戴安全帽、穿施工鞋、系安全绳，并每月体检，不可带病作业。
    (2)在墩身周围10m 范围内划定安全区，严禁非作业人员进入。
    （3）大风、暴雨天气停止施工并切断电源，保护好各种设备。
    （4）严禁高空掷物、料、杂品。
    （5）起重机械作业人员必须进行培训考核，持证上岗。起重机施工应有专人指挥，禁止司机个人进行升高作业。定期检查起重机，不得带故障进行作业。
    3.2 混凝土浇筑问题
    混凝土浇筑后，应随即进行振捣，振捣时间一般控制在25～40s，如振捣时出现下列情况之一时，表明混凝土已振捣完成。
    (1）混凝土表面停止沉落，或沉落不明显。
    （2）振捣不再出现显著气泡，或振动器周围无气泡冒出。
    （3）混凝土表面平坦、起浆。
    （4）混凝土已将模板边角部位填满充实。混凝土的浇筑要连续进行，倘因故必须间断，其间断时间要小于前层混凝土的初凝时间。
    3.3 外观质量问题
    （1）优化混凝土配合比。按设计比将减水剂和粉煤灰掺入混凝土中，改善混凝土的和易性的同时使混凝土的颜色更均匀。
    （2）提高立模精度，为确保接缝严密，最好用白胶布(或玻璃胶)密封接缝。
    （3）夏季的施工活动尽量避开正午高温时段，浇筑施工宜在下午或晚上进行，以降低混凝土的坍落度。
    （4）定型钢模板对拉杆固定，圆弧段对拉螺杆固定；空心内模板用普通钢管支模，通过拉杆连接各模板，以防涨模、跑模等问题产生；根据设计要求，在圆弧段加工一道直径20mm的钢筋圆弧定位。
    （5）注意混凝土浇筑顺序。每层浇筑厚度小于40cm，以免混凝土构件因过大的局部压力而崩模。