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1、.高墩大跨连续刚构体系0号块施工技术总结中铁十三局集团黄延项目部刘喆山侯月波内容提要 在现浇高墩大跨连续刚构体系桥的梁部施工中，0号块最先进行施工，其结构也最为复杂，0号块不仅作为梁体的一个组成部分，更为以后的梁段施工提供一个工作平台。在考虑0号块的施工方案时，首先要做好牛腿托架的设计及施工方案，其次做好图纸的复核工作，同时做好腹板外侧模的设计及制作工作，然后就是制定正常的模板支立、钢筋及波纹管绑扎、挂篮预埋件预埋、混凝土浇注、混凝土养护等施工方案。本文是在杜家河特大桥的0号块施工后对高墩大跨连续刚构体系0号块施工进行施工技术总结。关 键 词 0号块牛腿托架审图预埋施工技术总结1.工程概况杜家
2、河特大桥1、4号墩为单排单室空心薄壁方墩，顺桥向单墩长4米，横桥向均为6.5米长，墩顶有3米实心段；2、3号墩为双排双室空心薄壁方墩，顺桥向单墩长2.5米，双墩外侧间距离为9米，横桥向均为6.5米，墩顶仍为薄壁空心结构。全桥共8个T构，8个0号块，所有0号块均高9米，在顺桥向上均长9米，所有1号梁段顺桥向均长3米，横桥向梁底板均为6.5米长，与所连接的墩身相同。1、4号墩0号块有3道横隔墙，底板厚1.4米；2、3号墩0号块有4道横隔墙，底板厚1.1米，全桥8个0号底板处均有1个人洞，每道横隔墙均有门洞。1、4号墩身和梁体是通过垫石、橡胶支座和楔块进行连接，施工时通过临时固结使其暂为刚构体系，在
3、T构中心线处，梁底和墩顶相距为50厘米；2、3号墩身和梁体直接连接，是永久刚构体系。1、4号墩0号块伸出墩身两侧均为2.5米，方案定为0号块单独施工；2、3号墩0号块断面与墩身外侧在同一竖直线上，如单独进行0号块施工，则无法进行挂篮后锚的预埋和安装，所以2、3号墩定为0、1号段同时施工。以上两种方案均定为分两层进行施工，根据现场所用模板规格和设计要求定第一层施工底下6米段，第二层施工剩余3米段。2.牛腿托架的设计及安装牛腿托架是0号块施工的唯一工作平台，其安全性和稳定性直接影响着0号块的施工安全和施工质量。提前做好牛腿托架的设计并进行优化，将会在很大程度上减少0号块的施工时间。1、4号墩和2、
4、3号墩的墩顶结构不同，所以在牛腿托架的设计上亦有所不同，主要体现在2、3号墩顶为薄壁空心结构，需增加顺桥向通长预埋件，以免薄壁墩身承受水平力,虽然此处必须增加材料，但由于在结构和施工方面对其进行了优化，所以总体材料并没有增加，施工时间更是大大减少。2.1设计指导思想设计时一是要考虑钢结构必须满足强度及变形要求，同时考虑混凝土在施工时对底模托架的弹性变形要求；二是要制作及安装方便，节省施工时间；三是要节省材料，并根据项目内施工情况考虑材料的再利用。2、3号墩的牛腿托架设计时进行了优化，其优化设计的主要指导思想是：从结构选形入手，以节省材料；联系施工操作，节余安装时间。2.2荷载分析按照公路桥涵施
5、工技术规范规定，对现浇梁的牛腿托架的强度验算应对以下5种荷载进行验算：模板及其支架自重、钢筋砼自重、人员、材料、机具、振捣产生的荷载、其它荷载；对其刚度验算应对以下3种荷载进行验算：模板及其支架自重、钢筋砼自重、其它荷载。在实际荷载分析过程中，主要是确定钢筋砼自重，在此之前必须进行图纸复核，首先确认梁段结构和布筋量准确，再计算实际的钢筋砼自重，其余荷载可根据施工现场实际情况和施工经验进行估算。同时指出，虽然施工方案定为分两层施工，但在荷载分析中，依然按照整体进行确定施工荷载，以免不可预料的意外因素影响施工质量，同时作为保证安全系数的一种方法。2.3结构选形2.3.1杜家河特大桥1、4号墩0号块
6、均伸出墩身2.5米，实际牛腿托架选形如下图所示：此结构设计巧妙，很好的利用了1、4号墩顶的3米实心段混凝土，使预埋在墩身内的材料只有一些钢板、木模和PVC管。在此结构中水平承重梁和斜杆与墩身接触处焊接2厘米厚钢板，施工时将钢板伸入墩身混凝土预留槽内，直接顶在预埋钢板上即可，墩身两侧对称水平承重梁采用直径为32毫米的精轧螺纹钢筋进行对拉连接，以提高整体稳定性。2.3.2对于杜家河特大桥2、3号墩需0、1号梁段同时施工，0号块不伸出墩身外侧，1号段完全伸出墩身外侧，实际牛腿托架选形如下：此结构在设计时引入了桁架结构，目的在于节省材料，同时考虑了施工时安装的方便性。2.4受力验算及结构布局在设计过程
7、中，利用ANSYS和SAP2000软件进行计算复核，大大提高了计算速度和准确度，杆件计算包括水平承重梁、斜杆各杆件、分部梁以及各连接点；受力验算主要包括轴应力、弯应力以及剪应力，同时验算刚度。经过计算在满足规定安全系数前提下对各杆件选材和总体布局进行了确定。2.4.11、4号牛腿托架水平承重梁选用I32a工字钢，斜杆选用I20a工字钢，分部梁选用I16工字钢。每个墩身单侧牛腿托架选用8榀，每个腹板下放置3榀，间距为60厘米，其余2根间距130厘米放置腿托架主体材料，并且考虑了施工中安装的方便。2.4.22、3号牛腿托架水平承重梁选用I20a工字钢，斜杆选用I20a工字钢，斜杆上杆件和分部梁选用
8、I16工字钢。每个墩身单侧牛腿托架选用7榀，每个腹板下放置3榀，间距为60公分，其余1根放置在中间，距临近一榀距离为185公分。2.5施工控制在设计过程中即已考虑了能在墩身下完成的施工，绝不放在墩身上完成，尽量减少安装程序，减少安装时间。2.5.11、4号墩牛腿托架在墩身封顶前需预埋两个木盒，每个木盒的底面和后面都是2公分厚的钢板，在钢板后面的混凝土中放置钢筋网片，增强此局部混凝土的抗裂性，同时在墩顶设计位置预埋内径为5公分的PVC管，以便精轧螺纹钢筋能够取出。因牛腿上钢板要以预埋钢板完全接触，以保证牛腿托架的稳定性，所以水平承重梁和斜杆不宜先焊接后安装。安装时须先点焊，再检查位置，最后按设计
9、进行固定。固定好牛腿托架后，进行精轧螺纹钢筋的对拉。一个T构的牛腿托架安装完毕后用3天时间。2.5.22、3号墩在墩顶施工过程中预埋好牛腿托架在墩身内的杆件，预埋的杆件两端焊接2厘米厚2540厘米见方的钢板。墩顶施工时预留50厘米高混凝土在牛腿安装完毕后另行浇筑，以方便牛腿托架的安装。混凝土预留宜以最小墩高边为准，预留成水平面，一是这样容易保证墩身混凝土接触质量，二是不会给安装牛腿托架带来任何麻烦安装牛腿托架前先将除在墩身中间的斜杆外的其它杆件全部焊接完毕，然后整体吊装，前后两榀牛腿托架间采用螺栓连接，安装时将牛腿托架就位后只需上紧落实，将需焊接点进行点焊即可，实际只用6个小时就安装完毕一个T
10、构的牛腿托架。其余焊接和连接工作可在剩余墩身混凝土支模过程中完成，不占用主体施工工期。2.5.3所有牛腿托架均保持顺桥向通长水平，横桥向保持同梁底的2横坡。用2根通常I16工字钢连接7榀单独牛腿，保证牛腿托架受力稳定。在2、3号牛腿托架施工完毕后，总结出一句话，值得推广和借鉴：牛腿托架的制作不占用主体工期，只有安装占用主体工期，节省安装时间就是要尽量减少焊接点，或者使需焊接部分在主体工程外施工。3.图纸复核由于设计图纸中对一般结构图、钢筋布置图、三向预应力图均是分别绘制的，其中难免在设计上有忽略的地方，从此造成各种冲突，所以在施工前进行图纸复核是必要的，也是必须的。在施工前，用AUTOCAD2
11、004软件将一般结构图、钢筋布置图和三向预应力图绘制在一个图中，其截面采取横桥向的剖面图。在实际绘图完毕后，发现了竖向预应力筋和纵向预应力筋在设计上有冲突的，0号块为双排竖向预应力筋布置，其中外侧一排预应力筋按设计当中完全穿过腹板处W类一排共七根纵向预应力筋，除此之外，顶板纵向钢筋与预应力筋略有冲突。对于钢筋与预应力筋的冲突，可在施工时作临时调整，这在设计图纸中已有说明，而对于竖向预应力筋和纵向预应力筋的冲突如何处理，没有明确说明。我们根据自己的理解，在保持纵向预应力筋位置不动的前提下将竖向预应力筋向两侧调整，尽量保持对称，并作图上报，很快获得批准施工。由于图纸复核仔细，没有出现施工0号块第二
12、层时才发现腹板纵向预应力筋不能放置的情况，否则一是不知处理方案如何定，二是损失的施工工期不可预料。4.模板的制作0号块的底模采用建筑模板直接铺在分部梁上即可，不需另行制作，需要提前制作的是腹板的外侧模。腹板外侧模的制作需保证两个要求，一是保证模板的整体刚度，二是模板外侧要有工人支立模板的工作平台，此项任务需提前完成。在杜家河特大桥0号块施工过程中，腹板外侧模板采用原墩身外模板，刚度完全能够满足施工要求；工作平台采用8槽钢和一些角钢按照简单的桁架结构和模板进行焊接连接即可。其余模板可以建筑模板为主，辅以木模和一些钢板进行拼装，不需特殊加工，但要计算好准确数量，如现有模板不够需提前进场，以免耽误施
13、工。根据现有模板，第一次0号块施工时需要的6米高模板可自行加工，而第二次0号块施工时需要的翼缘板需特殊加工，根据现场情况，将其做成整体，需特别注意T构两侧腹板和翼缘板底面的夹角以及翼缘板底部和侧面夹角均不同，一大一小，而此差别在设计图纸中不能看出，需自行进行计算，以免加工错误。造成此种情况是因为图纸设计中没有考虑梁体底板及顶板有2横坡，施工中又需保证腹板和翼缘板侧面竖直。5.模板支立5.1模板拼装底模使用建筑模板直接铺在分部梁上；外模为6mm厚整体钢模，采用塔吊吊装辅以人工就位的方法；翼缘板外模为特制整体模板，亦采用塔吊吊装辅以人工就位的方法；内模为建筑钢模板，采用在底模板上搭脚手架做工平台由
14、人工逐块进行拼装的方法；竖向倒角采用木模板，自做支撑；顶板的底模采用钢板自行进行拼装，下支撑使用脚手架；梁段端头模板采用竹胶板，须预留好伸出钢筋及纵向预应力筋管道的位置。对于底板顶部，不需用模板，采用模板，对其加固，防止反浆难度大，又浪费，利用时间差防止反浆效果更好，然后自然收面即可。5.2模板的位置确定及加固5.2.1底模位置确定底模位置确定主要是取决于牛腿托架的安装，通过计算，首先保证水平承重梁的位置准确。水平承重梁与分部梁之间采用木块之间连接，一组木块总体高度为8厘米，长宽为1510厘米，由两个三角形木楔组成，此用意主要是用改变两木楔相对位置来调整木块总体高度以达到调整底模标高的。5.2
15、.2腹板外模位置确定1、4号墩为单排柱，墩高不大，采用打地锚，利用外拉钢丝绳结合内拉拉杆和内撑的固定方法；2、3号墩为双排柱，墩高大，不利于打地锚，采用将两幅内侧腹板外模对拉在牛腿上的方法，外侧与内侧采用型钢连接，防止两侧模板有相对移动，其原理是通过保证一侧模板竖直度和两侧模板相对位置来达到另一侧模板的竖直要求。5.2.3其余模板位置确定在底模和腹板外侧模板定好位置后，其余模板采用与其相对位置进行定位，重点控制腹板厚度不能小于设计值。翼缘板侧模采用竹胶板，为保证翼缘板线型，不允许单点支撑，应用通长钢管或槽钢。在包括0号块在内的梁段模板主要是控制底模的高程、腹板位置和纵向轴线偏位。5.2.4两次
16、模板施工连接第一次混凝土施工完毕后，底模及牛腿托架不能拆掉，外模可以松开，但亦不能拆掉，内模在拆模时需留最上一节和第二层模板进行连接，以保证第二次浇筑混凝土不漏浆。5.2.5模板加固模板加固主要是对腹板及翼缘板进行加固，除位置确定外，防止浇筑混凝土时胀模主要用拉杆。拉杆采用18圆钢制作，腹板外模包裹住底模，向下伸过底模10厘米，伸过部分必须有一排拉杆，其余按照原墩身外模板围带间距60厘米，横向间距80厘米进行加固即可。为保证腹板及横隔板厚度，在其模板间采用木条进行支撑。内模各块建筑模板之间用钢管做围带，用拉杆来固定。第二次施工时，顶板底模采用脚手架支撑，脚手架直接搭在底板上，在脚手架顶脱上放置方木，以调整模板位置。对于倒角处模板的支撑不能轻视，更要重视此木模和钢模的连接，防止错台产生。6.钢筋及波纹管的
