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1、沪蓉西高速公路马水河特大桥专题技术方案中铁十五局一公司沪蓉西高速公路马水河特大桥主桥高墩施工技术一、工程概况 沪蓉西高速公路宜恩段第27合同段马水河特大桥，该桥是一座分离式大桥，起始于建始县恩施市交界处，位于恩施境内，跨越马水河，与大水井隧道相接。1、桥跨布置本方案主桥为预应力混凝土变截面箱形连续刚构桥，引桥为40米预应力混凝土连续T梁和45米现浇箱梁，桥跨布置为：左幅 110+3200+110+45米，右幅 240+110+3200+110+45米，左幅桥梁起点：K178+915.45，终点：K179+788.00，桥梁全长872.55米，桥面中心设计标高：654.125米；右幅桥梁起点：K
2、178+776.315，终点：K179+765.315，桥梁全长989米，桥面中心设计标高：654.355米。2、桥型结构2.1 主桥上部构造：主桥上部构造采用五跨一联预应力砼变截面箱形连续刚构方案，孔径布置为110+3200+110820米，箱梁支点梁高12.00米，跨中梁高3.50米，箱梁底板曲线方程为Y=4F（L/2）2-X2）/L2，矢高f=8.5米，L=184.0米，坐标起点在跨中，曲线以各墩中心为对称，中边跨合拢段长2.0米,边跨现浇段采用直线段，长9.0米。全桥为单箱单室直腹式截面，顶宽12.50米，底宽6.5米。0#块长18.0米，顶板厚60厘米，腹板厚90厘米，底板厚125厘
3、米；1#块14#块顶板厚28厘米，腹板厚70厘米，底板厚12558.7厘米；15#块22#块顶板厚28厘米，腹板厚50厘米，底板厚54.532厘米；14#块局部、25#块为腹板过渡段。腹板上设有10厘米通气孔，纵向间距为250厘米。箱梁在支点截面及14#截面处设横隔板。箱梁采用三向预应力。纵向预应力束分为腹板下弯束WC、顶板连续束TC/STC/CTC和底板连续束SBC/CBC、底板上弯束SWC/CWC。采用平竖弯相结合的空间曲线，分别锚固在箱梁的腹板、顶板、底板承托或齿板上。纵向束采用12j15.24mm、公称直径15.24mm、标准强度1860 Mpa、ASTMA41690a标准钢绞线，OV
4、M1512型锚具，理论破断力（Fu）=3128.4KN，控制张拉力（0.75Fu）=2346.3KN，最小延伸率3.5，锚下应力（K）=1395Mpa，预应力钢绞线孔道采用内径90mm波纹管成孔。竖向预应力筋采用32mm的冷拉级精轧螺纹粗钢筋，轧丝锚具，上端张拉锚在顶板顶面，控制张拉力540KN，竖向预应力筋顺桥向间距平均50cm，支点附近横向加密。横向预应力筋采用标准强度1860MPa的2j15.24钢绞线，扁锚，控制张拉力391.1KN，采用两端张拉。横向预应力筋顺桥向间距平均1.0m。2.2 主桥下部构造：左幅桥主桥共有桥墩6座，4个主墩为钢筋砼双薄壁墩，左幅桥1#、2#、3#、4#主墩
5、分别高为36米、100米、139米、133米，为钢筋混凝土双薄壁墩，单个薄壁墩身顺桥向长3.5米，横桥向长8.5米，薄壁顺桥向厚75厘米，横桥向厚100厘米，顶部箱壁顺桥纵横按1向下放坡，在箱内间隔30.0米设有隔板；双壁中距12.50m，主墩承台厚度为4.0m，主墩基础为122.0 m桩基础，最大设计桩长50m ，桩尖嵌入微风化的岩石中。左幅桥5#过渡墩为钢筋混凝土薄壁墩，高度分别为4米、47米，墩身顺桥向长3.2米，横桥向长6.5米，薄壁厚75厘米；过渡墩承台厚度为2.5m，基础为桩基础，桩径1.50米。6#桥台为U型桥台，扩大基础。右幅桥主桥共有桥墩6座，4个主墩为钢筋砼双薄壁墩，右幅桥
6、4#、5#、6#、7#主墩分别高为51米、112米、142米、135米，为钢筋混凝土双薄壁墩，单个薄壁墩身顺桥向长3.5米，横桥向长8.5米，薄壁顺桥向厚75厘米，横桥向厚100厘米，顶部箱壁顺桥纵横按1向下放坡，在箱内间隔30.0米设有隔板；双壁中距12.50m，主墩承台厚度为4.0m，主墩基础为122.5m桩基础，最大设计桩长50m ，桩尖嵌入微风化的岩石中。右幅桥3#、8#过渡墩为钢筋混凝土薄壁墩，高度分别为18米、39米，墩身顺桥向长3.2米，横桥向长6.5米，薄壁厚75厘米；过渡墩承台厚度为2.5m，基础为桩基础，桩径1.50米。主墩墩顶与箱梁固结，过渡墩顶面设有支座垫石。边跨支点设
7、置6000KN的盆式橡胶支座。2.3、桥面系：桥面铺装采用8cm40号防水混凝土+11cm沥青混凝土。伸缩缝为80mm、160mm、480mm型仿毛勒伸缩缝。主桥左、右幅外侧采用防撞墙防撞。总体布置图如下图1二、施工方案选择通过对设计图纸的研究和设计意图的领会，结合地形地貌条件，在施工初期就开始对墩身施工的技术准备。针对该桥的特殊性、复杂性，我局与武汉理工大学合作，共同研制本桥的大体积混凝土温度控制、线形控制及大型设备，以及制定相关施工方案。1、根据本地市场调查情况和我项目部现有设备情况，由于马水河特大桥墩身高达100米以上的高墩有6个，如采用脚手架施工，所需脚手架及扣件可谓是一个天文数字。如
8、采用滑模或爬模施工，设备的投资过大。而使用我们自行设计的模板，同前几种施工方案相比，则具有明显的经济效益。首先可节约脚手架及扣件70%80%，使用劳动力节约30%-40%。与滑模相比节约资金50%，施工速度可达到每天一米，还可省掉大量的预埋件。除次以外，还具有施工质量高、安全可靠、操作简单、结构合理等优点。2、翻板模由四部分组成，第一部分为施工平台，第二部分为外模，第三部分为内模，第四部分为内支架。施工平台由1#、2#、3#梁互相搭靠组合而成，支承于墩身40园钢预埋件上，用两个3吨的倒链挂在连接墩内外脚手架的横向管上，来提升每个侧面整体模板。翻板模的承载力大、受力明确、安全可靠，安装、运输都十
9、分方便。三、关键工序施工工艺和施工工法、翻板模设计的构造组成、受力验算、特点及工作原理1、构造组成翻板模由四部分组成，第一部分为外模，第二部分为内模，第三部分为施工平台，第四部分为内支架。施工平台由1#、2#、3#梁互相搭靠组合而成，支承于墩身40圆钢预埋件上，用两个3吨的倒链挂在连接墩内外脚手架的横向管上，来提升每个侧面整体模板。图2 翻板模构造半剖面图图3 马水河特大桥翻板模施工全貌、外模1)、模板组成墩身模板由11种不同规格模板组成，其中有五种不同规格的角模，调整墩身收坡，模板间用16mm螺栓连接。具体结构尺寸见翻板模设计图2)、模板加工要求、在加工场内，必须制作一个平面尺寸为1210m
10、放样平台，10mm钢板铺面，对角高差不大于3mm，模板加工好后，在平台上进行组拼。由中心对称向两侧钻拉筋孔，孔径20mm，配套直径18mm圆钢拉筋。、组装误差：平面尺寸误差不大于10mm，四角高差不大于3 mm，3米靠尺平面检查不大于5 mm。、钢板必须采用5 mm厚的标准板，严禁采用非标准板材。、模板加工完成后，采取先敷水泥浆，待水泥凝固后再打磨，反复三到五遍，直到将钢板表面的氧化膜打磨干净。、模板油采用丙烯酸树脂，按丙烯酸树脂：水=1：100重量比进行配制。、内模墩身内模采用30150cm、15150cm、5150cm三种组合钢模，倒角模自行加工，也作为内壁收坡模，内模尺寸由三种组合钢模和
11、方木条不断调整，以满足各个断面尺寸。、施工平台施工平台由2根1#梁、2根2#梁、2根3#梁及钢管脚手架组成，1#梁为底梁，作为承重梁，在1#梁两端上设置25mm圆钢吊环，提升施工平台，2#梁搭靠在1#梁上，3#梁搭靠在2#梁上，梁与梁之间设置双向移动支架，可以沿横顺桥向两个方向收拢。施工平台支承于墩身预埋四根40mm圆钢上。在40mm圆钢下混凝土要用钢筋网片加强，防止因局部应力增加而破坏40mm圆钢下混凝土。钢管脚手架支承固定于2#、3#梁上，脚手架高13.5m，顺桥向脚手架中间在顶层、中部各设一道横向连接可调精扎螺纹钢拉杆，脚手架四个角端在底部、中部、顶部设四道斜向可调精扎螺纹钢拉杆，可调精
12、扎螺纹钢拉杆作为收拢和固定脚手架之用。4、墩内脚手架墩内脚手架采用扣件式钢管脚手架，墩内脚手架供墩身钢筋安装、模板拼装及输送泵管布设之用。墩内脚手架架设与施工平台脚手架同等高度，然后在支架顶用纵横钢管与施工平台脚手架顶连成一个整体，增加施工平台的稳定性，纵横钢管也作吊装墩身内外模板的承重杆。为了增强墩内脚手架的强度、刚度和稳定性，用螺旋顶托固定在钢管架上顶住墩身四面侧壁。2、翻板模施工平台支架受力验算根据墩身设计施工特点，结合支架布置和墩身结构构件分布情况，进行施工平台受力验算：、3#梁受力计算1）、3#梁设计为型钢桁架结构，梁长14m，高1.0m，宽0.7m，上下弦杆均为14槽钢（截面积A=
13、18.516cm2,惯性矩IX=564 cm4），缀条为L63*6角钢（截面积A=7.29 cm2，惯性矩IX=27.12 cm4），组合截面折算惯性矩139200cm4，抗弯系数W=3237cm3。2）、3#梁承受单肢墩长边方向脚手架及人员机具施工荷载：、钢管脚手架档距1.5m,排距1.4m，钢管及扣件重量2590kg，梁每延米185kg。、竹脚手板，宽0.5m，长14m，9层共63m2，每平米重量20kg共1260kg，梁每延米90kg。、人员、机具每延米估算75kg.、风载每延米估算75kg（不与人员、机具同计）。、3#梁自重1500kg,每延米107kg。3)、3#梁在最高墩，最大使用
14、跨度如下：跨中最大弯矩，按外伸梁计算Mmax=q*L2/8*(1-42)Q=366(考虑脚手架剪刀撑作用，跨中实际荷载。可按80%计算)。L=12.2m，=0.62/12.2m=0.0508Mmax=673908.5kg.cm, 弦杆正应力=Mmax/W=673908.5/3237=208.2kg/m跨中挠度度Fmax=-QL4/384EI*(5-242)=3.6cm/1220=1/339为改善梁端条件，该梁制造时拟设预拱度3.0cm。、2#梁受力计算1）、2#梁设计为2根I40工字钢，梁长9m,截面积A=86.112*2=172cm2、惯性矩I X=21700 cm4*2=43400 cm4
15、，抗弯系数Wx=1090*2=2180cm3。梁自重67.598*2=135.2kg/m.2）、2#梁承受单肢墩短边方向脚手架及人员机具施工荷载。梁每延米:钢管脚手架185kg，竹脚手板90kg,人员、机具75kg，自重135.2kg,总计485.2kg/m.悬臂端承受3#梁端集中荷载。457*14/2=3199kg.3）、2#梁在最高墩、最大跨度下： 2#梁垂直叠置于1#梁上，由1#梁中心支点处负弯矩最大，故仅对此点负弯矩及悬臂挠度进行检算。、匀布荷载产生的弯矩：M匀=-Qm2/2=25988kg.cm、由集中荷载产生的弯矩集1=-p1m=175950kg.cm、由集中范围产生的弯矩M集2=-p2m=62250kg.cm总弯矩M匀+M集1+M集2=264188kg.cm截面正应力=M/W=264188/2180=121.2kg/cm23）、2#梁悬臂端挠度：F1=PM2L/6EI(3+2)集中范围p=1700kg，m=103.5cm1=103.5/655=0.158, 2=41.5/655=0.0634f1=P1M12L/6EI(3+21)=0.73
