吉茶高速公路橋梁高墩施工技術論文

時間：2024-09-16 21:34:57 建筑學畢業論文

吉茶高速公路橋梁高墩施工技術論文

　　摘要：隨著高速公路向山區的延伸，跨越深溝谷的高墩高架橋不可避免地廣泛應用于山區高速公路建設中，而高墩柱的施工往往成為控制工程施工進度和工程成本的關鍵。本文就吉茶高速公路C1合同段沖木林1號高架橋高墩柱施工實踐介紹了高墩施工技術。

吉茶高速公路橋梁高墩施工技術論文

　　關鍵詞：高速公路；高墩；施工技術

　　1、前言。

　　近年來，隨著我國國民經濟的高速發展，我國高等級公路建設呈現出突飛猛進的勢態。高等級公路對線型等方面的要求使得山區公路中出現了許多高墩橋梁，增加了施工難度。本文根據吉茶高速公路C1合同段的橋梁高墩柱施工過程，將主要采用鋼管支架及特制定型鋼模板來組織施工的高墩施工工藝詳加闡述，供大家參考。

　　2、工程概況。

　　本橋位于吉茶高速公路C1合同段內，橋位地處湘西自治州吉首市西南郊區雅溪村，中心樁位為K0+450，該橋上部構造為23×30m的預應力連續T梁，橋長706.7m，下部構造為柱式墩配樁基、整體式臺配樁基、重力式臺配擴大基礎，其中5——11號墩、17號墩、21號墩為薄壁式空心墩。該橋橋位區屬低山丘陵之山間沖溝地貌，地形起伏較大，底面高程204.00——260.00m，橋最大架空高度36m。

　　3、高墩施工的特點及難點。

　　該橋梁所處地形復雜，交通運輸不便，而且大部分橋墩身高。工程量大，工期短，因此橋墩施工是該工程的關鍵所在。然而對于20 m以上的高墩柱卻存在以下的特點：

　　（1）施工周期長。

　　對于高空作業，模板的受力自成體系，從模板的受力性能考慮，高墩柱混凝土的一次澆筑高度一般為4——6 m。對于20 m以上高墩的施工次數至少在4次以上，這樣每一根墩柱的施工周期相當長，受機械設備等因素影響，有的墩柱施工工期達到5、6個月之長。

　　（2）模板和機械設備的投入大。

　　由于單根高墩柱的施工周期長，且受總工期的限制，各大橋的高墩柱只能采取平行作業的施工組織方法，每根墩柱至少配備6 m高度的模板，使其自成施工體系，這樣模板的投入相當大。受起吊能力的限制，高墩柱施工須配備大噸位的吊車，且全標段高墩柱數量多，分散于不同的山溝內，致使吊車等設備很難相互調配使用，導致機械設備的投入也大。

　　（3）高墩施工定位控制難度大。

　　對于高橋墩來說，截面相對面積小、墩身高、重心高、墩身柔度大、施工精度要求高，是其顯著的特點，施工時軸線很難準確控制。

　　（4）高墩施工接縫的處理要求高。

　　高墩柱不僅僅只是一個簡單的受壓構件，而且還受到復雜的彎矩扭矩作用，必須保證墩身有一定的柔度，在荷載和各種因素作用下其彎曲和擺動不可避免，因此對高墩的施工質量要求很高，而高墩的施工縫如處理不到位，就成為墩身受力的薄弱處。

　　（5）高空作業，施工安全度低。

　　4、施工方案。

　　（1）施工方案簡介。

　　針對墩柱墩身較高的特點，墩柱模板全部采用特制定型鋼模板，由兩塊半圓拼裝而成，模板每節高度分1.5m、2.5m、3m三種，其中1.5m、2.5m為D140的模板，3m為D180模板。采用吊車進行模板安裝，在吊車不能所及的高度采用卷揚機和臨時固定在已澆混凝土柱頂的吊架吊裝施工時所需材料和安裝墩柱模板（1.5m/節），在模板頂和中部分別以風纜繩緊固穩定，保證立模后的剛度及豎直度。墩柱混凝土在吊車能及的高度用混凝土運輸車送至現場，以吊車配混凝土吊斗，利用串筒澆筑，吊車不能及的高度，用混凝土輸送泵直接送至模板內澆注，用插入式振搗器振搗，混凝土采取分層連續進行澆注，每層厚度不大于30cm，中間因故間斷不能超過前層混凝土的初凝時間。混凝土采取集中拌和，混凝土攪拌車運輸。

　　（2）施工工藝流程。

　　5、施工關鍵技術。

　　（1）測量放樣。

　　先對墩柱的結構線及墩柱中線進行測量放樣，墩柱前后、左右邊緣距設中心線尺寸容許偏差10mm。墩柱施工前，將樁頂沖洗干凈，并將墩柱結構線以內的混凝土面鑿除浮漿，整理連接鋼筋。

　　（2）鋼筋工程。

　　嚴格按照經監理工程師審批的支架方案進行塔設，墩柱支架塔設完成后進行墩柱鋼筋幫扎施工。鋼筋統一在加工棚進行下料和制作，鋼筋的調直、截斷及彎折等均應符合技術規范要求，鋼筋加工完成后進行編號堆放，運至作業現場再用定滑輪吊至作業平臺進行綁扎、焊接。對于變截面高墩，應注意墩柱主筋接長時應注意焊接接頭必須錯開，使接頭鋼筋面積不超過鋼筋總面積的25%；箍筋接頭應在四角錯開，彎鉤長度滿足設計及抗震要求。按設計及規范制作的墩柱鋼筋籠用吊車吊裝時對位要準確，采用垂線法定位，中心點誤差控制在2cm內，墩柱邊側的保護層利用墊塊來保證，并對蓋梁連接鋼筋進行預留。

　　（3）支架與立模板：

　　①墩柱支架搭設。

　　A、技術要求。

　　墩柱腳手架主要起穩固模板、操作架、支撐及垂直運輸作用，必須具有足夠的強度、剛度和穩定性；支承部分必須有足夠的支承面積，如安設在基土上，基土必須堅實并有排水措施；腳手架立桿間距及橫桿步距必須滿足使用要求。

　　B、搭設方法。

　　清平夯實基土（最好將腳手架支承于墩柱承臺上），圍繞墩柱搭設立柱鋼管支架：采用立桿24根，立桿采用搭接的方式連接，搭接長度不小于50cm，搭接范圍內的扣件不少于2個。各立桿間布置水平撐，并適當布置垂直剪力撐，剪力撐與水平方向成45°角放置。鋼管支架立桿的縱橫向間距為1.4m×1.4m，橫桿步距為1.6m，則搭設一個立柱支架鋼管總長為2360m，扣件約1180個。

　　C、支架受力分析及計算。

　　鋼管支架自重力：19090N，施工荷載：10000N，合計：F=29090N。考慮施工時的不均勻性，取不均勻系數1.5，則剛支架所受總荷載為：F=29090N×1.5=43635N。每根立桿承受荷載為：43635/8=5454N，則用￠48×3mm的鋼管面積A=424，鋼管回轉半徑為：I=15.9mm。

　　a、按強度計算，立桿的受壓力為：σ=N/A=5454N/424mm2。

　　b、按穩定性計算，立桿的受壓應力為：長細比：λ=L/I=1600/15.9=100。C—2，b類截面軸心受壓構件的穩定系數，=0.432。σ=N/（×A）=5454/（0.432×424）=29.8N/mm2<215N/ mm2。

　　c、鋼管支架其橫桿抗彎強度σmax和剛度Wmax為：抗彎強度σmax=ql2/10w=31167×1.42/ （10×4.49×103）=1.4Mpa<F，其中： w—鋼管的截面最小抵抗矩w=4.49×103mm3，f—鋼材強度設計值，為215Mpa，q=43635N/1.4m=31167N/m，剛度Wmax=ql2/150EI=31167×1.44/（150×2.06×105×10.78×104）=36×109。其中：I—鋼管截面慣性矩I=10。78×104mm4。E—彈性模量E=2.06×105Mpa。容許撓度為3mm。

　　根據以上計算結果，鋼管支架立桿受壓應力和橫桿抗彎強度及剛度都小于容許值可滿足施工要求，則該支架方案是可行的。

　　②立模板。

　　墩柱模板全部采用特制定型剛模板，由兩塊半圓拼裝而成，模板每節高度分1.5m、2.5m、3m三種，其中1.5m、2.5m為D140的模板，3m為D180模板。采用吊車進行模板安裝，在吊車不能所及的高度采用卷揚機和臨時固定在已澆混凝土柱頂的吊架吊裝施工時所需材料和安裝墩柱模板（1.5m/節），在模板頂和中部分別以風纜繩緊固穩定，保證立模后的剛度及豎直度。墩柱高度在≤15m時，采取一次性裝模到位，并進行混凝土澆筑。

　　（4）澆筑混凝土。

　　混凝土澆注前對支架、模板、鋼筋進行檢查，符合設計及規范要求后方可進行混凝土澆注，混凝土澆筑采用一次支模到頂，一次混凝土澆筑的方法施工，中間不留施工縫。混凝土采取集中拌和，混凝土攪拌車運輸。混凝土拌和中嚴格控制材料用量，并對拌和出的混凝土進行塌落度測定，控制好水灰比。墩柱混凝土在吊車能及的高度用混凝土運輸車送至現場，以吊車配混凝土吊斗，利用串筒澆筑，吊車不能及的高度，用混凝土輸送泵直接送至模板內澆注，用插入式振搗器振搗，混凝土采取分層連續進行澆注，每層厚度不大于30cm，中間因故間斷不能超過前層混凝土的初凝時間。混凝土澆注過程中設專人檢查支架、模板、鋼筋的穩固性，發現問題及時處理。混凝土澆筑后進行表面抹平，混凝土初凝以后及時養護，防止混凝土表面出現裂縫。

　　（5）拆膜及養護。

　　混凝土達到設計強度的75%后拆除墩柱模板，用塑料薄膜覆蓋養護，模板拆除時按順序拆卸，防止撬壞模板和碰壞結構。

　　6、高墩施工的幾點體會。

　　（1）盡量保證1根墩柱施工的連續性，減少中間停頓時間，以加快分項工程的完工時間，縮短計量支付的周期，減輕資金周轉壓力。

　　（2）搞好安全施工是高墩柱施工的關鍵環節之一，要經常對施工操作人員進行安全教育，強化安全意識，各工序應按安全操作規程辦事。

　　（3）由于模板周轉次數多，因此易產生模板變形，應在2.8m寬模板的加強肋中間設1道橫穿墩身的對拉螺桿，高度方向每隔1m設1道與加強箍固定聯結。

　　7、結束語。

　　實踐證明，采用高墩鋼管支架及特制定型剛模板的施工技術，對高空、立體、平行、交叉作業有了可靠的安全保證，同時也加快了工程進度，降低了工程成本，因此此技術是合理可行的。

　　參考文獻：

　　[1] 唐軻。潤揚長江大橋懸索橋南塔架體式爬模施工技術[A]。2002年全國橋梁學術會議論文[C]。北京：人民交通出版社，2002。

　　[2] 范立礎。橋梁工程[M]。北京：人民交通出版社，2001。

　　[3] 呂烈武，沈世釗，沈祖炎等。鋼結構構件穩定理論[M]。北京：中國建筑工業出版社，1983。