桥梁薄壁（精选9篇）
桥梁薄壁 篇1
1 前言
随着中国经济的高速发展,人们出行需求日渐增长,桥梁工程数量规模不断增加,其占据着十分重要的应用地位。在桥梁高墩施工进程当中,翻模施工以及滑膜施工为较常使用的两种施工建设方案。在此,重点探讨桥梁薄壁墩滑膜施工全过程技术分析。
2 简析桥梁薄壁墩滑膜施工技术
2.1 施工准备
(1)科学合理地确定工程数量与计划工期
充分了解掌握施工设计图纸,据此针对工程具体数量展开优化计算,其中涵盖钢筋及混凝土的具体数量。结合工程数量,参考施工所使用机械设备以及参与施工工作者、所采用施工技术工艺等针对计划工期实施科学合理确定,旨在确保在有效工期内完成施工作业。
(2)合理配备人员与机械设备
纵观可知,桥梁薄壁墩滑膜施工涉及的各道工序相互间联系是十分紧密的,且该项施工作业连续性较强,因此配置人员以及机械设备的时候必须充分满足连续作业需求,在关键工序上尽可能配置多名技术水平高且责任心强的工作人员。
(3)认真准备施工建设材料
严格控制材料采购,混凝土质量优劣是由材料好坏直接决定的,同时,材料数量是否足够也会对计划工期能够如期实现及混凝土质量优质获取产生直接影响。此外,应控制各类材料物理力学质保必须充分满足设计与技术规范要求。具体来说,薄壁墩通常设计的混凝土材料强度为C30,结合我国规范要求一般选用P.O42.5水泥,水泥进场的时候,要求其配有出厂合格证与生产试验检验报告,根据批次检验相同厂家同一品种强度及出厂日期的水泥性能,待合格之后方可使用;通常选用中粗砂作为细集料,其技术指标应满足我国现行公路桥涵施工技术规范要求,检验进场材料技术性能,待合格之后才可应用。
(4)设计混凝土配合比
就薄壁墩台而言,其混凝土设计标号是C30,相应的设计工作通常是由工地实验室负责的,验证混凝土工作性及强度可充分符合施工需求,报监理工程师同意之后方可进行施工,尽可能提前做好混凝土配合比设计工作,旨在能够准确确定所需材料的数量及规格。
(5)设置拌合站及钢筋加工厂
设置拌合站时,综合考虑施工所在地地理位置情况,保证场地平整宽阔,免遭洪水侵扰且不会影响周边环境及居民生活;结合设计需求,应将拌合站安装于稳定坚固且拥有较强承载力额基座上,并在操作出设置防护栏杆与作业平台;保持拌合站点起设备及线路拥有良好绝缘性,检定所有机械合格之后才可进行施工。设置钢筋加工厂,场地应满足具体作业要求,工作台状态必须坚固,所安装机械设备应稳定牢固,开始施工之前检查机械设备,确保合格之后才能使用。
2.2 施工工艺
工艺流程包括滑模体的结构设计验算、组装滑模、钢筋加工及安装、混凝土浇筑、滑模滑升、滑模拆除、混凝土养护。
(1)针对滑膜体结构所实施的设计验算主要包括滑膜结构自重以及、施工荷载、滑升摩阻力、竖向荷载、混凝土对滑膜的侧压力、爬杆计算等多项内容,应使用工程具体数量详细认真地进行计算。
(2)在进行滑膜组装的过程当中,为充分确保施工质量,根据我国现行规范要求,采用6mm钢板制作模板,使用∠50×5角钢作为钢肋,模板长度是5m且高度为1.2m,参考实际墩身高度确定模板宽度为2.5m及2m,为实现便捷脱模,应按一定锥度设计模板,使之上下口相差2mm。搭设工作平台来拼装模板,遵循先形成骨架后完善西部的顺序,待模板上升至一定高度后在进行吊装和提升设备安装。
(3)加工安装钢筋,因为滑膜施工速度较快,进而绑扎钢筋是有时间性要求的,可选用直螺纹进行连接,并提前完成主筋加工,为充分确保钢筋连接质量,应结合连接套筒长度以及丝扣数量针对具体连接长度实施控制,防止丝头出现生锈情况,使用塑料薄膜将没有连接的一端包扎严实。
(4)浇筑混凝土,施工人员采用之字形上下工作盘,在桁架顶面位置铺设木板搭设平台,第一次灌注之前,在模内1∶1浇筑一层水泥砂浆,厚度控制在2cm~3cm,采用分层交圈对称浇筑混凝土,严格控制分层厚度,振捣时要求振捣器不得跟钢筋以及支撑杆、模板等直接接触,其应该在前一层混凝土中插入,深度不得超过50mm,滑升模板进程当中切忌振捣混凝土。拆模后需认真做好混凝土养护工作,可采用洒水等措施。
(5)滑膜滑升。初次浇筑混凝土与模体的初次爬升,必须严格按照相应步骤实施,第一次浇筑10cm厚半骨料的高标号混凝土或2cm~3cm高标号砂浆,接着按分层厚度不大于30cm浇筑第二层,至模板浇平后,从开始浇筑第一层时计算时间,在一个多小时之后提升3cm~6cm,检查脱模混凝土凝固是否合适,如果不存在异常情况,便可进行正常浇筑和滑升,以后每层30cm分层浇筑;选用控制操作平台水平度跟测量控制垂直度的方式;使用千斤顶高差实现自身纠偏,或者是加以一定外力进行纠偏,合理规避爬杆弯曲情况,一旦存在,除去弯曲部位,进行新杆重新补焊;待滑膜升至设计标高时,滑空滑膜之后,使用吊车设施进行高处拆除,注意安全施工。
2.3 保证措施
认真贯彻落实质量第一方针政策,充分增强质量意识,严格参照设计图纸,遵循我国现行规范标准,综合考虑业主需求,在监理工程师的现场指示下积极组织施工作业,争先创优,保证工程质量优质实现;严格按照规程使用机械设备,用电设备必须拥有可靠的漏电保护装置,在夜间施工期间应合理设置醒目警示标示,落实执行安全责任制度,成立将项目经理作为核心的安全生产小组,积极开展安全施工作业。
结语
综上可知,桥梁薄壁墩滑膜施工涉及机械以及人员、设备、工艺、材料等多方面因素的合理配置,应给予重点关注,一旦发现施工问题必须采取有效措施及时进行处理,确保安全施工,保障工程高质完成。
摘要：近年来,随着经济水平的显著提升,我国桥梁事业获得深化发展。在桥梁建设当中,由于钢筋混凝土薄壁墩台颇具结构美观轻巧且成本较低、可实现便捷施工等优势,进而可实现推广普及应用,本文将就其相关施工工艺进行简要探讨。
关键词：桥梁,薄壁墩台,滑膜施工,工艺
参考文献
[1]王小丽.某高速公路大桥薄壁墩工程的施工[J].山西建筑,2010(28).
桥梁薄壁 篇2
深度探讨桥梁双肢薄壁空心墩和连续钢构箱梁施工技术流程与方法
本文基于笔者参与的`某特大桥项目工程经验,研究探讨了其中双肢薄壁空心墩和连续刚构箱梁工的相关技术.全文是笔者实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.
作 者：吴佳宏 作者单位：中铁十八局计划经营部,河北涿州,072750刊 名：四川建材英文刊名：SICHUAN BUILDING MATERIALS年，卷(期)：201036(1)分类号：U445关键词：双肢薄壁空心墩 连续刚构箱梁 施工 混凝土
桥梁薄壁 篇3
摘要：薄壁空心墩是常用的桥梁高墩设计形式，结构简单且经济性突出，可以增加桥墩的刚度。使用钢模起吊翻模施工，不仅能保证施工质量，而且可以有效加快施工进度，有利于提高工程质量。本文以大桥施工情况为例，说明了施工工艺原理及工艺流程，阐述了施工关键技术，分析了施工时注意事项。
关键词：翻模法；薄壁空心墩；桥梁施工；施工技术
引言
但是大桥桥墩的施工难度较大，对施工要求较高，如果不采取合适的技术将会影响施工质量。因此，如何运用有效的施工工艺来进行桥墩的施工成为了施工人员需要解决的问题。下面就结合实例对此进行讨论分析。
1 工程概况
1.1 设计情况
某大桥为分离式桥梁，右线桥长度513m，由3×35mT梁+（42+76+42）m悬浇箱梁+（3×40+4×30）mT梁组成，左线桥长度522m，由3×30mT梁+（5×40+2×30）mT梁+（42+76+42）m悬浇箱梁构成，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。单幅桥薄壁墩身墩顶位置为17.25（横桥向）×4.0（纵桥向）m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，为使主墩的应力均匀，在薄壁墩内腔顶、底分别设0.5×3.0m（横桥向）、0.5×3.0m（纵桥向）倒角。
过渡墩采用钢筋混凝土等截面空心薄壁墩。左幅3号、右幅4号墩墩身为15.0×3.0m；左幅6号、右幅7号墩墩身为15.0（横桥向）×3.5（纵桥向）米的矩形双室空心断面。
表1 主桥桥墩参数
1.2 现场施工条件
工程沿线属亚热带湿润气候，温和湿润，雨量充沛，日照充足，无霜期长，冰冻期短，春雨、梅雨比较明显。洪水多发生在4～10月，其中4～7月为梅雨季洪水，而8月～10月为台风期洪水。主桥跨V字型峡谷，地形陡峭，施工场地狭小，运输道路困难。
2 施工工艺原理及工艺流程
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。利用具有一定工作强度的混凝土实体作为模板的固定支撑体，翻模时，保留最顶层模板作为翻升后模板的抱箍，从最下层模板开始逐一拆除利用塔机将模板吊起，并放置于顶层模板相应平面位置上，将模板与周围模板连接。重复以上操作至墩身浇筑完成。
工艺流程：测量放样→外模安装→接长、绑扎墩身钢筋→内模安装→浇筑砼→砼养生→下一模施工。
3 施工关键技术
3.1 模板、支架设计及加工
模板高度的选定：综合考虑了节段施工时间、机具长度及钢筋配料后，将每个施工浇筑层确定为6m，同时又考虑到塔吊起重能力模板制作为1.5m一层，共做5层模板。
模板构造的设计：由于墩身高，模板倒用次数多，确定面板使用6mm厚钢板制作，模板设有L75×7角钢竖肋、75×8横肋及2[160a背箍，竖肋和横肋组焊而成。
高墩施工纵断面图
薄壁高墩翻模结构系统主要由：内外模板、模板加固系统（对拉拉杆、定位销套）、外模牛腿支架、内模支架、内外工作平台、安全防护系统等组成。每肢墩身一套钢模板（含内外模），每套5节×1.5m/节=1.5m高。外模板的面板为δ6mmA3钢板，竖肋带采用L75×7角钢，间距36cm，横肋采用2[160a槽钢背向拼立，间距75cm，并穿设JL25拉杆进行加固。
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，调整墩身的纵向寬度。内模采用组合钢模板。
模板示意图
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。
3.2 模板安装
墩身每节施工高度为6米，由四层模板组成，第一次墩身模板的安装时要按设计图确定模板的拼装顺序，先拼装墩身第一层的外模，确保第一层模板的平面位置和垂直度没有问题后继续安装第二层、第三层、第四层模板，逐次将整个墩身的第一节外模板组拼完毕。每循环外模板安装后吊装内模板，拼装完成后，用铅锤线和全站仪放样打点来控制墩身模板的垂直度。
模板与模板连接采用φ18螺栓、螺丝固结。模板安装后横向分7层PVC套管拉杆从墩身内部对拉锁紧，竖向外围采用[120mm槽钢对焊后6道夹锁模板。墩身第一次模板安装时要保证模板悬空2～3cm，在四个角点和各边中间用钢楔块支撑模板，其他空隙的地方用砂浆进行封堵，这样才能保证墩身第一次模板脱模容易翻模。
3.3 模板拆除及翻升
在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后，方可拆除。在常温下当墩身混凝土强度达到2.5MPa时，松动大模螺，混凝土强度达到7.5MPa时可以拆除模板。模隔板混凝土强度达到100%以后才能拆除支撑。
桥梁薄壁墩裂缝成因分析及预防 篇4
1 工程实例
1.1 鄂西某汉江特大桥[1]
鄂西某汉江特大桥连接318国道与湖北省省道,桥梁全长388 m,主桥为(60+110+110+60)m预应力混凝土连续刚构,单箱单室结构。其下部结构为群桩基础,上接大体积承台,桥墩采用了双薄壁形式,一个薄壁结构尺寸为1.2 m×6.5 m×35 m。混凝土体积为273 m3,分6次浇筑完成。桥墩墩身在冬季施工,气温在0 ℃左右。墩身第一节混凝土拆除模板后,在墩身与承台相接处出现了对称的斜裂缝,长度在0.5 m～2 m之间,裂缝深度经检测在2 cm～5 cm之间。
随后,建设单位召开专家会议,对裂缝的成因进行分析。专家一致认为:因墩身第一节混凝土在低温天气施工,且薄壁最小厚度1.2 m大于80 cm,而没有采取散热措施,故认为裂缝的产生为混凝土水化热及收缩徐变所致。
1.2 广西某大桥主桥薄壁墩[2]
广西某大桥主桥基础为桩基承台组合基础,薄壁墩为50号混凝土双壁墩结构,宽12.5 m,厚1.0 m,高19.5 m,分成三段(每段6.5 m)浇筑混凝土。其中一个墩在第一段混凝土拆模后,发现薄壁墩靠近桥中线处的两侧表面均出现两条竖向裂缝,裂缝从承台顶面向上延伸,裂缝最大长度为3.6 m,缝宽在0.15 mm～0.20 mm,内外侧裂缝在平面位置上基本对应。同时施工的另一个墩也发现裂缝,情况基本一致。
裂缝出现后,业主和施工单位对后期施工的薄壁墩采取增加横向钢筋配筋,并24小时自来水养护的措施,但收效甚微,虽然裂缝的宽度有所减小,裂缝的数量却增加。
2 有限元分析
2.1 有限元模型
此类薄壁墩的特点都是长度较长,墩身壁厚多数在1.0 m～1.2 m之间(国际公认要考虑水化热问题的构件最小尺寸为80 cm),且都没有采取散热措施,在墩身拆模时发现墩身下半部出现裂缝。显然是由于混凝土收缩和水化热引起内外温差引起的。
本文就根据薄壁墩的特点,采用大型通用软件ANSYS建立20 m×6 m×1 m(长×宽×高)有限元模型进行计算,分析施工过程中薄壁墩内外温差对墩身表面应力的影响。采用Solid65实体单元建模,模型网格划分精度0.25,共有29 963个节点,25 536个单元,各向约束承台底部。有限元模型见图1。
2.2 计算工况
为了研究薄壁墩内外温差对混凝土表面裂缝的影响,本文采用两个工况对有限元模型进行计算:工况一是墩身内外温差为20 ℃,工况二是墩身内外温差为10 ℃(见图2,图3)。
2.3 有限元分析
由于本文主要考虑了内外温差对薄壁墩表面应力分布的影响,从应力云图上的应力分布情况可以看出,两种工况下,薄壁墩混凝土表面应力分布情况极其相似,混凝土最大拉应力出现在墩底两侧和墩身与承台交接处,是由于早期施工的承台约束了墩身混凝土收缩,使得墩底两侧和墩底与承台衔接处应力最大,其次是分布在墩身中下部的地方。沿着长度方向,拆模板时表面混凝土突然降温收缩,而核心混凝土仍然保持较高温度而不能同步收缩,导致表面混凝土处于受拉状态,同时由于薄壁墩身长度太大,受到自身混凝土约束作用,应力无法释放而集中在中间和两侧部分。因此该类薄壁墩施工时的裂缝一般出现在墩的两侧和中间位置,这显然和实际情况相符合。根据文献[3]的计算结果,混凝土浇筑后其抗裂安全系数(劈裂抗拉强度/混凝土最大拉应力)在7 d最小,容易开裂。因此在薄壁墩施工过程中应尽量避免内外温差太大,同时在拆模时要避免薄壁墩外侧混凝土急剧降温。
3 控制措施
1)进行薄壁墩设计时,在满足受力条件的情况下,长度较大的薄壁墩宜在中间增设永久变形缝,可以适当避免产生收缩裂缝。2)适当增加墩身下部水平钢筋的配筋率,特别在薄壁墩台的底部位置。在同等配筋率的情况下,建议采用小直径钢筋小间距布置以增大薄壁墩台的抗裂能力。3)优化混凝土配合比,尽量降低水泥用量,控制水化热升温,并尽量延长混凝土的凝结时间,降低混凝土核心最高温度。4)施工时可以采用相应降温措施,如砂石料采取遮阳措施,拌合水用冰块冷却等。5)进行薄壁墩施工时应该对结构进行水化热计算,当应力过大时可以采取相应措施以降低温度应力,从而防止温度裂缝的出现。6)混凝土拆模时混凝土内外温差不能太大,拆模应该选择在一日温度最高的时间,且应采取保温措施,避免墩身外侧混凝土温度降低太快。
4 结语
近年来我国对基础设施建设的投入不断加大,桥梁施工技术也不断的进步,桥梁跨径也不断的突破,对结构的美观和耐久性要求也越来越高。墩台作为桥梁的不可更换基础部分,其耐久性尤其显得重要。薄壁墩作为桥墩的一种形式,由于其自身结构的特点和不足,在施工过程中墩身开裂已成为一种常见病害,对桥梁的耐久性和美观都造成一定的隐患,因此在桥梁设计中除了要满足强度和稳定的要求,还应该考虑各种因素的影响,计算桥墩截面尺寸和布筋等是否合理,计算施工过程中水化热对混凝土应力的影响等。同时,在施工过程中更应该根据现场情况,精心组织,对施工的全过程严格控制,采取各种手段预防混凝土开裂。
摘要：针对薄壁墩施工过程中容易产生裂缝的问题,通过建立有限元模型,研究了施工温度对薄壁墩裂缝的影响,并进一步对薄壁墩施工过程中开裂现象提出有效防治措施,以提高桥梁的耐久性及外观质量。
关键词：薄壁墩,裂缝,有限元,温度,措施
参考文献
[1]刘三元,曹阳,王波,等.薄壁墩混凝土水化热及收缩徐变分析[J].世界桥梁,2006(3):43-44.
[2]归羽中.桥梁薄壁墩(台)变形裂缝的成因及预防措施[J].山西建筑,2004,30(6):114-115.
桥梁薄壁花瓶墩墩顶裂缝分析 篇5
关键词：花瓶墩,裂缝,D区,拉压杆
随着社会经济水平的大幅提高, 桥梁建设不止停留在使用功能及上部构造形式上, 对桥梁下部的美观要求也日益强烈。因薄壁花瓶墩顶部弧线流畅、美观, 桥梁下部空间感强, 近年来该型桥墩被大量应用工程建设中。随着使用频次的增加及桥墩受力分析方法不得当, 造成众多薄壁花瓶墩墩顶出现裂缝。下面笔者结合某工程上薄壁花瓶墩墩顶裂缝形成机理, 进行定量分析, 确定裂缝成因, 为薄壁花瓶墩的设计与验算提供有效的分析方法及指导。
1 工程概况
某工程项目中的一座互通立交采用双喇叭型式, 立交区共设置9条匝道, 其中A匝道、C匝道、D匝道、E匝道均采用预应力混凝土现浇连续箱梁, B匝道桥采用钢筋混凝土现浇连续箱梁。互通立交B、C、D、E匝道桥下部结构采用花瓶式桥墩, 桩基础。交工验收时检测出C匝道桥3号墩墩顶中心位置出现宽0.4mm、深1.5cm, 长40cm的U型裂缝。
C匝道桥3号桥墩墩身底缘宽2.2m, 顶缘宽3.74m, 壁厚1.2m, 具体尺寸见图1。
技术标准:
(1) 设计荷载:公路-I级;
(2) 设计安全等级:二级;
(3) 结构重要性系数:1.0;
(4) 环境年平均相对湿度:80%;
(5) 环境类别:Ⅲ类;
(6) 墩身采用C40海工耐久混凝土, 普通钢筋采用HPB235及HRB335热轧钢筋。
3号桥墩永久荷载支反力为4260k N, 可变荷载为1680 k N。永久荷载包含上部桥梁结构自重、混凝土收缩徐变及基础变位的共同作用, 可变为汽车移动荷载下的最大支座反力。
2 计算分析
按混凝土结构的受力特征, 国际工程界将混凝土结构划分为B区和D区。B区是指截面应变分布基本符合平截面假定的结构区域, 它们的截面应力状态可以通过内力得出。D区则指截面应变分布呈现明显非线性的结构区域, 也就是所说的应力扰动区。这些部位具有几何构造上的不连续或力流受扰动的特点, 在弹性阶段开始平截面应变鉴定就已经不再成立。薄壁花瓶墩当墩顶横桥向设置一定间距的双支座时, 其受力特征符合混凝土结构D区。目前D区的常用分析模型主要有三维有限元模型及拉压杆模型, 拉压杆模型是D区设计的一种简单而实用的方法。
为了能准确分析出C匝道桥3号桥墩墩顶裂缝产生的原因, 分别采用了Analysis三维实体有限元模型和拉压杆模型分别进行分析。
2.1 ANSYS三维实体有限元模型
三维实体单元选取ANSYS程序提供的SOLID45及SOLID65单元。在线弹性分析时采用普通实体SOLID45单元, 在非线性裂缝模拟分析时采用混凝土材料专用的SOLID65单元。SOLID45及SOLID65单元均可用于含钢筋或不含钢筋的三维实体模型, 用单元的实体性能来模拟混凝土, 而用加筋性能来模拟钢筋的作用。二者区别主要是SOLID65实体模型可具有拉裂与压碎的性能。
墩顶计算应力结果的输出, 选取应力数据点1及点2的位置 (图2及图3) , 其中, 应力点1为桥墩顶面中心位置, 应力点2为顶面横向对称截面边缘处;选取的应力路径1如图2所示, 为桥墩顶面横向对称截面一侧至另一侧, 选取的应力路径2如图3所示, 为桥墩顶面中心至桥墩下部变截面开始处。
经程序分析并绘制混凝土横桥向应力沿路径1 (图6) 及路径2 (图7) 的应力分布图, 可以得出薄壁花瓶墩的应力分布特征:
(1) 桥墩顶面横桥向应力沿纵桥向分布均匀;
(2) 随距顶面距离的增大而逐渐减小, 最大应力位于顶面, 距顶面约0.85m处应力为0, 随后变为压应力, 在距顶面约1.6m处, 压应力达到最大值, 随后压应力逐渐减小。
桥墩顶中截面应力点1和应力点2在各个荷载及其短期/长期效应组合下的应力结果见表1。
从表1中可以看出, C匝道桥墩顶中截面的混凝土横向应力在恒载作用下已经超过C40混凝土的标准抗拉强度2.40MPa, 节点1在恒载下的横桥应力即为3.20MPa, 在短期/长期效应组合下的应力分别为4.11MPa/3.74MPa。可见, 桥墩顶面两支座间的混凝土在恒载与活载的组合作用下是极有可能开裂。
2.2 拉-压杆模型
拉压杆模型是一种基于塑性理论的结构设计方法。为确保拉压杆模型能真实地反应结构内部力流的传递特征, 在构建拉压杆模型时应遵循以下原则:
(1) 拉杆、压杆的布置应尽可能与主拉应力迹线、主压应力迹线的走向一致。
(2) 最小应变能原则, 即荷载在结构中引起的真实变形总是使结构的应变能最小。
依据上述两原则, 构建模型如图8。
从图8可以看出, 在两个支座力N1/N2竖向力作用下, 压力沿着桥墩侧面斜向传递到下部等截面区域, 这斜向压力在桥墩内形成了斜向撑杆, 其竖向分量与上部支座力平衡, 而其水平分量则在支座间的一定区域内产生了向外的拉力, 这个拉力形成系杆 (拉杆) 。因此, 在设计中此拉杆区域应配置足够的抗拉钢筋来抵抗该拉力, 以满足该部位的抗拉承载力及裂缝宽度控制。
通过拉-压杆模型, 分析计算墩顶承载力结果 (见表2) , 可以得出墩顶强度满足规范要求, 但钢筋拉应力基本达到限值280MPa, 说明抗拉钢筋配置数量偏少。
拉-拉杆模型的计算方法是基于承载能力极限状态, 为了验证裂缝宽度是否能与检测结果一致, 故在强度满足的前提下还应按规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中6.4.3验算墩顶裂缝宽度。
求得最不利组合下裂缝宽度为0.27mm, 超出规范的允许值0.15mm, 虽然与检测的0.4mm略有偏差, 但结果表明, 在目前结构配筋的前提下有可能产生较大裂缝。
3 结论
经上述分析, 可得出以下结论:
(1) 桥墩使用阶段下, 桥墩顶部两支座间的混凝土在上部恒载和汽车活载组合作用下由于横向拉应力较大, 可能产生裂缝。裂缝分布区域与桥墩应力分析结果基本一致, 并与现场查看得到的桥墩顶部U型裂缝的开裂破坏特征基本吻合。
(2) 花瓶式桥墩顶部的支座力是导致其间的混凝土横向开裂的主要原因:上部结构的恒载作用对墩顶横向受力的影响最大, 而活载的影响相对较小。
(3) 持久状况的承载能力极限状态验算表明桥墩顶部系杆的承载力基本满足规范要求, 但持久状况的正常使用极限状态的裂缝验算表明, 裂缝宽度较大, 不能满足规范要求。
(4) 裂缝所处位置为花瓶墩顶两支座间的混凝土受拉区域, , 其主要原因是桥墩两支座间距较大, 在两边两竖向支座力作用下, 墩身斜向混凝土的支撑反力在两支座间桥墩混凝土中产生较大的水平拉应力导致。
4 结束语
薄壁花瓶墩墩顶受力复杂, 应按混凝土结构D区进行分析, 不能简单按深梁计算。因设计者未采用精细的局部分析, 虽然配置较多数量的钢筋, 但因没有配置到关键部位造成结构存在安全隐患或浪费。通过三维有限元实体分析与拉-压杆模型分析对比, 采用拉-压杆分析模型能基本准确分析出其受力特征, 计算方法简单, 更适合工程设计。
参考文献
[1]刘钊.桥梁概念设计与分析理论[M].人民交通出版社, 2010.9
[2]JTG D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
简析桥梁空心薄壁墩的施工工艺 篇6
随着我国交通基础设施的大力发展, 尤其是高速公路建设在向山区延伸的过程中, 受到山区公路线形指标控制、特殊地形地貌和地质条件限制, 路线在傍山路段布设时, 不可避免地要遇到地形高差大、桥梁受路线标高控制等技术难题。目前应用空心薄壁高墩桥梁进行穿越的方法是一种行之有效的方法。一般来说, 空心薄壁高墩是指墩身高度大于30m, 墩身形式多为空心、薄壁、变截面矩形的桥墩。但高墩桥技术要求高, 施工难度大, 特别是模板施工工艺的选择尤为重要, 这将是关乎空心薄壁高墩桥梁工程质量的重要因素。
1 工程概况
某高速公路路段, 路线全长3.2km, 总造价1.26亿。K47+610大沟大桥, 基础为桩基础、承台, 下部结构为空心薄壁墩, 桥台为桩基础、轻型桥台和肋板台, 全桥长486.9m, 最高主墩高度为58.2m, 上部结构为12～40m预应力箱梁。采用双向四车道设计, 设计宽度24.5m。
2 工艺原理及模板设计
翻模模板总高度6m, 分别由4套1.5m的模板组成。施工时第一节模板支立于墩身基顶上, 第二节模板支立于第一节模板上, 第三节模板支立于第二节模板上, 以此类推。一次浇注4.5m高墩柱底座混凝土, 待混凝土浇注完毕终凝后绑扎第二模钢筋。绑扎完毕后, 利用塔式起重机和手动葫芦拆除第一节模板, 并将其分别翻升至第四节, 以后每次浇注4.5m高度混凝土, 形成钢筋绑扎、拆模、翻升立模、测量定位、接长泵送管道、浇注混凝土、养生和标高复核的循环作业, 直至达到设计高度。每一节翻转模板主要由内外模板及纵横肋、横背杠、刚度加强架、作业平台、模板拉筋、手动葫芦、安全网、拉筋等组成。横向模板为7m由三块2m的模板配合角模组成, 侧模由一块2.5m的模板组成, 内模模板分为标准板和角模板两种, 内采用组合钢模板, 为方便拆模可在两块横向模板间夹塞2cm的木条和在内模倒角处使用2cm木板。
3 施工工艺
3.1 工艺流程
工艺流程图如上:
3.2 施工要点
测量放样。在承台混凝土浇筑之前, 先进行墩身部位的测量放样, 以便在承台内预埋墩身劲性骨架和墩身钢筋。在承台混凝土施工完成后墩身施工之前, 再次采用高精度全站仪进行墩身精确放样。测量时操作人员需按要求进行换人复测, 计算数据需采用多人复核, 以保证墩身定位放样精确。劲性骨架安装。劲性骨架按设计图纸要求, 通常采用角钢在加工场分节焊接。长度为6m/节, 每节焊接成形后, 采用塔吊吊至墩身工作面与原有劲性骨架对接, 以完成劲性骨架的安装接长。劲性骨架各节点的焊接与每节之间的对接采用钢板连接, 以保证节点的连接强钢筋施工及安装。钢筋的下料与加工在钢筋加工场进行, 加工完毕后将钢筋运至墩身旁, 用塔吊吊至墩身工作面进行安装绑扎成形。竖向主筋采用滚轧直螺纹车丝技术, 用直螺纹套筒连接。在车丝前必须对机器进行调试, 样品合格后再批量加工。钢筋安装时先安装竖向主筋, 主筋连接时应用工作扳手将丝头在套筒中央位置顶紧, 再将竖向主筋临时固定在劲性骨架上, 然后绑扎水平箍筋。钢筋绑扎完成后, 在钢筋笼、外侧按一定间距安装钢筋保护层塑料垫块, 以利下一步安装模板。
模板安装。模板在加工完成后按要求进行检验, 质量合格的模板进场后要进行刨光处理, 并按编号堆码整齐。安装前用电动钢丝刷对模板表面进行打磨清理, 对模板涂刷脱模剂。上一节模板高度钢筋绑扎完成后, 即可安装模板, 模板的拆、安均使用塔吊来完成。模板分节吊装, 测量放样后利用塔吊将下节模板吊起并初步就位, 再将上节模板吊起与下节模板用螺栓连接紧密。
模板校正。模板在安装完成后在彻底加固之前, 需对模板的安装位置进行检查校正。模板校正采用铅垂仪及全站仪双复核方法进行, 即每次混凝土浇筑前, 采用铅垂仪对墩身模板进行检查、校正;并采用全站仪进行坐标复核, 使模板实测四角坐标与设计坐标的偏差在允许偏差 (10mm) 以内, 以保证墩身的垂直度;当模板校正完成后, 把模板全面彻底加固。
混凝土浇筑。每级模板安装并检查合格后, 安装管, 混凝土采用输送泵送入模。塔吊提吊斗方案做备用。混凝土采用水平分层灌注, 每层厚度40cm左右, 用插入式振捣器振捣, 不要漏捣和过度振捣。灌注完的混凝土要及时养生, 采用土工布包裹, 养生期为7天。待混凝土初凝后、终凝前, 用高压水冲洗接缝混凝土表面。混凝土的浇注要保持连续进行, 若因故必须间断, 间断时间要小于混凝土的初凝时间, 其初凝时间由试验确定。如果间断时间超过了初凝时间, 则需按二次灌注的要求, 对施工缝进行如下处理:凿除接缝处混凝土表面的水泥砂浆和松弱层, 凿除时混凝土强度要达到5MPa以上。在浇注新混凝土前用水将旧混凝土表面冲洗干净并充分湿润, 但不能留有积水, 并在水平缝的接面上铺一层l～2cm厚的同级水泥砂浆。根据混凝土保护层厚度采用相应尺寸的垫块, 垫块数量按底模5～7个/m2、侧模3～5个/m2放置。在混凝土强度达到10MPa以上时即可拆模。
混凝土养护。薄壁高墩混凝土养护采用洒水养护的方法进行, 冬季施工或施工用水困难的现场, 则可采用专用混凝土养护剂进行养护;当混凝土初凝完成后, 即可进行洒水养护;混凝土的养护派专人负责, 洒水养护的时间不应小于10d。
模板翻升。当上一次的下面两节模板混凝土浇筑完成并达到一定强度后, 即可进行下一次上面一节墩身劲性骨架和钢筋的安装绑扎, 然后将最下面一节模板拆除、打磨、翻升到上面安装, 进行下一循环上面一节模板混凝土的施工。这样反复循环翻升浇筑, 直至墩顶。
4 施工方案确定
空心薄壁墩是桥梁高墩结构中常见的墩柱构造形式, 高墩的施工方法有滑升模板法、爬升模板法、提升翻模法及使用液压技术的液压翻模法。上述施工方法都需要大型机械设备配合, 如塔式起吊机、液压提升、爬升设备等;采用滑升模板法施工极易产生支承杆弯曲、混凝土水平裂缝或被模板带起、局部坍塌等多种问题, 且模板耗钢量大, 一次性投资费用较多;采用爬升模板法施工, 速度慢, 安全性差。而吊机提升式翻模施工操作简单, 进度也可以满足工期要求, 在严格施工控制下, 还可以减少模板错台等不利因素。因此, 结合工程特点, 以降低施工难度、提高操作的可行性以及降低成本为原则, 通过综合考虑, 决定大桥桥墩的施工工艺为传统翻模法施工。翻模起吊机具为塔吊, 双排钢管架。
5 结语
桥梁薄壁 篇7
1 翻模施工原理
其是将桥墩分为若干段浇筑, 先在第一段基础上安装钢筋骨架, 之后浇筑混凝土, 随后在每完成的前段基础上安装钢筋、支护模板、浇筑混凝土, 过程中模板的重量和施工荷载靠桥墩自身来支撑以节省大量的支撑设备, 从而降低工程造价。
2 桥墩翻模施工技术
1) 模板配置。应根据薄壁空心墩的数量和总高度来确定翻模数量, 一般控制翻模的周转时间在7天左右, 每套翻模的高度一般为4~5m, 其由内外模配套组成, 并应为每套翻模配置一套井架做为提升工作平台;由于施工时一般多个桥墩共用一套空心模板, 且在拆模时应保留一节内模和外模, 即一套模板经几道工序后应形成多个工作面, 因此应充分考虑施工所用模板数量, 充分考虑模板倒用的时间衔接以免影响施工工期。
2) 模板制作。模板设计首先应保证足够的刚度, 满足每次混凝土浇筑时对模板的侧压力, 一般外模采用边模和圆端模之间采用M22螺栓连接, 一般为保证混凝土浇筑时产生的侧压力及施工和振捣时对模板的冲击力所造成的荷载而在边模横背杠采用槽钢加固。并且每节模板均应设置工作平台, 将其利用角钢焊接在模板竖背杠上与模板形成整体。
3) 立模准备。在进行模板支护前应对制作好的大块钢模进行试拼以检查模板的加工精度和拼装精度是否达到要求, 其模型提升架一般采用塔式起重机或手动葫芦组合而成的成套模具;在工作平台上应满铺木板, 其外侧应设立防护栏杆并挂安全网以保证平台上操作人员安全。
4) 翻模组装及质量控制。在模板安装前应做好施工准备工作, 进行测量放线, 并恢复承台纵横中线, 根据承台中线来定位墩身边线, 将承台基础顶及墩柱施工部位进行清洗、凿毛;将施工用模板表层均匀涂刷脱模剂, 模型间应采用封口胶泥将接口缝隙密封, 之后在桥墩内搭设工作平台做为拆安模板和绑扎钢筋所用, 工作平台应对中调平, 平台上的设备、材料等应均匀布置, 在安装第一节杠杆时必须采用不同长度的顶杆交替排列以保证平台的稳定性;模板安装一般采用汽车吊装, 人工辅助其就位, 应先选择墩身的一个面拉装外模, 随后逐次将整个墩身第一节段外模组拼完毕, 外模安装后应吊装内模板, 模板之间全部采用高墙螺栓进行连接, 并通过对拉拉杆加固, 最终应保证螺栓连接牢固, 模板间连接缝平顺密贴;待第一阶段模板安装完成后应对其轴线位置、高程、墩身中心以及平面尺寸和垂直度进行检验, 保证其符合规范要求;若模板采用组合钢模应尽量避免开孔, 若必须开孔则应用机具钻孔而不得采用电气焊熔烧开孔;施工中为了保证模板的整体性, 其固定架应采用间隔安装法安装;在安装完毕后应检查平面位置、顶部标高、螺栓数量、板缝、接缝连接部位横向的稳定性以及模板位置准确性;为了便于拆模方便在关零节模板时应考虑将其加大5cm, 即采用下一节模板关模。
5) 混凝土施工。第一节模板与内外模板安装完成后应对模板及预埋件等进行检查, 待其符合设计要求后方可进行浇筑, 所用混凝土在入模前应检查其均匀性和坍落度;浇筑时应采用水平分层浇筑, 每层的浇筑厚度应控制在30cm左右, 混凝土振捣一般采用插入式振动器振捣, 并应严格要求不存在漏振、重振以及振捣过量等现象;振捣完成后应及时对混凝土养生, 即其强度达到要求后应人工去除浮浆, 并将混凝土表面进行凿毛。
6) 翻模施工。为了节省模板的投入量, 施工过程中将第一节模板支护于墩身基顶上, 将第二节模板支护于第一节模板上, 第三节模板支护于第二节模板上;第一次混凝土浇筑完成并终凝后则可绑扎上层钢筋, 待绑扎完毕后则可利用塔式起重机和手动葫芦将第一节模板拆除, 并将拆除后的边模板翻升到第四层, 将圆端模拆下, 并根据墩身刚度和尺寸来选择圆端模, 之后进行第五层钢筋绑扎和第二层模板拆除, 将第二层拆除后的模板翻升至第五层, 之后则可按照钢筋绑扎、模板拆除、翻升立模、测量定位、混凝土浇筑及养护、标高复核等工作的循环作业直至设计高度。
7) 工作平台提升。施工中工作平台的提升是为了保证系列工序可在平台上操作施工, 平台的提升速率必须与混凝土浇筑的速度相适应, 切忌平台提升过高, 在提升过程中应随时进行纠偏和调平。
8) 墩顶封闭。当模板翻升至墩顶封闭段的底模设计标高时则可在内外侧模板上安装封闭段底模板, 并应保证其拼缝严密, 在对其涂刷脱模剂后即可进行钢筋绑扎、外模板安装和围带及模板固定架施工, 并应搭设外侧施工平台和防护栏杆的安装以及安全网的拼挂, 最后方可灌注墩顶封闭段混凝土。
9) 模板拆除。当墩顶施工完毕后仍保留3个节段的模板, 待墩顶混凝土强度达到规范要求后则可进行模板拆除, 拆除顺序应按照先底节段, 再中节段最后顶节段的顺序进行, 在拆除每个节段模板时应按照防护栏杆脚手架、平台、模板固定架、围带、连接螺栓、钢拉杆和钢模板的顺序进行, 模板拆除后应将墩身包裹塑料布、土工布等进行养护。
3 翻模工程施工要点
3.1 模板校正
在模板安装完成并进行彻底加固前应对其安装位置进行校正, 校正一般采用铅锤仪和全站仪双复核的方法进行, 即在每次混凝土浇筑前应采用铅锤仪对墩身模板进行检查、校正, 之后采用全站仪对坐标进行复核以保证模板实测四角坐标与设计坐标的偏差控制在允许范围内, 最终保证墩身的垂直度, 当对其校正完成后方可进行彻底加固。
3.2 模板翻身作业
当底节混凝土强度达到可拆模时应在第二节模板内外围带或模板固定架上挂小型载人吊篮, 之后用人工将第一段内外模板固定架拆除, 用手动葫芦将第一节段模板挂住, 之后将内外模板间的拉杆松开, 再将第一节段内外围带卸下, 之后将其用塔式起重机将钢模板及拉杆等吊运到第三段混凝土顶台平面进行安装, 每节模板在安装时应保证两节模板间的缝隙用0.5~1.0mm的薄钢板给予纠偏。
4 结语
薄壁空心墩翻模施工技术是在立足实际施工基础上总结出的结果, 因其工程造价低以及施工能力较强等优点而被越来越广泛的利用, 但在施工中不可一概而论, 应综合考虑各种综合情况方可达到最佳效果。
参考文献
[1]杨文渊, 徐舞.简明公路施工手册[M].北京:人民交通出版社, 1995.
[2]杜晓甫.公路桥梁薄壁空心高墩施工技术[J].隧道建设, 2008.
桥梁薄壁 篇8
随着铁路工程建设的发展, 桥梁薄壁空心墩越来越多, 按以往的施工经验大量采用爬模施工技术, 爬模施工墩身混凝土外观质量不利于控制, 影响整个墩身观感质量;翻模施工技术正好弥补了爬模的缺点, 现在施工中被广泛采用。铁路桥梁薄壁空心桥墩翻模施工技术施工桥墩控制简单、施工便捷、利于缩短工期、节约成本。空心桥墩翻模就是外形与重力式桥墩相似的空心结构桥墩。这种桥墩具有截面积小、截面模量大、自重轻、结构刚度和强度较好的特点, 多用于高桥。薄壁空心桥墩和重力式实体桥墩比较, 一般可减少圬工量40%~60%。例如:中国襄渝铁路 (襄樊-重庆) 陕西紫阳汉江桥位于地震区, 采用高达72.4米圆形空心桥墩;武汉长江桥7号墩地基极差, 深水中采用管桩基础、圆角形薄壁空心墩, 在外形尺寸和邻近各桥墩相同的情况下, 减轻自重880吨。但是薄壁空心桥墩施工较复杂, 又费钢材, 应用较少。20世纪70年代以来, 随着滑动钢模板、预制构件以及预应力拼装等新工艺的发展, 克服了过去就地立模、高空作业、施工慢、质量差、费工费料等施工方面的困难, 薄壁空心桥墩应用日益广泛。翻模施工的模板提升方式有吊机提升法和液压穿心千斤顶提升法。
2 铁路桥梁空心薄壁桥墩翻模施工方法
其实翻模是以凝固的混凝土墩体为支承主体, 通过附着于已完成的混凝土墩身上的下层模板支撑上层施工模板及平台, 从而完成钢筋成型、模板就位和校正、混凝土浇筑等工作。在铁路桥梁施工过程中, 我们也常用空心薄壁桥墩翻模来进行施工。在施工时空心墩柱施工综合考虑其设计墩高、工程质量要求、工期要求、场地条件等多方面因素, 空心墩采用翻模进行施工, 翻模由模板、工作平台、吊架、提升设备组成。翻升模板建议一般次采用2层布置, 每层高4.0m, 以墩身作为支承主体。上层模板支承在下层模板上, 循环交替上升, 配合随升收坡吊架, 为墩身施工人员提供作业平台, 稳定性能良好。平台的提升系统采用液压穿心千斤顶进行提升, 自动化程度高, 可控性能良好。空心薄壁桥墩翻模施工有两种发法一种是小模板满堂脚手架翻模法施工另一种是大模板模板支架翻模法施工, 采用小模板满堂脚手架翻模法施工, 优点是:小模板易提升, 不需要大型起吊设备。安满堂脚手架可以全封闭防护, 不易出现危险。缺点是施工程序多, 施工缝多, 模板不易拆除, 利用率低, 施工周期长, 浪费时间, 工期不允许。并且满堂支架施工对人员的需求量大, 重复劳动浪费大量的人力, 周转性材料投入过多, 成本增加, 不满足经济实用施工要求。而采用大模板模板支架翻模法施工 (每次施工高度根据实际情况机动调整) 。优点是成功地解决了工期紧张的问题, 工作效率大, 大模板混凝土施工接缝少, 而且施工缝采用凿毛处理, 满足业主精品工程的要求。
施工方法是:
2.1 钢筋加工及安装。
在承台混凝土施工时, 预埋墩身钢筋。主筋的接长采用等强度直螺纹接头工艺施工, 横向箍筋现场绑扎成型。等强度直螺纹接头工艺是先利用套丝机在钢筋端部加工直螺纹, 然后用连接套筒将两根钢筋对接。该工艺还有连接速度快、操作简便、可集中批量生产、质量保证率高等特点, 同时无污染、无噪音、无辐射, 对操作工人身体不会造成伤害。主筋下料长度根据模板高度和混凝土浇筑高度确定为6m, 加工施工的钢筋端部必须调直, 要求切口的断面与钢筋轴线垂直。
2.2 模板的安装、拆除和工作平台的布置。
每节内外模采用四块大块模板和四片转角模板共八片组成。墩身底部现浇段, 内模斜倒角部分用组合钢模板拼装, 其他部分采用定型大块钢模拼装而成。10米高度以内施工时采用汽车吊配合施工。模板在安装前必须进行试拼, 模板接缝、错台、连接等方面可能出现的问题, 提前解决。试拼完后应将模板集中摊平, 进行打磨、除锈、涂刷脱模剂。模板安装前须用全站仪准确测设出墩身的内外立模边线, 模板安装利用汽车吊 (或塔吊) 辅助完成。整套模板采用φ22圆钢作为拉筋, 拉筋外套φ25的PVC塑料管以备混凝土施工完毕后拉筋抽出。内、外模板安装加固后, 整体应有足够的刚度, 在混凝土施工过程中做到稳固、不变形拆除下层模板时先抽取模板拉筋, 然后用在上层模板上用导链挂钢丝绳拉紧下层, 随后拆除上下层模板联结螺栓, 最后拆除、提升下层模板。外挂托架平台采用建筑脚手架管搭设, 支承于钢托梁上, 内模工作平台设置在内支架上, 内外工作平台铺设6cm木板, 围挂安全网, 底层兜挂安全网。每浇筑6m, 即两节模板循环一次, 外挂托架提升一次, 提升时采用4台10吨手动导链提升。在该操作步骤之前必须检测并确保该段墩身砼强度达到设计强度的75%以上。
2.3 墩身混凝土浇筑。
钢筋、模板加工安装完毕经检验合格后, 即可进行墩身混凝土的浇筑。采用泵送砼分层浇注至模板顶面, 每次浇注一节段, 浇筑连续进行。采用塔吊配合施工的墩柱, 泵送管依附于塔吊的塔身上, 采用长臂汽车吊配合施工的墩柱, 泵送管依附于施工旋梯上。砼拌和应均匀, 浇注层厚不宜大于40cm, 在下层砼未凝固前浇注上层, 振捣应附合规范要求, 不能过振欠振而造成砼内在和外观质量的影响。
2.4 墩身采用挂在内外模板上的环形喷水
管洒水养生。墩身预埋件的施工墩身施工过程中, 应注意预埋件的埋设:根据要求预埋排气孔和墩身施工预埋钢板、根据监测要求预埋墩身应力应变计和温度应变计。
2.5 墩顶变截面段施工。墩顶变截面段采用托架施工。
3 铁路桥梁空心薄壁桥墩翻模施工技术
对于铁路桥梁空心薄壁桥墩翻模施工过程中, 我们要对其施工进行质量控制, 如何对其进行控制是我们现在需要做到的, 从下面几个方面来讲:
3.1 施工人员的控制。
在施工过程中。施工地专职安全员每日对墩身模板的内外工作平台、支架和塔吊的爬梯进行检查, 重点检查各焊接点的牢固情况, 和安全防护网的完整性。每一混凝土施工循环后, 在进行下一次安装前须派专人对模板和工作平台支架集中进行检修和加固。并且, 各上岗人员必须进行岗前安全知识培训, 严格按操作规程施工。所有人员进入施工作业区, 必须将安全帽、保险绳、防滑鞋等防护用品佩带齐全。严禁酒后上岗和疲劳作业。
3.2 桥墩施工精度要求较高, 需要按要求施工。
桥墩薄壁空心墩, 墩身柔度大, 在施工中受到日照引起的温差、风力、机械振动及施工偏载的影响, 墩身的轴线可能发生弯曲和摆动, 使墩身处于一种动态之中。高温季节, 在阳光的照射下, 高墩的朝阳面和背阳面温差较大, 墩身也因此产生不均匀膨胀, 使其向背阳面弯曲, 对墩身施工精度有影响, 且随着温差的增大而增大、随着太阳方位的改变而改变。
3.3 采取有效方法, 消除分节段施工缝的痕迹, 提高砼外观质量。
在施工过程中一定要做实体浇注前的首件试验排演, 以检查模板和浇注工艺的合理性。并且施工控制、监测控制的内容和手段一定要保证墩身线型符合设计要求。
参考文献
[1]赵红彬, 刘刚.浅谈李集大桥空心薄壁墩施工技术[J].中国科技信息, 2002 (12) .
[2]方旭东.淤泥河大桥105m薄壁空心墩身翻模施工技术[J].铁道标准设计, 2008 (3) .
桥梁薄壁 篇9
关键词：铁路桥梁,薄壁空心墩,施工技术,质量控制
随着经济一体化的发展, 我国铁路网建设不断得到完善, 铁路桥梁建设规模不断加大, 施工技术要求越来越高。薄壁空心墩作为桥梁施工中的一个重要环节, 其施工质量的好坏对铁路桥梁的运营质量具有直接影响。因此, 如何规范铁路桥梁薄壁空心墩施工技术, 提高铁路桥梁施工质量, 已成为现代铁路工程从事者们重点研究的课题。
1 案例分析
1.1 工程概况
本工程为云罗高速公路双凤至苗滨段第二合同段, 路线全长20.97km, 起讫桩号K34+000.0~K54+970.0, 沿途经二步水、车仔田、银竹根、王口、木坪咀、鸦卓斗、船地等行政村, 桥梁下部采用箱形薄壁高墩进行施工。
1.2 荷载计算
(1) 滑升架规格:
框架:由2根20#槽钢拼焊而成, 总长度48.8m, 重约2.52t, G1=25.2KN
支架:采用4 8根1 0米长的Φ48×3.5m m钢管, 重约1.85t, G2=18.5KN
其他荷载 (人、小型机具) :重约2.13t, G3=21.3KN
总荷载:G4=G1+G2+G3=65.0KN
考虑其他影响以及安全系数:G0=1.2G4=78.0KN
钢棒:采用4根Φ100mm圆钢 (45#钢) , 在墩身外露50cm
(2) 钢棒受力验算:每根钢棒受到的剪力=78/4=19.5KN
2 施工技术研究
2.1 钢筋安装
承台施工时, 对于墩身钢筋需按设计位置进行有效预埋, 与此同时, 调整好模板高程与混凝土角度, 再将加工好的钢筋端调直, 确保切口处的断面与钢筋的轴线相垂直。通常情况下, 为了方便施工, 同时更好的的将钢筋固定在准确的位置上, 在对钢筋骨架进行绑扎的时候, 可以结合实际情况采用适当的垫块。在钢筋绑扎和安装时需要注意的是, 对于竖向主筋的连接, 其连接顺序应该从先内环连接后外环连接, 整个过程需要严格按照相关的施工技术进行操作, 以此来确保钢筋绑扎和安装的质量满足需求。
2.2 模板安装
翻模使用三节2m长的钢模组成的大块模板, 每一节段的翻模分别由拉杆、围带、内外模板组成。结合工程的具体情况, 由于墩身比较高, 为了减少配料、降低机具长度、降低混凝土施工缝, 一共加工了三层模板, 每一层模板高度为2m, 总建设高度为4.5m。进行施工时, 每一次浇筑两节模板高度, 共浇筑4m高混凝土。箱型墩使用内模板和外模板, 其中内模板使用定型钢模板, 外模板使用整体钢模板, 由于墩身高度比较大, 模板需要多次倒用, 采用厚度为6mm钢板制作钢模板。在模板中布置了12#槽钢后架和16#槽钢竖肋, 对后架和竖肋进行组焊, 并使用φ22螺栓作为连接螺栓, 螺栓的间隔距离为40cm, 使用φ25螺纹钢作为模板拉杆, 在拉杆孔只布置墩身平面位置, 按照1.2×1m的间隔距离进行布置。
外模节段高度为225cm, 六节为一套, 可采取两种方式安装, 一种为每次装模设计为675cm (三节) , 每周期砼浇筑高度为450cm, 保证有225cm的模板紧箍信墩身, 作为下一周期模板安装的导向和平台。另一种安装方式为每次装模高度为450cm (二节) , 每周期砼浇筑设计为225cm, 仍可保证有225cm的模板紧箍住墩身, 作为下周期模板安装的导向和平台, 紧箍在墩身上的导向模板可方便调节下一周期模板的方位及防止出现漏浆现象。在安装内模之前, 先将其拼装成成大块状, 外模板和拉杆孔对位, 在安装过程中, 要一次性提升到设计位置。
2.3 混凝土浇筑
(1) 混凝土输送泵应设有水阀和闸刀箱, 安放场地平整, 并在四周砌筑排水沟, 以此外排浇筑过程中泵车冷却水; (2) 未防止混凝土下落过程中出现离析, 根据规范要求, 其自由下落高度不得大于2.0m, 因此本工程采用软管配合串通将混凝土入模, 以降低其自由下落高度。混凝土浇筑按300mm每层进行水平厚度控制, 并结合实际供应情况及时调整布料厚度, 在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土; (3) 采用插入式振捣器振捣, 振捣时振捣器移动距离控制在其有效振捣半径的1.5倍内, 防止漏振或振捣不到位, 并插入下层混凝土50~100mm。振捣原则应为快插慢拔, 以混凝土不下沉、不冒泡、不泛浆且表面平坦为密实标准进行控制。振捣时振捣器应与模板保持一定的安全距离 (一般为50~100mm) , 且不得碰撞钢筋, 谨防其移位、损伤。
2.4 模板拆除
模板拆除应待混凝土强度达到设计强度60%时方可进行, 模板拆除过程中, 要严格按照拆除顺序开展施工作业, 即先拆除外部模板, 后拆除内部模板, 最后拆除拉筋, 在拆除的时候, 应避免模板出现移位的现象。模板拆除完成后, 同时做好混凝土养护工作。
3 质量控制措施
3.1 外观质量的控制
首先要保证外观的一致性, 施工过程中所涉及到的砂石、水泥以及掺和料等, 应尽量选择同一生产厂家;其次, 在混凝土浇筑之前, 要对施工顶面进行处理, 同时要对模板、支架以及钢筋等进行检查, 查看其是否存有相应的杂物;再次, 要对立模的精度进行有效控制, 在施工之前, 需要采用双面胶对其接缝进行处理, 以此来提高接缝的严密性, 避免漏浆现象的发生;最后, 及时对浇筑完成的混凝土进行养护。采用塑料薄膜包裹养护法, 即可达到保湿养护的效果, 保证混凝土质量, 又可实现节约水资源的目的。
3.2 施工精度的控制
施工精度的影响因素和解决方案 (1) 环境温差。a喷水降温法:在施工过程中, 在内外翻模板结构上通过安装环形喷水养生管, 进而在一定程度上对墩身进行间断喷水, 其作用主要表现为:一方面养护墩身, 另一方面降低阴阳面的温差;b对于基准温度和基准时间, 在测量控制中进行确定, 在模板下口安放精确的水平尺, 通过采用全站仪进行测量, 施工墩身部位模板的日照偏差以此作为参照标准。 (2) 风力、机械振动和施工偏载。风力、机械振动和施工偏载等因素, 在一定程度上影响和制约着墩身的轴线, 并且这种影响是随机的, 同时也是无序的。通常情况下, 为了提高模板的整体抗弯、抗扭强度, 采取的措施往往是采用大刚度的模板;在施工作业平台上通常需要设置专人进行管理, 同时在浇墩身混凝土的过程中, 通常从四边均衡浇筑, 防止混凝土出现偏压, 进而在一定程度上影响混凝土的浇筑质量。
除此之外, 桥墩施工时受日照、测量和混凝土收缩等因素的影响, 其空间位置会发生一定的徐变, 基于此, 需对施工过程加大监控力度。
3.3 垂直度、位置、标高的控制
(1) 采用垂球配合全站仪进行墩身垂直度控制, 测量时用锤球对桥墩四角逐一挂线进行测量;施工过程中, 每施工两模采用全站仪进行四角放样控制平面位置, 计算并放样纵、横中轴线, 并在轴线上架设全站仪进行墩身垂直度观测和控制。
(2) 以三维坐标控制法进行桥墩中心位置控制。墩台施工前, 采用全站仪进行中心放样, 经多人换手检查无误后, 上报驻地监理复查, 通过后用墨线在承台顶弹好桥墩轮廓线及纵、横轴线, 并向施工对做好交底工作。
(3) 高程测量包括钢尺由墩底水准点拉尺法、全站仪三角测量法和水准仪直接水准测量法三种方法, 但具体应以水准测量为准, 其余两种作为检查复核手段。
结语
总而言之, 铁路桥梁薄壁空心墩施工技术的研究是一项复杂而漫长的过程, 时代在发展, 万物在更新, 任何一种技术或管理模式都不会一直先进, 势必会随着时代的发展而显得落后, 无法满足社会发展的需求。作为一名铁路桥梁工程的从事者, 这就需要我们不断研究, 不断探索, 与时俱进的做好技术与系统的先进性, 立足于铁路桥梁建设任务的标准化与多元化发展方向, 才能确保我国铁路事业的可持续发展。
参考文献
[1]刘军喜.桥梁空心薄壁墩施工技术[J].交通世界, 2012 (11) .