京沈客专老牛河特大桥墩台施工技术研究

蒋平江,雷建华

(1.陕西铁路工程职业技术学院,陕西 渭南 714000;2.中铁五局集团机械化工程公司,湖南 衡阳 421000)

随着我国交通事业的快速发展,作为跨越江河、山谷等障碍的桥梁建设已经进入了一个崭新的发展时期,桥梁墩台的设计和选择越来越多。合理的墩台施工技术不仅能保证桥梁的工程质量和使用性能,还能大大的节约施工成本和施工周期。基于此,以北京至沈阳高铁客运专线老牛河特大桥为例,研究探讨了特大桥承台、圆端形实体墩及空心墩墩身施工技术方案及施工工艺流程,对工程建设中桥梁施工技术、工艺的选取和优化有一定的参考价值。

1 工程概况

京沈客专承德段老牛河大桥位于河北省承德市承德县六沟镇境内,全长2.139公里,设计桩基66根。根据设计图纸,桩穿过的地质覆盖层主要为粉质黏土、卵石土、圆砾土等,各土层地基承载力为 160KPa～1000KPa,桩类型为摩擦桩和柱桩两种。承台高度范围2～8m,桥墩分圆端型实心墩和圆端型空心墩两种,圆端型实心墩高度3m～27m；圆端型空心墩高度24m～35m。桥梁上部结构主要以32m、24m简支箱梁作为常用跨度梁型,采用现浇预应力连续箱梁1联。

2 桥梁墩台施工

墩台施工工序为：基坑开挖、凿除桩头、桩基无损检测、钢筋绑扎、立模、浇筑混凝土、养生、拆模。

2.1 基坑开挖

岸上承台基坑开挖采用挖掘机放坡开挖,人工配合机械做局部清理基坑。基坑开挖至设计标高时,四周各加宽开挖50cm,人工平整基础坑底,并做简单夯实；桩头用风镐配合人工凿除。桩头凿除后,先复核桩位,再进行无损伤检测,检测合格后,即可进行下一步承台或墩身的施工。

2.2 承台施工

在基坑内绑扎钢筋笼,用大块组合钢模板,混凝土输送泵浇注完成承台施工；对承台采用大块组合钢模板,内置Ф14拉模钢筋,采用高度为130CM的定型钢模板,模板间通过螺栓联接,模板加固通过加长背肋以对拉螺栓对拉,沿模板垂直方向布设三条横向钢带,用方木对撑加固,模板间嵌塞钢木密封条,以保证良好的结构尺寸和结构外型；砼一次浇注成型。C25型混凝土从砼预制场中搅拌成料后,要促证混凝土不出现漏浆、失水、离析等现象,否则须在浇筑前进行二次搅拌[1-2]。

2.3 墩身施工方案

该桥桥墩主要型式为圆端形实体墩及空心墩。其中圆端型实心墩高度3m～27m；圆端型空心墩高度24m～35m。

(1)实心墩墩身施工方案

15米以下桥墩采用一次立模浇筑成型,15米以上实采体墩采用二次分段浇筑成型。同类型墩身首先利用调整节施工高度差异部分,再利用现有标准节模板施工。圆端形墩身模板采用无拉杆式大块钢模施工。模板预拼检查合格后分节、分块运至施工现场安装。墩身模板吊装就位安装时,用缆风绳将钢模板固定,利用全站仪校正钢模板两垂直方向倾斜度。混凝土浇筑采用砼输送泵或汽车泵分层浇筑。

(2)空心墩墩身施工方案

空心墩施工采用翻模施工工艺,即空心墩外模以顶口圆端半径尺寸最小处作为模板顶口,以底口圆端半径最大尺寸为模板底口1.5m为一节做全套模板,根据各个桥墩顶、底口尺寸调整模板节段长度,保证每个桥墩顶、底口处尺寸单独成节。施工时圆端采用定型模板,中间平模向上翻升工艺,同时将施工完毕的的圆端模板转移到其他墩施工,模板设计自带支架。各墩之间形成自带支架模板流水法施工作业。确保墩身基本保持同时施工。模板用吊车吊装,人工辅助就位。先拼装墩身一个面的外模,然后逐次将整个墩身的第一节外模板组拼完毕。外模板安；装后吊装内模板；然后上拉筋。每节模板安装时,可在两节模板间的缝隙间塞填薄钢板纠偏。圆端模板及平面模板具体参数设计见图1-2。

图1 圆端模板设计图

图2 平面模板设计图

考虑到内模施工空间较小,墩身内部平面部分模板设计与外模一样,分割成高度1.5m的小块模板进行组合,将两端圆模制作成两块大模板进行组合。面板使用5mm厚钢板制作,模板纵肋采用[8槽钢,圈肋采用[16槽钢,纵肋和横梁组焊而成,模板法兰采用1.0cm钢板,撑杆采用[16槽钢。内模板拉杆采用Φ20精扎螺纹钢,拉杆孔与外模相对应。内模圆端及平面模板具体参数设计见图3-4。

图3 内模圆端模板设计图

空心墩分节施工,每节施工高度3m,模板分定位导向模板与混凝土施工模板。每个桥墩对应使用模板4.5m,前一节模板预留1.5m模板保持紧固状态,作为导向模板,再向上顺接内外模板3m,成为混凝土施工的模板体系。墩身模板不同对应高度均采用不同的模板型号,同一型号模板在每个桥墩仅使用一次,然后拆除移到下一个桥墩对应工作面上,这样各个桥墩依次阶梯状使用模板,形成一种流水节拍倒用模板,每一节段模板向前流动使用。

图4 内模平面模板设计图

(3)墩身钢筋、砼施工

图5 墩台身施工工艺流程图

墩身钢筋采用直螺纹套筒连接技术。砼浇筑时,墩身高度小于30m时采用混凝土汽车泵灌注,墩身高度大于30m时采用塔吊配合HBT80A混凝土输送泵垂直运输入模。混凝土浇注完成后立即覆盖并洒水养护。应避免水化热产生过大的内外温差,经过计算在必要时在墩身内预埋冷却管,降低混凝土内部温度。对于较矮的实心墩采用包裹塑料模洒水养生,其余墩身采用混凝土养护液,墩顶及施工时的接茬面覆盖土工布浇水养生,并保持其湿润状态,保湿养护14d以上[3-4]。墩身施工工艺流程见图5。

图6 墩身沉降观测点布置图

(4)桥梁墩台不均匀沉降观测

桥梁墩台的工后沉降按下列规定执行：墩台均匀沉降量满足规范要求(Δ≤20mm),静定结构相邻墩台沉降量之差为Δ≤5mm,每个桥墩设置2个沉降观测点,对称布置。为确保观测点刚度,沉降观测点采用铸钢制作,在墩身混凝土浇筑时预埋[5-6]。墩身沉降观测点布置见图6。

3 结语

京沈客专老牛河特大桥选择了合理的墩台设计与施工方案缩短了施工周期,降低了工程成本。总之,墩台施工需根据实际工程的具体情况确定施工方案和工艺流程,合理地进行总体布局,编制详尽的施工组织计划,并对施工全过程加强控制,以保证全面实现质量、进度、安全、效益、环保目标。