伊龙桥不对称V型墩施工技术

牛 亮

中铁一局集团有限公司

1 概述

伊龙桥主桥结构设计为异型拱桥，跨径布置为60+120+50=230m。3#、4#墩均为不对称性V 型墩，V 形墩与混凝土主梁固结，钢主梁与混凝土主梁采用钢混凝土结合段连续。

V 型墩与混凝土主梁固结形成三角刚构。断面为实心矩形，横桥向宽度为18.4m，中设两个4.45m 宽、高约8m 孔洞。3#轴V墩左肢净高10.361m，水平倾角39.806°，纵桥向尺寸由2.713渐变为3.5m，右肢净高10.875m，水平倾角30.434°，纵桥向尺寸由3.16 渐变为3.5m；4#轴V 墩左肢净高10.721m，水平倾角49.6°，纵桥向尺寸由3.125 渐变为3.5m，右肢净高10.39m，水平倾角38.66°，纵桥向尺寸由2.508 渐变为3.5m. 3#轴V 型墩混凝土方量1379m³，4#轴混凝土方量1105m3。

本文以3#V型主墩为例进行论述和介绍。

图1 3#V型墩三维立体图

2 施工难点

V 墩混凝土方量较大，加上左右肢均有倾角，且不对称，浇筑时对支架会产生很大的水平推力。

3#墩与4#墩墩位刚好位于伊河主河道内，工期较紧，V墩支架需考虑洪水影响。

V 墩支架必须在上部现浇梁施工完成后方可进行拆除，支架不可倒用，且汛期施工风险大。

3 主要施工方法和工序

根据V 墩结构特点以及现场的施工条件，通过方案比选及计算，制定以钢管桩为临时支墩的支架法，支架基础采用混凝土基础；采用Ф32 精扎螺纹钢对拉，来克服混凝土水平力，进行混凝土施工。模板用改制钢模以保证V 墩的尺寸和外观质量。V型墩混凝土分两次浇筑，第一次浇筑两肢底部连接处，第二次浇筑两肢混凝土；尤其以第二次混凝土施工为重点难点。

具体施工工序：墩身第一次混凝土浇筑→钢管桩条形基础→Ф28 的钢筋锚杆植入→I25 工字钢平拉杆→钢管桩支架→纵向分配梁→横向分配梁→钢模板安装→对拉杆安装→钢筋安装→第二次混凝土浇筑。

图2

4 钢管桩支架

4.1钢管桩支架基础

基础采用C30混凝土进行浇筑，基础埋设在砂岩内50cm，基础尺寸为19×1.5×1m，浇筑混凝土之前需将基坑内浮渣及淤泥清除干净，并快速浇筑混凝土，在钢管桩对应位置埋设预埋钢板，钢管桩基础施工完成后，垂直基础顶面向下钻孔，植入Ф28的钢筋锚杆，锚杆伸入河底红砂岩1m，锚杆布置为在条形基础横向分布两排，纵向间距为2m.

4.2 钢管桩

钢管桩采用φ630mm×12mm 钢管，安装时与条形基础上表面保持垂直，将按尺寸制作的钢管桩焊接在混凝土基础的预埋钢板上，确保钢管桩生根；为保证在架设过程中钢管桩的稳定性可设立临时支撑。待钢管桩平联施工完成后可将临时支撑拆除，钢管桩在架设完成后在其上切割槽口，槽口坡度与V墩肢体坡度一致。钢管桩之间平联和剪刀撑用[18 槽钢连接。钢管桩施工完成后，将钢管桩与承台上的预埋件采用I25工字钢进行连接，增强钢管支架根部的抗水平力能力。

图3

4.3 纵向分配梁

纵向分配梁采用双拼I25工字钢，在边肢沿横桥向方向纵向铺设两排，两排间距2.2m.中肢沿横桥向方向纵向铺设三排，间距1.75m，将分配梁焊接在钢管桩槽口内。

4.4 横向分配梁

横向分配梁采用双拼I25 工字钢，横向焊接在纵向分配梁上，沿V墩肢体间距1m。双拼工字钢时两工字钢间距留4cm，备穿模板拉条所用。

4.5 模板

V墩模板面板根据承台的模板改造加工。侧模和内模采用12mm厚优质竹胶板；竖向背带采用5×8cm方木，立放面板钉实,间距为30cm；横向背带采用Φ48×3.5mm 钢管，单层双根平行布置，之间净距为3cm；横向背带间距为60cm.拉杆丝杠采用Φ 20mm 圆钢制成，均配戴双螺帽；垫片为10mm 厚钢板，尺寸为15×15cm.

图4 模板制作大样图

5 克服混凝土水平力措施

为了克服V 型墩混凝土浇筑时纵桥向水平力，在V 墩上部预埋两排Ф48钢管，内穿Ф32精轧螺纹钢对拉，两排拉杆竖向布置间距为1m,每排为7根。拉杆两端埋设预制的三角槽口，保证拉杆水平受力。

Ф32精轧螺纹钢对拉布置如图5所示。

图5

6 钢管桩支架预压

钢管桩支架施工完成，模板安装完毕后，V型墩钢筋绑扎施工前首先对支架进行压载试验，消除支架的非弹性变形，同时对支架的受力性能进行检验，确保施工安全和梁体的线性平顺。

6.1 静压载时荷载分配

静载试验时按照实际荷载的120%进行压载。静载试验时首先铺设好横向分配梁，然后在横向分配梁上加载，加载材料根据现场实际情况，采用混凝土预制块、沙袋。静载实验时按照上面计算的荷载进行分配。

6.2 静载试验的加载程序

首先加载设计荷载的30%，并静停4 个小时，观测纵向分配梁的变形、挠度以及基础的沉降量。第二次加载到设计荷载的80%，静停4 个小时，进行观测，对观测数据进行分析，没有发现任何异常的情况，然后进行第三次加载，第三次直接加载到设计荷载的120%，静停2 天并每4 个小时进行观测，分析观测数据，绘出纵向分配梁变形曲线，根据分配梁变形曲线，设置支架的预拱度。

静载试验加载时要模拟混凝土浇筑的过程，全断面均匀缓慢加载，保证V型墩的两肢受力均衡，加载过程中按要求进行测量观测。

6.3 测点布置

测点的布置分为和钢管桩顶部以及底部，主要观测支架基础，钢管桩由于水平力产生的水平位移量。支架预压和混凝土浇筑过程中都要按要求对测点进行观侧，保证施工的安全。

7 结束语

该桥位于历史悠久的伊河，在龙门石窟上游，两个V型主墩设计新颖轻巧，造型美观，可以减少横向的水流阻力，同时节约混凝土用量。采用上述的不对称V 型墩施工技术，洛阳伊川伊龙大桥3#、4#V 型墩施工顺利、安全，可靠，保质保量完成，施工完成后的实体尺寸精准，外表美观，质量优良，节省工期。为不对称V 型墩施工摸索出成功经验，为日后同类型V 墩的施工提供一些借鉴和经验。

图6 主桥总体布置图

图7 成桥后的伊龙桥