懸臂澆筑混凝土0 號(hào)塊墩頂托架施工技術(shù)探討

張 亮

（中鐵十二局集團(tuán)有限公司 第二工程有限公司，山西 太原030032）

1 工程概況

京石鐵路客運(yùn)專線石太直通線跨307 國(guó)道大橋，大橋中心里程為DK23+635.74，全長(zhǎng)459.13m， 孔跨布置為：3×32m 簡(jiǎn)支箱梁+(48+80+80+48)m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)+3×32m 簡(jiǎn)支箱梁。 設(shè)計(jì)以主橋連續(xù)剛構(gòu)上跨既有石太雙線鐵路、307 國(guó)道和多條砂石路以及太平河。 跨越石太線及307 國(guó)道的交角分別為72°23′和83°02′。連續(xù)剛構(gòu)的5 號(hào)墩毗鄰既有線，墩高74m，為全線最高墩。 主梁平面位于R=8000m 曲線上，縱斷面位于縱坡-3.5‰的直線上，梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。 中支點(diǎn)處梁高6.09m，跨中及邊支點(diǎn)梁高3.69m，梁底面采用2 次拋物線過(guò)渡。箱梁頂寬12.2m，箱梁底寬6.4m。采用懸臂現(xiàn)澆法施工，中支點(diǎn)0 號(hào)塊梁段長(zhǎng)度12m，一般梁段長(zhǎng)度分成3.0m 和3.5m，中跨合龍段長(zhǎng)2.0m，邊跨直線段長(zhǎng)度分成3.0m、3.0m 和3.75m 三段。 最大懸澆段重1497.3kN。 懸臂施工采用先中跨合龍，后邊跨合龍。

2 墩頂托架技術(shù)及施工應(yīng)用

2.1 墩頂托架技術(shù)

橋梁施工常用的方法有：整體現(xiàn)澆，掛籃懸澆或懸拼，整體預(yù)制吊裝等。 當(dāng)采用掛籃懸澆法施工時(shí)，墩身頂部的混凝土節(jié)段通常稱為0號(hào)節(jié)段或0 號(hào)塊。 0 號(hào)塊作為墩頂上部的梁體結(jié)構(gòu)，是安裝掛籃的作業(yè)平臺(tái)和掛籃的反力作用點(diǎn)。 0 號(hào)塊的施工必須在具有足夠剛度和強(qiáng)度的支架平臺(tái)上澆筑。 當(dāng)墩身較低時(shí)，一般采用從地面搭設(shè)腳手架或鋼管架作為模板支撐體系，所使用的支架材料比較多；當(dāng)墩身較高時(shí)一般采用墩頂托架，以節(jié)省材料，減小支架搭設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)。目前傳統(tǒng)做法是，在墩頂施工時(shí)預(yù)埋鋼板，施工0 號(hào)塊前，將托架構(gòu)件與預(yù)埋鋼板依次焊接，0 號(hào)塊施工完成后，再將托架構(gòu)件一一割除。 這種做法存在托架焊接安裝、割除費(fèi)時(shí)費(fèi)力，耗費(fèi)材料，且預(yù)埋鋼板對(duì)墩身外觀質(zhì)量有嚴(yán)重影響等問(wèn)題，同時(shí)高空焊接、切割也增加了施工的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 墩頂托架的構(gòu)造

針對(duì)上述問(wèn)題，項(xiàng)目組通過(guò)認(rèn)真研究，提出了一種新型的墩頂托架方案。 該托架的構(gòu)造如圖1 所示。

圖1 0 號(hào)塊墩頂托架圖

2.3 墩頂托架的安裝工藝

2.3.1 托架加工

采用螺栓連接的鋼板，螺栓孔統(tǒng)一由專業(yè)廠家制作、打孔，兩鋼板螺栓孔誤差要求控制在2mm 以內(nèi)。鋼板預(yù)埋時(shí)位置固定準(zhǔn)確、牢固防止在混凝土澆注過(guò)程中預(yù)埋鋼板位置移動(dòng)，最后一板墩身模板校核合格并加固好開(kāi)始安裝預(yù)埋鋼板，為了確保預(yù)埋鋼板的位置準(zhǔn)確，先量出預(yù)埋鋼板的位置然后彈上墨線。預(yù)埋鋼板表面貼一層膠布然后直貼模板表面，防止了混凝土澆注過(guò)程中混凝土進(jìn)入螺栓孔，待混凝土澆注完成拆出墩身模板后只需把膠布撕掉即可露出螺栓孔。預(yù)埋鋼板的錨固鋼筋采用?25 鋼筋，錨固長(zhǎng)度不小于80cm，鋼筋與鋼板間焊接采用貼角焊，焊縫寬度不小于10mm，有效厚度不小于8mm。 預(yù)埋螺栓采用地角螺栓，螺栓口和預(yù)埋鋼板緊貼并點(diǎn)焊在鋼板上，螺栓底部采用膠帶封死底口防止混凝土澆注過(guò)程中水泥漿進(jìn)入，避免了擰螺栓的時(shí)候預(yù)埋的螺栓發(fā)生松動(dòng)。托架的斜撐和水平桿采用雙倍槽鋼的需在兩槽鋼之間設(shè)連接板和綴板，以滿足其強(qiáng)度、剛度要求。托架水平桿和斜撐的加工下料必須準(zhǔn)確，且角度控制準(zhǔn)確。

2.3.2 托架安裝

高墩橋梁懸臂澆筑混凝土0# 塊墩頂托架， 包括間隔設(shè)置在墩身四周頂部、 并且在墩身兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上呈對(duì)稱分布的工字鋼預(yù)留孔，相互對(duì)稱分布的工字鋼預(yù)留孔內(nèi)貫穿插設(shè)有長(zhǎng)工字鋼；還包含分別設(shè)置在0# 塊腹板下、與橋梁中心線平行的墩身側(cè)壁兩端的三角托架，所述三角托架包含預(yù)埋在墩身內(nèi)的一組精軋螺紋鋼、與長(zhǎng)工字鋼平行設(shè)置并與墩身表面固定的一組短工字鋼以及上端與短工字鋼連接、下端與墩身表面固定的斜撐，短工字鋼一端焊接連接板，短工字鋼通過(guò)連接板、螺母、位于連接板兩端的精軋螺紋鋼與墩身表面錨固；短工字鋼下方及斜撐下端固定有一個(gè)平鋼板以及位于平鋼板下方、通過(guò)鋼板預(yù)留孔插設(shè)于墩身內(nèi)的一組立鋼板，斜撐下端與平鋼板連接。

所述連接板背面設(shè)有與短工字鋼焊接的加勁鋼板，用以增加短工字鋼與墩身的錨固強(qiáng)度。位于墩身一側(cè)壁的長(zhǎng)工字鋼上或長(zhǎng)工字鋼與短工字鋼上架設(shè)有一組工字鋼水平桿，施工時(shí)，在位于墩身四周的四組工字鋼水平桿上即可搭設(shè)施工平臺(tái)。

3 技術(shù)應(yīng)用與前景分析

3.1 應(yīng)用情況及效益分析

3.1.1 跨307 國(guó)道大橋大橋的5 個(gè)高墩（3-7 號(hào)墩）均采用了上述兩項(xiàng)新技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行施工。 高墩施工完成后經(jīng)檢測(cè)，橋墩中心偏移最大為0.5mm，完全滿足設(shè)計(jì)要求，橋墩外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良。

3.1.2 由于各方面原因，造成跨307 國(guó)道大橋大橋高墩施工工期僅有3 個(gè)月。 采用上述技術(shù)設(shè)備后，每次施工循環(huán)進(jìn)尺大，循環(huán)時(shí)間短，施工高峰期時(shí)每循環(huán)最短只需4 天，于冬季來(lái)臨前圓滿的完成了高墩施工任務(wù)，為大橋整體工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)；墩身線形控制良好，混凝土質(zhì)量?jī)?nèi)實(shí)外美，受到建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位的一致好評(píng)。高墩施工無(wú)因工死亡和重傷責(zé)任事故，無(wú)重大機(jī)械事故，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)的既定目標(biāo)，同時(shí)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.2 墩頂托架的特點(diǎn)及應(yīng)用前景

3.2.1 與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，項(xiàng)目組提出的墩頂托架方案不占用橋下空間，材料較鋼管支架用量少，而且除了預(yù)埋精軋螺紋鋼外，其它部件均可循環(huán)利用，大大降低了施工成本，對(duì)墩身外觀質(zhì)量的影響很小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，易于安裝、拆卸，適用范圍廣。

3.2.2 目前，我國(guó)連續(xù)梁橋或連續(xù)剛構(gòu)橋施工中廣泛采用掛籃懸臂澆筑的方法，而高墩橋梁0 號(hào)塊的施工不可避免地要用到墩頂托架。隨著我國(guó)公路、鐵路建設(shè)的發(fā)展，以及西部大開(kāi)發(fā)的深入進(jìn)行， 高墩連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)橋的使用將十分普遍，因此，大力推廣這一新型的墩頂托架技術(shù)，將在未來(lái)的橋梁施工中創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

高墩橋梁懸臂澆筑混凝土0 號(hào)施工常規(guī)方法一般采用支架法或托架法，當(dāng)墩身高度較高或水中施工搭設(shè)支架較不方便時(shí)，采用托架法施工其施工方便性及經(jīng)濟(jì)效益將更加明顯。 本橋結(jié)合自身特點(diǎn)，項(xiàng)目組通過(guò)認(rèn)真研究，提出了一種新型的墩頂托架方案。 運(yùn)用該墩頂托架方法，成功完成了高墩橋梁0 號(hào)塊混凝土的澆筑施工，拆模后的梁體線形準(zhǔn)確，并且通過(guò)預(yù)壓及臨時(shí)預(yù)應(yīng)力索張拉等措施。 本技術(shù)的應(yīng)用，不僅節(jié)省了施工投入，更加快了施工進(jìn)度，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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