鐵路橋梁實(shí)心高橋墩施工技術(shù)

董　亮

(中鐵上海工程局集團(tuán)市政公司，上?！?00000)

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鐵路橋梁實(shí)心高橋墩施工技術(shù)

董亮

(中鐵上海工程局集團(tuán)市政公司，上海200000)

摘要：以虎本漢溝大橋工程為依托，從高橋墩模板制作安裝與混凝土施工兩方面，闡述了鐵路橋梁實(shí)心高橋墩的施工技術(shù)要點(diǎn)，并探討了施工質(zhì)量與安全控制措施，為橋梁工程的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高橋墩，混凝土，模板，安全

0引言

鐵路工程沿線穿越的地形復(fù)雜，尤其是經(jīng)過(guò)山區(qū)地帶時(shí)橋梁和隧道成為鐵路線路中主要組成部分。本文通過(guò)施工實(shí)例，對(duì)鐵路工程實(shí)心高橋墩施工總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)心得，對(duì)類似工程中的重難點(diǎn)施工提出幾點(diǎn)建議。

1工程概況

虎本漢溝大橋全橋長(zhǎng)275.44 m，跨徑8-32 m。大橋共7個(gè)墩，墩高5 m～26 m，2個(gè)臺(tái)，橋墩全部采用C35混凝土澆筑，橋墩采用單線圓端形實(shí)體墩。

2施工高橋墩工藝流程

虎本漢溝大橋墩3號(hào)墩為全線最高橋墩，高度26 m，施工工藝采用一體裝配式鋼模板通過(guò)壓力泵將混凝土送入鋼模板中多次澆筑成型，所需材料通過(guò)吊車吊裝完成。橋墩澆筑完成后須先經(jīng)過(guò)帶模澆水養(yǎng)護(hù)后再行拆模包裹澆水養(yǎng)護(hù)。

2.1高橋墩模板制作及安裝

每節(jié)橋墩模板規(guī)格為高0.5 m～2.0 m，厚6 mm，須對(duì)其進(jìn)行質(zhì)檢合格后方可運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)。墩身模板四周采用φ20高強(qiáng)螺栓加固，中間以φ22拉桿連接形成整體。施工時(shí)根據(jù)情況分段施工，待下部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到要求后，中間平模向上翻升，與配套圓端模板繼續(xù)拼裝上部模板，與此同時(shí)將上個(gè)橋墩拆裝下來(lái)的模板運(yùn)送至正在建設(shè)施工的其他橋墩，這樣可以投入較少數(shù)量的模板而實(shí)現(xiàn)各作業(yè)橋墩之間的平行作業(yè)，提高材料利用率及施工效率。

2.1.1受力計(jì)算

鋼模板鋼板厚度和支撐形式、間距是需根據(jù)模板側(cè)面所受的側(cè)壓力大小來(lái)確定的，側(cè)壓力包括流動(dòng)性混凝土所產(chǎn)生的側(cè)壓力、澆筑混凝土?xí)r側(cè)向沖擊力、振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生側(cè)沖擊力等。依據(jù)JGJ 74—2003建筑工程大模板技術(shù)規(guī)程，模板荷載及荷載效應(yīng)組合B.0.2規(guī)定，按下式計(jì)算：

F=0.22yct0β1β2v1/2，F(xiàn)=ycH。

其中，F(xiàn)為新澆混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力,kN/m2；yc為混

2)隧道涌水量計(jì)算。

隧道涌水影響半徑采用庫(kù)薩金經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算：

隧道處于有限厚的含水層中，含水層為潛水，假定下部隔水底板呈水平狀態(tài)，單面流進(jìn)隧道的涌水量，采用丘嘉耶夫式(3)計(jì)算：

(3)

根據(jù)隧道內(nèi)部踏勘，隧道內(nèi)積水水面與隧道底板高差很小，假定h=0，這時(shí)H1=H0，這時(shí)式(3)即成式(4)：

(4)

其中，Q為隧道涌水量，m3/d；H0為水位降低高度，m，H0=H1-h;H1為靜止水位至隧道底之深度，m;qr為引用流量系數(shù);r為隧道寬度的一半，m;T為由隧道底至隔水層的距離，m;B為隧道通過(guò)含水層的長(zhǎng)度，m;h為水位下降曲線在隧道邊墻上的高度，m。

經(jīng)計(jì)算隧道總涌水量為173.45 m3/d。

6結(jié)語(yǔ)

1)隧道涌水地下水類型為松散巖類孔隙水，屬潛水。大氣降雨入滲補(bǔ)給量遠(yuǎn)大于隧道涌水量，開(kāi)挖隧道形成的匯水廊道并非區(qū)內(nèi)松散巖類孔隙水唯一的排泄通道，但隧道涌水不會(huì)疏干區(qū)內(nèi)松散巖類孔隙水。2)隧道理論涌水量為173.45 m3/d，實(shí)測(cè)涌水量81.3 m3/d。3)隧道涌水量理論值明顯小于實(shí)測(cè)值：a.隧道縱向地下水位有明顯波動(dòng)，表現(xiàn)為中間高兩側(cè)低，且鉆孔水文地質(zhì)參數(shù)與相應(yīng)代表段落平均水文地質(zhì)參數(shù)也會(huì)有一定差異，理論值會(huì)偏大；b.實(shí)測(cè)值為隧道排水系統(tǒng)引流至中央排水溝出水量觀測(cè)結(jié)果，隧道排水系統(tǒng)并不能使隧道洞身全斷面滲流流量及時(shí)排出，局部水位高于隧道路面設(shè)計(jì)標(biāo)高，理論值是假定隧道內(nèi)積水水面與隧道底板高相同，故理論值大于實(shí)測(cè)值。

凝土的重力密度；t0為新澆混凝土的初凝時(shí)間，h，可實(shí)測(cè)確定。當(dāng)缺乏試驗(yàn)資料時(shí)，可以采用t=200/(T+15)計(jì)算，T為混凝土的溫度，℃；v為混凝土的澆筑速度，m/h；H為混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆混凝土頂面的總高度，m；β1為外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時(shí)取1.0,摻具有緩凝作用的外加劑時(shí)取1.2；β2為混凝土坍落度影響修正系數(shù)，當(dāng)坍落度小于100 mm時(shí)，取1.10，不小于100 mm時(shí)，取1.15。

2.1.2模板制作

根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定鋼模板面板為6 mm，豎邊框?yàn)? 000×100×14的鋼板，橫邊框?yàn)? 700×100×14的鋼板，豎筋為[10號(hào)槽鋼，間距340 mm,橫筋為8×100的鋼板間距400 mm，背楞為雙][14]號(hào)a槽鋼，圓弧模板:面板為6 mm,連接法蘭為14×100的鋼板，豎邊框?yàn)?4×100的鋼板，環(huán)筋12×100的鋼板(通長(zhǎng))間距400 mm，豎筋為[10號(hào)槽鋼,背楞為[12號(hào)槽鋼，模板連接螺栓為M20×65(見(jiàn)圖1)。

2.1.3模板安裝

承臺(tái)混凝土澆筑前，須將基礎(chǔ)面沖洗干凈，然后在確定橋墩中心點(diǎn)的基礎(chǔ)上以橋墩中心點(diǎn)為基準(zhǔn)標(biāo)出墩臺(tái)身底面垂直投影所在位置。墩身模板通過(guò)標(biāo)載25 t的汽車運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝組裝并與承臺(tái)預(yù)埋型鋼連接固定。吊裝時(shí)通過(guò)纜風(fēng)繩將模板固定后再經(jīng)全站儀矯正角度，安裝精度要求拼縫及錯(cuò)臺(tái)均小于1 mm。

2.1.4施工操作平臺(tái)

考慮墩身較高，墩臺(tái)外采用搭設(shè)腳手架形式難以滿足要求，同時(shí)穩(wěn)定性也得不到保證，且工程量較大，投入的成本較高。鑒于以上原因，虎本漢溝橋墩操作平臺(tái)主要靠在模板外預(yù)留螺栓孔，在豎向加勁肋上安裝吊籃式三角支架，施工人員通過(guò)安全爬梯進(jìn)入操作平臺(tái)。

操作平臺(tái)寬80 cm，采用螺栓每1 m間距與模板進(jìn)行鉸接，其為施工提供較為寬闊的操作平臺(tái),同時(shí)通過(guò)螺栓連接后組成空間桁架保證了工人的施工安全。

操作平臺(tái)圖見(jiàn)圖2。

2.2混凝土施工要求

虎本漢溝大橋橋墩混凝土標(biāo)號(hào)為C35，混凝土坍落度控制在140 mm～180 mm之間，采用汽車輸送泵、串筒配合灌注混凝土，振搗棒搗固。針對(duì)高橋墩混凝土施工應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)：

1)混凝土采用自動(dòng)計(jì)量集中拌和站拌和，并對(duì)原材料進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的原材料才能用于墩身混凝土的拌和。粉煤灰及水泥要用專用的儲(chǔ)存設(shè)備進(jìn)行存裝，存裝設(shè)備應(yīng)有自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，每次攪拌時(shí)間要大于2 min。

2)混凝土的坍落程度須嚴(yán)格依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行把控，要使串筒出口與混凝土表面保持1.5 m的距離，以確?；炷磷杂蓛A落高度不大于2 m。

3)在進(jìn)行橋墩澆筑前期需對(duì)預(yù)埋件、模板、鋼筋及支架進(jìn)行全面檢測(cè)，且需將模板表面的雜物清理干凈后噴涂脫模劑。

4)混凝土的坍落度須符合施工配比要求，澆筑時(shí)要注意澆筑均勻，每次澆筑量在30 cm左右，按一個(gè)方向進(jìn)行澆筑，應(yīng)在下部混凝土初凝前進(jìn)行上部的澆筑。要采取定責(zé)、定人、定時(shí)的制度以確?；炷琳駝?dòng)密實(shí)。

5)分段澆筑時(shí)要注意頂面的高度，澆筑至最上面一段時(shí)要使混凝土面稍微高出模板頂，便于清理打磨。

6)當(dāng)混凝土強(qiáng)度大于2.5 MPa時(shí)需人工鑿毛，清理掉混凝土表面的浮漿使石子露出，深度一般為1 cm～2 cm，最后用水槍配合風(fēng)槍進(jìn)行沖洗。

7)應(yīng)設(shè)立專人觀察混凝土澆筑時(shí)支架、模板等支持情況，若發(fā)現(xiàn)有沉陷、變形、位移等現(xiàn)象須立即加固。澆筑完畢后及時(shí)對(duì)其進(jìn)行包裹并灑水養(yǎng)護(hù)。

8)混凝土養(yǎng)護(hù)是橋墩施工建設(shè)中非常重要的環(huán)節(jié)，當(dāng)橋墩澆筑完成后首先進(jìn)行帶模澆水養(yǎng)護(hù)，拆模后須及時(shí)用保濕保溫材料外加隔水膜進(jìn)行包裹覆蓋，從橋墩頂部不間斷的澆水養(yǎng)護(hù)7 d以上，養(yǎng)護(hù)期間不得對(duì)混凝土施加外荷載。

3實(shí)心高橋墩質(zhì)量安全控制

1)加強(qiáng)水灰比控制，必須連續(xù)澆筑并按要求振搗，不漏振不過(guò)振，避免在高溫時(shí)段澆筑混凝土，防止出現(xiàn)蜂窩、麻面、氣泡、泛砂、混凝土色澤不一致等現(xiàn)象。2)優(yōu)先選用整體鋼模板以減少接縫。 3)每層混凝土澆筑和模板頂面平齊，做到施工縫和模板縫重合。4)在澆筑混凝土過(guò)程中或抽查復(fù)核時(shí)，采用全站儀放樣圓端形墩體的六大控制點(diǎn)復(fù)核，即墩截面的左右圓端和直圓四大相切點(diǎn)，把橋墩相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)控制在允許誤差之內(nèi)，確保橋墩的施工質(zhì)量。5)在墩臺(tái)身鋼筋模板安裝時(shí)，加強(qiáng)對(duì)操作平臺(tái)的檢查，包括螺絲擰緊度、有無(wú)遺漏，各鋼構(gòu)件連接處有無(wú)脫焊、嚴(yán)重銹蝕等情況。當(dāng)有明顯傷痕，裂紋結(jié)疤的腳手板禁止使用。在行走時(shí)候相關(guān)工作人員不可踏在探頭板上。6)必須按相關(guān)規(guī)定程序進(jìn)行模板拆除，在確保吊具拴牢下再行拆除。工具、材料及模板嚴(yán)禁直接扔下橋墩，且人員要與模板保持一定的安全距離。

4結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)虎本漢溝大橋?qū)嵭母邩蚨帐┕ぐ咐榻B，簡(jiǎn)單講解了鐵路實(shí)心高橋墩施工方法，同時(shí)也指出了高橋墩施工中易發(fā)生的問(wèn)題及應(yīng)注意的重點(diǎn)。在鐵路橋梁施工中，有序緊湊的施工組織是工程按期完成的前提，而高橋墩更是整個(gè)工程工期、安全質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)，只有在施工前制定可行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)方案，施工中認(rèn)真嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量安全管理才能確保高橋墩乃至整個(gè)橋梁工程施工順利安全的完成。

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[4]JGJ 74—2003,建筑工程大模板技術(shù)規(guī)程.

Water inflow hydrology survey of water-rich loess tunnel

Qiu Daiping

(Shanxi3rdGeologyEngineeringSurveyInstitute,Jinzhong030620,China)

Key words:tunnel, geological drilling, water inflow, phreatic water

Abstract:The thesis introduces Qiaoyuan tunnel engineering conditions of Ji-He highway in Shanxi provinces, carries out the tunnel hydrology survey, calculates and analyzes the tunnel water inflow and runoff-supplying sources, which has provided effective basis for post tunnel adopting corresponding processing measures.

文章編號(hào)：1009-6825(2016)14-0166-03

收稿日期：2016-03-06

作者簡(jiǎn)介：董亮(1981- )，男，工程師

中圖分類號(hào)：U443.22

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A