黃織鐵路歹陽河大橋百米薄壁高墩施工技術(shù)

申請免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

　　一、工程概況

　　歹陽河大橋位于貴州省織金縣熊家場鄉(xiāng)白苗寨以北100m處，為黃織鐵路跨越歹陽河而設(shè)；橋跨為2-24m+3-32m+（52+96+52）m預(yù)應(yīng)力鋼筋砼連續(xù)剛構(gòu)+1-32m，橋梁全長392.62m；該橋黃桶端78.7m長度位于R＝1600m的緩和曲線上，其它位于直線上，全橋均在+11.2‰坡道上；該橋6#主墩高94m，矩形空心墩，基礎(chǔ)為嵌巖基礎(chǔ)；7#主墩墩高100米，矩形空心墩，基礎(chǔ)為嵌巖基礎(chǔ)。橋址區(qū)屬中山深切峽谷地貌，海拔在1165～1395m，相對高差230m.沿線地形起伏較大，橋位兩端地勢十分險峻，兩側(cè)山坡上植被稀少，生長有一般雜木和灌木叢。橋下DK34+241.5～DK34+262.5段為歹陽河，水流順暢，流速較快。橋址區(qū)域?qū)佟癡”型河谷，兩岸斜坡30～60度，局部陡立。地下水主要有第四系孔隙水、基巖裂隙水、溶巖水，地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，地表水與地下水有相互補(bǔ)關(guān)系。

　　二、施工方案的選定

　　由于橋址區(qū)屬中山深切峽谷地貌，地面起伏大，施工條件相對惡劣，這就要求施工方案必須解決垂直運(yùn)輸、水平運(yùn)輸、混凝土輸送、支架模板等問題。由于高度和地形的限制，無法修便道到達(dá)每一個墩臺。垂直運(yùn)輸方面，因為全橋的橋墩高度高，其中1＃敦高16.6m、2＃敦高21.6m、3＃敦高41m、4＃敦高57m、5＃敦高58.7m、6＃敦高94m、7＃敦高100m、8＃敦高29.1m，混凝土、鋼筋用量大，若采用井架或塔式吊機(jī)至少需要5臺，而且主墩承臺面積小，安裝塔式吊機(jī)仍要增加塔座基礎(chǔ)混凝土，增加安裝費(fèi)用。另外，因橋址位置地形高峻陡峭，交通不便，采用履吊或汽車吊也難以移動。為滿足全橋材料運(yùn)輸需要，沿全橋中線架設(shè)長428米、吊重15噸的纜索吊一套，即滿足主墩施工需要，又兼顧邊墩施工材料倒運(yùn)的需要，這樣就解決了材料水平運(yùn)輸?shù)膯栴}。施工中我們首先在河的西岸修通便道至7＃墩，在7＃墩下設(shè)置材料中轉(zhuǎn)平臺。人員的施工作業(yè)通道方面：6＃、7＃主墩采用兩臺SC200型工業(yè)電梯上下，其他墩身充分利用墩身內(nèi)檢查設(shè)備進(jìn)行上下，確保了人員的上下安全?；炷恋妮斔筒捎靡慌_HBT60C-1816Ⅲ型拖式混凝土輸送泵。模板方面：在施工準(zhǔn)備期間，擬定了滑模和纜索吊翻模兩種施工方案?；Ｅ涮自O(shè)備較多，施工機(jī)具投入大；模板剛度高，自重大；混凝土外觀質(zhì)量差，施工糾偏困難；一旦開始施工，不得中斷，雨季施工質(zhì)量難以保證。翻模配套設(shè)備較少，施工機(jī)具投入??；模板剛度要求低，自重?。换炷镣庥^質(zhì)量容易控制，施工糾偏容易，可以連續(xù)或間斷施工，故在施工中選擇了翻模施工。

　　三、遠(yuǎn)距離混凝土的輸送

　　混凝土施工是本工程的重點(diǎn)難點(diǎn)，混凝土水平輸送距離最遠(yuǎn)達(dá)到400米，垂直距離高達(dá)178米，這對混凝土的和易性要求較高。由于工程處在貴州山區(qū)，方圓幾百公里未見河砂資源，細(xì)骨料只能采用機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù)3.1～3.4，屬粗砂。采用機(jī)制砂存在以下幾個問題：1、機(jī)制砂無論在強(qiáng)度、級配、顆粒形狀都無法與河砂相比較，容易泌水，流動性差，這無形中增加了遠(yuǎn)距離泵送混凝土的難度。2、機(jī)制砂含粉量比較高，吸水比較大，這就要求增加水的用量，水灰比增加，混凝土強(qiáng)度下降。3、機(jī)制砂的比表面積較大，摩擦力增加，需要較多的膠凝材料，增加施工成本。針對以上問題，在考慮技術(shù)可行及經(jīng)濟(jì)合理后，通過多次的混凝土配合比試驗，采用了以下針對措施解決泵送混凝土問題：1、粗骨料采用二級級配，確?；炷良壟涞母雍侠怼?、加入Ⅰ級粉煤灰作為混凝土摻和料，增加混凝土的膠凝材料，降低泵送阻力，提高細(xì)骨料中細(xì)顆粒組分。同時減少水泥用量，降低混凝土水化熱，降低混凝土成本。3、加入高效緩凝減水劑，降低水灰比，防止混凝土裂縫，保證強(qiáng)度，增加可泵性。通過多次的試驗后，最后確定C35墩身混凝土的最佳理論配比為（P.O42.5水泥：機(jī)制砂：5～26.5mm碎石：5～16mm碎石：水：HF-1緩凝高效減水劑：Ⅰ級粉煤灰）1：2.36：1.28：1.28：0.48：0.0108：0.2，每立方混凝土用量為371：876：474：474：178：4.01：74.2.

　　在施工過程中，為了確?；炷临|(zhì)量及混凝土的可泵性，采用了以下施工措施：（1）施工前對砂、石、水泥等原材料的產(chǎn)地進(jìn)行考察，對原材料進(jìn)行試驗檢查，保證原材料合格；碎石采用硬質(zhì)巖石灰?guī)r打制的碎石，潔凈無雜質(zhì)，級配良好；外加劑選用正規(guī)廠家產(chǎn)品，并經(jīng)檢驗合格；墩身混凝土使用同一廠家、同品種、同強(qiáng)度等級水泥、同品種脫模劑，以保持混凝土外觀顏色一致。（2）嚴(yán)格按配合比施工，砂、碎石、水、粉煤灰、減水劑計量采用自動計量設(shè)備，配料偏差粗、細(xì)骨料控制在±2％之內(nèi)，水、粉煤灰、外加劑控制在±1％之內(nèi)。（3）增加攪拌時間，攪拌時間由設(shè)計的2分鐘增加至3～4分鐘。（4）嚴(yán)格控制減水劑摻量及混凝土用水量，坍落度控制在18cm～22cm之間，不滿足要求的混凝土嚴(yán)禁使用。（5）認(rèn)真做好施工配合比，根據(jù)機(jī)制砂中含有>5mm的石子含量，合理調(diào)整混凝土施工配合比，保證砂率滿足混凝土的泵送要求。（6）必須做粗細(xì)骨料的含水量，合理調(diào)整混凝土的加水量，保證混凝土質(zhì)量。

　　混凝土泵送采用HBT60C-1816Ⅲ型高壓混凝土地泵，理論正常工作壓力為16MPa，合塞頂程為1.8米?；炷帘霉転閮?nèi)徑125mm高壓管。垂直混凝土泵管附著在腳手架上，在高度方向每隔20m采用5t鏈子葫蘆固定，這樣就可以緩沖泵送過程中的沖擊力，且方便混凝土泵管的安拆。

　　四、模板設(shè)計

　　墩身模板在充分考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的后，采用翻模施工，墩身模板分大模、角模和收坡模板3種類型。采用纜索吊提升墩身模板進(jìn)行循環(huán)施工，將外模施工平臺支撐于外模板的橫肋上，工作平臺隨外模標(biāo)準(zhǔn)節(jié)一起提升，施工人員在內(nèi)外模施工平臺上進(jìn)行模板安拆、鋼筋安裝、混凝土施工等。

　　通過計算，模板高度為1.5m，內(nèi)外模板的大模橫向主肋采用16槽鋼，中豎向主肋采用8的槽鋼，中橫主肋采用5mm扁鋼，縱橫向邊主肋采用角鋼80*80*5，面板采用6mm鋼板，模板水平縫有陰陽止口，豎向縫無陰陽止口，陰陽止口大小為陽5mm陰4mm.內(nèi)外模板通過φ20對拉桿連接，在穩(wěn)定性方面主要通過拉桿的抗剪、混凝土與模板的粘結(jié)力、模板的整體受力及墩身收坡來保證整個模板的穩(wěn)定性。外模施工平臺采用75×75×5角鋼焊接成三角托架，焊接于外側(cè)模橫肋上，每個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外模安裝一套，在支架位置外連續(xù)鋪設(shè)，形成貫通通道，并在外模上安裝施工人員上下通道。在三角托架頂面密排5cm厚木板，供施工人員作業(yè)、行走，存放小型機(jī)具。內(nèi)模板中間施工平臺采用φ50鋼管搭設(shè)一施工平臺，通過鏈子葫蘆與模板連接，以便安拆，同時采用鋼絲繩打保險，確保平臺安全。墩身內(nèi)平臺利用纜索吊隨著模板的爬升一起上升。

　　五、高墩控制測量與監(jiān)控

　　高墩的控制測量與施工監(jiān)測主要從墩中心定位測量、墩高程測量、垂直度測量三個方面加以考慮。因此必須精確測量放線，同時施工前復(fù)核好墩身軸線位置及標(biāo)高。標(biāo)高測量至每層模板的底口，根據(jù)不同的標(biāo)高計算出所對應(yīng)的墩身截面尺寸，用以檢驗和控制模板的截面尺寸及坡度。

　　在測量措施方面（1）組建精干的精測小組專門負(fù)責(zé)墩身的測量工作，配備先進(jìn)的測量儀器，確保墩身的線形控制。我們購進(jìn)了價值二十多萬的徠卡1200全站儀。（2）為了防止儀器誤差導(dǎo)致墩身偏斜，每一模必須用全站儀測設(shè)中心點(diǎn)與鉛直儀校核一次，并對墩身尺寸進(jìn)行一次復(fù)測以確保墩身線形控制。（3）堅持墩身中線的復(fù)測和墩身截面尺寸的測量檢查制度。（4）實(shí)行測量換手復(fù)核制度，對同一部位測量堅持兩個人獨(dú)立測量復(fù)核。（5）建立測量內(nèi)業(yè)復(fù)核制度，測量資料復(fù)核無誤后，報監(jiān)理工程師審查認(rèn)可，方可用于施工。（6）堅持相對恒溫、恒壓測量制度。

　　空心墩的測量、監(jiān)控過程：（1）在大體積嵌巖基礎(chǔ)施工前，首先放出墩身十字線，做好型鋼支架，將墩身預(yù)埋鋼筋準(zhǔn)確定位并確保在整個施工過程中墩身鋼筋不移位、不偏斜。（2）在第一次立墩身模板時，采用平面坐標(biāo)法（與導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測）準(zhǔn)確測放出模板4個控制點(diǎn)的平面位置，采用三角高程法測放出模板頂面高程，然后利用鉛錘線測量模板的傾斜。墩身傾斜率≯H／2500且≯30mm（H為墩身高度），軸線允許偏位±10mm，斷面尺寸允許偏差±20mm，墩頂高程允許偏差±10mm.（3）以后每節(jié)段立模時均與第一次一樣測量控制放樣，而且還要對前一節(jié)段進(jìn)行竣工檢查（傾斜、平面偏差及兩柱之間的相對位置關(guān)系檢查）。（4）平面位置控制。將全站儀架于控制點(diǎn)，用極坐標(biāo)法通過控制模板位置來控制墩柱平面位置。由于溫度對模板、儀器影響較大，每次固定觀測時間定為溫度變化不大的早上7：00左右。測量時先觀測大氣壓、溫度計讀數(shù)，輸入到全站儀，通過儀器自動改正。（5）高程控制。在承臺上南北面各布設(shè)兩個水準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)高程，基準(zhǔn)高程采用三角高程測量的方法從控制點(diǎn)用檢定鋼尺沿墩柱向上傳遞。同時采用在0＃臺處設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)位，通過墩身標(biāo)高傳遞進(jìn)行標(biāo)高復(fù)核。每翻模一次檢驗一次高程，其高程誤差應(yīng)符合規(guī)范要求，特別是墩頂最后一次必須控制好。

　　六、高墩外觀質(zhì)量控制

　　高墩施工由于多次立模、多次澆注，容易引起外觀質(zhì)量下降。為了提高外觀質(zhì)量，經(jīng)多次探索，采取了以下措施：（1）采用同一廠家的水泥、砂石、外加劑、摻和料，確保外觀的一致性。（2）針對混凝土泵送難、和易性差、顏色灰白的問題，調(diào)整混凝土配合比，在保持原來配合比、坍落度的前提下，增加適量粉煤灰。實(shí)踐證明，這對混凝土顏色及和易性有良好作用。（3）水平施工縫鑿毛處理，在每板混凝土施工后，均留下一道水平施工縫，當(dāng)混凝土終凝前，即可由人工在內(nèi)外模外側(cè)，由近及遠(yuǎn)繞周圈鑿混凝土表面浮漿。但此時要注意：鑿起的浮漿塊，不要急于清掃，它在混凝土養(yǎng)生時起到吸附水作用，只待再立模前清掃干凈即可。在鑿毛時，混凝土強(qiáng)度尚未達(dá)到100％，嚴(yán)禁施工人員在內(nèi)外圈豎筋上抓攀和在內(nèi)外圈鋼筋內(nèi)的混凝土面上行走踩踏。（4）澆筑混凝土前，先對上次施工頂面人工鑿毛，對支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件進(jìn)行檢查、整理，清除雜物，用高壓水沖洗干凈，模板間和下部嵌塞海綿條以防漏漿。（5）混凝土應(yīng)按一定厚度、順序和方向分層澆注，每層30cm，采用插入式振搗棒星型振搗，要求移動間距不超過振動器作用半徑的1.5倍；與側(cè)模應(yīng)保持5—10cm的距離；插入下層混凝土5—10cm；操作嚴(yán)格遵守快插慢拔要求，避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件。（6）提高立模精度，改用厚10mm的海綿膠皮處理接縫，保證接縫嚴(yán)密。（7）盡可能安排在下午或夜晚溫度較低時安排混凝土澆注施工，減小混凝土的坍落度損失。（8）混凝土澆注時，混凝土面低于模板面10cm，保證混凝土面的連續(xù)性。（9）為確保墩身外觀質(zhì)量，模板翻升到位后，必須對模板進(jìn)行徹底的清理、調(diào)直、修補(bǔ)和加固。（10）混凝土澆筑完成后，未拆模前，應(yīng)在養(yǎng)護(hù)期間經(jīng)常使模板保持濕潤，拆模后立即進(jìn)行薄膜覆蓋，每3～6小時灑水一次，以保持混凝土表面濕潤。養(yǎng)護(hù)時間比普通墩灑水養(yǎng)護(hù)時間延長3天。約10天左右。混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa前，不得使其承受行人、運(yùn)輸工具、模板、支架及腳-T-架等荷載。（11）拆模養(yǎng)護(hù)。強(qiáng)度達(dá)到70％即可拆模。拆模后立即開始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不少于7d.養(yǎng)護(hù)方法為灑水并覆蓋塑料薄膜。（12）拆模后及時修復(fù)表面缺陷，保證墩身顏色一致、棱角分明。

　　七、結(jié)語

　　高墩施工除了進(jìn)行嚴(yán)密的勞動組織外，關(guān)鍵要根據(jù)實(shí)際情況，在施工工藝上進(jìn)行突破，在技術(shù)上對方案進(jìn)行謹(jǐn)慎分析比較，高空、立體、平行、交叉作業(yè)才有可靠保證。在歹陽河大橋施工中，成功采用提升模板及纜索吊進(jìn)行翻模施工，很好的解決了高墩遠(yuǎn)距離混凝土輸送技術(shù)，確保了工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，同時也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前歹陽河大橋主墩墩身已經(jīng)施工完成，安全質(zhì)量都取得了可喜的成績。

　?。?）由于是百米高墩，施工人員安全顯得猶為重要；

　?。?）充分考慮峽谷地區(qū)材料水平、垂直運(yùn)輸問題，方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性；

　?。?）墩身的垂直度測量，需要采用精密測量儀器完成；

　　（4）高墩施工，要求具備良好的混凝土垂直輸送設(shè)備；

　　（5）高墩混凝土要求具有良好的和易性。