保阜高速黑崖溝2特大橋1205m柔性薄壁空心高墩施工技

1、技術(shù)交流保阜高速黑崖溝2#特大橋120.5m柔性薄壁空心高墩施工技術(shù)中鐵一局集團第四工程有限公司保阜高速公路LJ-19標黑崖溝2#特大橋黑崖溝2#特大橋120.5m柔性薄壁空心高墩施工技術(shù)1、工程概況保阜（保定阜平）高速公路（黑崖溝2#特大橋所在項目）橫貫太行山區(qū)，主橋采用（70+3×127+70）m預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，曲線半徑為800m；引橋采用5孔一聯(lián)跨徑40m的裝配式預應力混凝土T形連續(xù)梁，引橋跨徑組合為：5×40m（起點側(cè)），（5×40m）×2（終點側(cè)），橋跨全長為：5×40m+（70+3×127+70）m+（5×

2、;40m）×21121m。該橋設(shè)計共19墩2臺，薄壁空心柔性高墩共24個，平均高度84m，其中最高墩為120.5m（7#墩）。墩身設(shè)計雙側(cè)三次變坡，分別為56：1、80：1及等截面。其中6、7、8、9#墩為控制性主墩。本橋施工主要工程特點如下：1、自然氣候條件惡劣：該橋處于太行山腹區(qū)，晝夜溫差大，67月份多雷雨，年平均氣溫9.17，極限最低溫度25，每年的11月初到來年的3月底屬于橋梁施工冬歇期，可有效利用時間為7個月。2、地質(zhì)復雜：大橋位于中低山及溝谷，兩側(cè)山坡基巖出露，硬質(zhì)巖形成陡崖，軟質(zhì)巖形成陡坡，兩種地形相間出現(xiàn)，下部斜坡及溝底堆積大量巨大塊石，山體整體自然坡度大于60度，呈

3、“W”型谷狀，樁基地質(zhì)不符變更達到75%。3、地形難度大：山高谷深，場地狹窄，除了勉強在在線路左側(cè)修建了一條施工便道，谷中沒有一塊較大平整可以利用的施工場地，施工場地狹窄，給現(xiàn)場布置帶來很大的困難，使施工作業(yè)不能全面展開，大型機械設(shè)備不能合理配置施工。4、橋梁結(jié)構(gòu)綜合施工難度大：2、施工方案制定總體施工方案1、總體施工方案原則：合理的利用塔吊設(shè)備，保證較快的施工速度，滿足計劃工期及質(zhì)量要求，盡可能的減少成本投入。2、施工順序安排：基礎(chǔ)按照先下后上的順序施工，下坡方向橋墩基礎(chǔ)施工完成后，才能開始上坡方向橋墩基礎(chǔ)施工。重點保證6、7、8、9#主墩施工進度，各用一套翻模，先期同時開工， 其中7、8#

4、墩為該橋的主控項目；其他引橋墩臺為一般控制項目，主要作為主墩施工的調(diào)劑型工程。3、全橋平面布置：從線路的左側(cè)修建施工便道，便道與線路呈“S”型基本貫穿各墩臺，全橋布設(shè)QTZ80塔吊9臺，010m范圍最大起重量為8t；在6、7、8、9#主墩左側(cè)分別安放施工電梯一臺，中心拌和站設(shè)在距橋2Km處，沿施工便道左側(cè)設(shè)有料場及施工人員駐地。4、水平及垂直運輸方案：主要材料的水平及垂直提升使用塔吊，混凝土采用HBT80C型混凝土泵車進行直接泵送。高墩施工方案制定高墩施工的關(guān)鍵是選好墩身模板方案，我們對定型鋼模、平臺翻模、液壓平臺滑模幾種方案進行綜合比較，對模板方案進行了深入細致的研究，并進行了優(yōu)劣比較：定型

5、鋼模由于不能重復使用，材料用量浪費，耗資巨大，施工作業(yè)內(nèi)外平臺難以布置，不能滿足高墩施工要求；滑模施工難以保證高墩線性控制，不能保證混凝土外觀質(zhì)量，同時在托盤頂帽處必須更換平臺，操作復雜，效率不能發(fā)揮；抽芯式翻模較適合該橋的施工要求，采用塔吊整體提升施工內(nèi)平臺，外平臺安裝于模板外側(cè)，人員立足墩身混凝土，便于安全操作，內(nèi)平臺設(shè)計與模板系統(tǒng)分離，拆卸方便，施工收坡簡單易行，調(diào)模及對中工作量小，精度高；但存在抗風、抗扭性比較差等缺點。墩身施工時，塔吊提升一般材料，施工電梯運送施工人員，混凝土輸送泵輸送混凝土，輸送泵管道設(shè)在墩身外部，每6m預埋鋼板進行加固。施工內(nèi)平臺高于模板口50cm，泵管走行于內(nèi)平

6、臺上，墩身任意方位混凝土均可入模；墩身施工每隔7.5m預埋電梯附墻預埋件A型或B型。3、需要研究解決的關(guān)鍵技術(shù)在高墩施工過程中，為保證施工安全、迅速、保證高質(zhì)量的完成結(jié)構(gòu)施工，必須研究解決以下關(guān)鍵技術(shù)問題：1、抽芯式翻模模板設(shè)計與改進；2、高墩直螺紋套筒連接技術(shù)；3、高墩施工線性控制技術(shù)；4、采用分塊預制吊裝預留后澆帶形成整體高墩橫隔板技術(shù)；5、高墩混凝土泵送技術(shù)；6、深谷颶風高墩大跨橋梁施工安全技術(shù)措施研究；4、施工機具及勞動力配置情況說明根據(jù)現(xiàn)場地形地勢情況充分比選塔吊的，根據(jù)全橋混凝土設(shè)計方量大小、單次施工混凝土方量、地形地勢等情況，合理設(shè)置攪拌站和混凝土輸送泵。以便滿足施工需要。墩柱施

7、工主要機具統(tǒng)計詳見下表。黑崖溝2#特大橋墩柱施工主要設(shè)備登記表序號設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備數(shù)量生產(chǎn)廠家外型尺寸設(shè)備功率備注1塔吊QTZ809座山東明威742柴油發(fā)電機組250GF1臺揚州英泰3.3×2.1×2.5250電壓400V3拖式砼輸送泵HBT80C-21182臺湖南三一重工7.39×2.1×2.17132增加320m150管子4裝載機ZL-3001臺柳工921.7立方/方5攪拌機JS10003臺山東濟南7.6×3.3×6.5攪拌30/提升/7.5/水泵1.1運輸尺寸4.4*2.25*2.626混凝土配料機2HPD1200A3臺山東

8、濟南7.97×1.94×2.7712210立方/小時7卷揚機JM6A2臺南通力威機械有限公司1.88×1.5×0.922配鋼絲繩6*19-22，平均速度16.4m/min8卷揚機JM6B2臺南通力威機械有限公司1.88×1.38×0.915配鋼絲繩6*19-22，平均速度11.7m/min9鋼筋切斷機GQ-4012臺河南長葛華威1.2×0.45×0.62.2切32鋼筋10鋼筋彎曲機GW-4012臺鄭州市宇興通用0.76×0.76×0.713彎32鋼筋11交流電弧焊機B×1-400A30

9、臺重慶三峽0.6×0.4×0.623.212交流電弧焊機BX3-630-11臺13變壓器500+250KVA1臺含一級配電柜14鋼筋直螺紋滾絲機GSJ408臺北京勞動力組織表：序號工 種人數(shù)分工1隊 長1全面負責各班組協(xié)調(diào)工作2技術(shù)人員7負責班組技術(shù)工作3安 質(zhì) 員8負責班組安全施工及質(zhì)量檢查4測 量 工3放線及施工測量控制5試 驗 員4原材質(zhì)量控制及配合比選擇6班 長2負責各班組全面工作7起 重 工18纜索吊使用、維修及保養(yǎng)8電 工6施工現(xiàn)場電器維修及安裝9信 號 員18墩身平臺施工與塔吊聯(lián)系10模 板 工50模板組裝、拆除、吊運11鋼 筋 工40墩身鋼筋下料、綁扎，平臺

10、各部件焊接12混凝土工40混凝土搗鼓13普 工30混凝土拌和及材料運輸 合 計2275、施工方案實施5.1抽芯式模板的設(shè)計與改進方案比選方案一：外模采用一墩到頂大塊鋼模，內(nèi)模采用翻板爬模：優(yōu)點：（1）、模板設(shè)計時縱、橫向均按照設(shè)計尺寸，有利于保證混凝土的外觀質(zhì)量和墩柱幾何尺寸；（2）、模板單位重量?。?0kg/m2），便于安、拆施工；（3）、模板倒用次數(shù)少，可以避免因模板倒用變形，影響混凝土外觀質(zhì)量；缺點：（1）、一套模板總重量大（達288t），增加模板的成本費用；方案二：內(nèi)、外模采用抽芯大塊翻板鋼模：優(yōu)點：（1）、一套模板總重量?。ㄟ_44t），有利于節(jié)約模板的成本費用（節(jié)約投入達166萬元）

11、缺點：（1）、模板設(shè)計時采用抽塊調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸及墩身坡比變化，角模和抽塊接處最大理論錯臺為1.5mm，嚴格控制才能保證混凝土的外觀質(zhì)量；（2）、模板單位重量大（80kg/m2），安裝時需要調(diào)坡，需要加強對工人的培訓才能提高施工速度；（3）、模板倒用次數(shù)多（本墩柱需倒用21次），應嚴格模板倒用時的變形，才能保證混凝土外觀質(zhì)量。5.1.2內(nèi)、外模設(shè)計內(nèi)模和外模各加工一套抽芯翻模，模板每套四節(jié)，每節(jié)2m高，每次澆筑砼高度為6m，每澆筑一次，按照一定的模數(shù)逐節(jié)更換角模及大塊平模之間的抽塊，抽塊的倒用次數(shù)2次（左右副各一次），保證墩柱截面尺寸誤差小于1.5mm。5.1.3模板提升與調(diào)節(jié)（1）模板提升內(nèi)、外

12、模板均采用塔吊提升，人工配合拆立模。（2）模板調(diào)節(jié)和加固相鄰模板之間用螺栓連接，夾海綿條防止漏漿，模型上配有定位銷，確保模型位置準確，不留錯臺，內(nèi)外模型之間采用20mm拉筋連接，拉筋采用U-PVC管護套，方便倒用。5.1.4結(jié)論全橋共設(shè)計8套模型，滿足施工要求，解決了墩柱外坡比不一致、截面尺寸變化大等矛盾，節(jié)約成本達166萬元。5.2.1施工方案比選主墩鋼筋設(shè)計量32（約3437噸）、28（約1905噸），鋼筋用量大，平均每米墩身鋼筋6噸。方案一：埋弧對焊技術(shù)優(yōu)點：（1）節(jié)約材料，鋼筋的損耗??；（2）操作簡單，工人很容易接受；（3）成本低；缺點：（1）適用小于25的鋼筋；（2）多臺同時使用，對

13、電壓、電流要求高；方案二：搭接焊接技術(shù)優(yōu)點：（1）操作簡單，工人很容易接受；缺點：（1）材料損耗大，成本高；（2）立焊質(zhì)量不宜保證；（3）焊接浪費時間，工期不宜保證；方案三：滾軋直螺紋套筒連接技術(shù)優(yōu)點：（1）墩身施工和鋼筋加工可平行作業(yè)，節(jié)省工期；（2）鋼筋損耗小，節(jié)約材料；（3）不受電壓限制，安裝簡單；缺點：（1）套絲合格率偏低；5.2.2、滾軋直螺紋套筒連接施工要點（1）在進行鋼筋連接時，鋼筋規(guī)格與連接套筒規(guī)格一致，并保證絲頭和連接套筒內(nèi)螺紋干凈、完好無損。（2）采用標準型套筒連鋼筋時，先對正一端鋼筋中線旋入另一側(cè)鋼筋，用手擰至不動時，采用扳手或管鉗對套筒進行旋擰。安裝時，首先把連接套筒的

14、一端安裝在基本鋼筋的端頭上，用扳手或管鉗等工具將其擰緊到位，然后把導向?qū)χ秀Q夾緊連接套筒，將待接鋼筋通過導向夾鉗中孔對中，擰入連接套筒內(nèi)擰緊到位，即可完成連接。卸下工具后隨即檢驗，不合格的立即糾正，合格的接頭作上標記，與未擰緊的接頭區(qū)分開來，以防有的鋼筋接頭漏擰，并認真做好現(xiàn)場記錄工作。（3）鋼筋連接時用工作扳手將絲頭在套筒中央位置頂緊。當采用加鎖母型套筒時用鎖母鎖緊。（4）鋼筋絲頭保護帽在鋼筋連接前擰入套筒時逐一取下，集中取下多個保護帽。（5）鋼筋接頭擰緊后用力矩扳手按不小于下表中的擰緊力矩值檢查，并加以標記。滾軋直螺紋鋼筋接頭擰緊力矩值鋼筋直徑161820222528323640擰緊力矩值

15、/（N·m）80160230300360注：當不同直徑的鋼筋連接時，擰緊力矩值按較小直徑鋼筋的相應值取用。（6）力矩扳手的精度為±5。5.2.3結(jié)論： 采用直螺紋套筒連接施工工藝，很好的解決了墩身鋼筋接頭多、鋼筋損耗大等問題，同時節(jié)省了工期。5.3、高墩施工線形控制5.3.1施工方案墩身下實體施工完成后，放樣其左右副中心，做為永久性中心，利用5Kg線墜或垂準儀引至施工平面進行控制其平面結(jié)構(gòu)尺寸。5.3.2墩身平面標高控制利用山體自然坡度，將平點設(shè)置在較高位置，用平鏡對其模板口標高進行控制，其標高誤差應不大于5mm。標高的有效控制，可避免墩身在不斷升高過程中，由于誤差累計而造

16、成模板出現(xiàn)傾斜、板縫太大及墩身內(nèi)外坡比達不到設(shè)計要求。5.3.3墩身模板組裝墩身模板組裝質(zhì)量標準序號項目允許誤差檢查方法1表面平整度5mm2m靠尺和塞尺不少于3處2高程±5mm測量3相鄰模板表面高低差2mm尺量5.3.4墩身防扭曲控制5.4、采用分塊預制吊裝預留后澆帶形成整體高墩橫隔板技術(shù)5.4.1方案比選托架施工方案圖方案二、滿堂架法施工滿堂架施工方案是利用墩身內(nèi)空搭設(shè)腳手架，在頂部利用托架調(diào)整標高，上鋪槽12作為主梁，間距1.1m，分配梁采用槽10，間距0.7m。優(yōu)點：隔板和墩身一次澆筑，外觀良好！缺點：1、模板拆除及鋼管架拆除安全風險大，同時復雜的鋼管支架從空心墩有限空間內(nèi)不容

17、易吊裝出墩。2、資金投入大。3、影響工程進度及工期，每循環(huán)耽誤工期4天。滿堂架施工方案圖方案三、采用分塊預制吊裝預留后澆帶形成整體來施工高墩橫隔板的方案隔板分四塊預制，每塊重量約6噸（QTZ80型塔吊在10m范圍可吊裝8噸，滿足施工要求），鋼筋按照設(shè)計圖紙進行布設(shè)，鋼筋外露20cm，吊裝完成后主筋進行焊接處理，在空心墩部分吊板澆注后澆帶部分混凝土，整個橫隔板形成整體并嵌入墩身內(nèi)部，從而滿足設(shè)計受力要求。優(yōu)點：1、避免了拆底模的安全風險。 2、安裝只需要2小時即可完成，省工省時。3、可與墩身施工平行作業(yè)，減少相互干擾。4、經(jīng)濟性良好。缺點：墩身內(nèi)橫隔板部分因二次后澆帶施工，控制不好時外觀質(zhì)量稍差

18、。吊裝預制鋼筋混凝土板施工高墩橫隔板方案圖5.4.2隔板方案實施控制要點（1）隔板預制場地選擇在距墩身50m左右料場預制，可根據(jù)施工人員的時間安排，提前按照技術(shù)交底進行預制，隔板分4塊預制，尺寸為4.3×1×0.6m。板上預埋兩個16吊環(huán)。（2）隔板吊裝采用墩身施工的QTZ80型塔吊進行分塊提升，保證隔板在墩身倒角上壓1520cm，同時保證后澆帶的寬度。（3）連接鋼筋焊接對于預留的鋼筋，必須按照規(guī)范要求對鋼筋進行焊接，保證主筋受力良好。（4）后澆帶施工鋼筋在焊接完成后，采用1.8cm的楊木板對寬20cm的后澆帶封底，后澆筑混凝土，將隔板形成整體受力狀態(tài)。5.4.3.結(jié)論采用

19、吊裝預制砼板施工比托架法、滿堂架法施工關(guān)鍵線路工期縮短20天。節(jié)約施工成本131.95萬元。5.5、高墩混凝土泵送技術(shù)混凝土工程是一個系統(tǒng)工程，高墩泵送混凝土如何能夠順利到達墩頂，和每一個細小的環(huán)節(jié)都分不開。高墩混凝土輸送目前基本上采用泵送混凝土，針對現(xiàn)場實際情況，我們購置的三一重工HBT80C型混凝土輸送泵。泵送高度水平換算長度表類別單位規(guī)格水平換算長度m向上垂直管每米100mm125mm150mm345彎管每根90度R=0.5R=1.0m129軟管每5-8m長的1根20注：1、彎管的彎曲度小于90度時，需將列表數(shù)值乘以該角度與90度的比值；2、斜向配管時，根據(jù)其水平及垂直投影長度，分別按水

20、平、垂直配管計算；5.5.1高墩泵送混凝土施工要點（1）泵送混凝土的水灰比宜為0.40.6，在滿足可泵性要求條件時可適當降低水灰比；砂率宜為38%45%；最小水泥用量不小于300Kg/m3?；炷撂涠冉?jīng)時損失值大氣溫度（）102020303035摻外加劑混凝土坍落度損失值(mm)52525353550（2）混凝土輸送泵管扶著墩身上升，在墩身上預埋鋼板，每6m加固一道。（3）泵送混凝土堵管防止：混凝土澆筑過程中，保證混凝土和易性、保水性、粘聚性，快速連續(xù)澆筑。洗泵過程中若發(fā)生堵管，輸送班值班人員配合現(xiàn)場值班領(lǐng)工，落實施工隊把泵管清洗干凈后方可下班。在混凝土澆筑前，清洗活塞必須放置在水中，充分的

21、讓吸收水分，從而保證海綿球在泵管中的密封效果。泵管清洗必須采用清洗活塞和海綿球， 40m以上使用完整海綿球不得少于兩個。由于墩身立管比較長，在高墩澆筑混凝土時，泵車前3.5m處安裝閘板閥，洗泵時，先將閘板閥關(guān)閉（防止立管混凝土倒流），泵車料斗清洗干凈后，在S閥安裝清理活塞及海綿球（注意順序）。注意：必須清理干凈S閥中的混凝土，清洗活塞及海綿球方可放置的下。5.6、深谷颶風高墩大跨橋梁施工安全技術(shù)措施研究針對颶風高墩大跨連續(xù)梁快速施工，作業(yè)難度大、技術(shù)新、工藝高的特點，成立了科技攻關(guān)組，開展科研論證和施工方案定制，確立了研究試驗課題，分工負責，責任到人，加大科技投入，關(guān)鍵施工技術(shù)進行試驗，掌握方法取得經(jīng)驗后在進行實施，從而確保施工質(zhì)量和安全。主要試驗內(nèi)容及方法：5.6.1抽芯式翻模組拼試驗出廠