1、山嶺重丘區(qū)高墩橋梁施工方案探討摘要：本文著重對(duì)山嶺重丘區(qū)高墩橋梁的施工中應(yīng)注意的問(wèn)題作了簡(jiǎn)要的探討。 關(guān)鍵詞：高墩橋梁 液壓提升托架 爬升模板 徐變Abstract: this paper focuses on the high mountains of the bridge pier authors should be paid attention to in the construction of the problems are discussed.Keywords: high bridge pier hydraulic ascension bracket creep climb tem
2、plate中圖分類號(hào)：K928文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：在山嶺重丘區(qū)修建高等級(jí)公路，因山高路陡，通常要選擇較高的線位才能滿足線形的要求，在跨越河谷時(shí)免不了要修建大量的高架橋梁，這樣七八十米高、甚至上百米高的墩柱都有可能碰到，這么高的墩柱施工是不能按以往的普通辦法處理了。故高墩柱的施工成為山區(qū)橋梁施工的重要研究課題，本文就此問(wèn)題淺談一下個(gè)人的意見(jiàn)。1、施工方案的選擇高墩施工往往帶有各種因素同時(shí)存在。由于墩柱越高，施工難度相對(duì)加大，施工安全因素同時(shí)會(huì)增加了很多。無(wú)論是從鋼筋加工和運(yùn)輸、模板的搬運(yùn)和爬升、砼的施工、施工人員的上下走動(dòng)都帶有各種安全因素，故高墩施工方案的選擇可以從幾個(gè)方面進(jìn)行選擇：1.
3、1采用鋼管支架施工：墩高30米時(shí)，一般采用抱墩鋼管支架施工（即滿堂支架施工）比較經(jīng)濟(jì)，且相對(duì)快速、安全，且驗(yàn)算起來(lái)比較簡(jiǎn)單。采用抱墩鋼管支架施工時(shí)，首先要驗(yàn)算支架鋼管的強(qiáng)度，計(jì)算支架鋼管的間距、根數(shù)，檢測(cè)地基的承載力，驗(yàn)算整個(gè)結(jié)構(gòu)本身的重量以及模板的重量是否滿足支架的要求。1.2采用爬升模板施工：爬升模板是一種將混凝土澆入固定模板內(nèi)，待混凝土硬化到一定強(qiáng)度后，將模板拆離墻面，然后利用爬升設(shè)備進(jìn)行模板提升，或自行爬升一端高度，采用逐段爬升的一種模板施工工藝。它適用于現(xiàn)澆混凝土豎向或傾斜結(jié)構(gòu)的模板施工。它是直接利用建筑物的混凝土墻體作為支承主體來(lái)進(jìn)行模板提升的。這種施工方法對(duì)于公路橋梁上來(lái)說(shuō)，主要
4、利用于墩柱結(jié)構(gòu)截面為等截面的高墩施工。其施工要點(diǎn)：安裝程序一般為：測(cè)量放線安裝支架、模板系統(tǒng)安裝爬升裝置和設(shè)備布置操作平臺(tái)和測(cè)量控制調(diào)整固定好模板準(zhǔn)備澆筑施工一般整體爬模施工操作工藝流程為：彈線內(nèi)架限位升內(nèi)架升外架升外模綁扎鋼筋升內(nèi)模水平結(jié)構(gòu)工程施工降內(nèi)模、校正搭平臺(tái)澆筑砼拆除程序與安裝程序相反，必須注意爬模一般在結(jié)構(gòu)到頂后拆除，其安全措施、施工操作要求類似于滑模拆除方法。爬升模板施工應(yīng)符合以下要求：進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的爬升模板系列應(yīng)按施工組織設(shè)計(jì)及有關(guān)圖紙驗(yàn)收合格后方可使用。模板按安裝程序安裝完畢后，應(yīng)馬上進(jìn)行測(cè)量校對(duì)合格后對(duì)所有的連接螺栓進(jìn)行緊固檢查，并進(jìn)行試爬升驗(yàn)收合格后才能投入使用。正式爬升前，
5、應(yīng)先拆除與相鄰大模板及腳手架的連接桿件，使爬升模板各個(gè)單元體分開(kāi)。爬升時(shí)應(yīng)先收緊鋼絲繩，然后拆除螺栓。同時(shí)檢查卡環(huán)和安全鉤，調(diào)整好大模板或爬升支架的重心，使其保持垂直，防止晃動(dòng)和扭轉(zhuǎn)。操作人員應(yīng)站在安全位置，不準(zhǔn)站在爬升件上爬升，應(yīng)站在固定件上爬升。爬升應(yīng)穩(wěn)起穩(wěn)落，平衡就位。防止大幅度擺動(dòng)和碰撞。注意防止爬升模板被其他構(gòu)件卡住。發(fā)現(xiàn)卡住時(shí)，應(yīng)立即停止爬升，排除故障后方可繼續(xù)爬升。每個(gè)單元的爬升應(yīng)在一個(gè)工作班內(nèi)完成，不準(zhǔn)中途交接班，更不允許隔夜再爬升，爬升完畢后應(yīng)及時(shí)固定。高墩作業(yè)如遇五級(jí)以上大風(fēng)時(shí)應(yīng)停止施工。爬升完畢后，應(yīng)將小型機(jī)具及螺栓全部收拾干凈，不得遺留在操作架上。1.3采用液壓提升系統(tǒng)
6、托架施工：當(dāng)墩高超過(guò)30米時(shí)，從節(jié)省經(jīng)濟(jì)方面考慮可以采用托架施工方案。采用托架施工時(shí)，首先要選擇好支撐面，根據(jù)實(shí)際需要情況進(jìn)行預(yù)埋件的布置和加固處理，然后再根據(jù)已設(shè)計(jì)好托架結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行托架底座和排架的施工。液壓提升系統(tǒng)托架是主要利用于墩柱為四方形截面的結(jié)構(gòu)且截面變化不大(最好是有一對(duì)稱面尺寸保持不變)的情況下，利用墩柱混凝土結(jié)構(gòu)作為固定支撐面(支撐面主要靠預(yù)埋好的插梢套筒和插梢完成)，然后在支撐面上作一固定支撐平臺(tái)，再在支撐平臺(tái)上搭設(shè)工作排架和安裝液壓提升系統(tǒng)，這樣就形成了托架整體。其工作要點(diǎn)：1、液壓提升系統(tǒng)托架操作工藝流程為：選位預(yù)埋插梢套筒建立固定支撐平臺(tái)利用插梢將平臺(tái)安設(shè)到插梢套筒上搭
7、設(shè)合適的工作排架在工作平臺(tái)上利用數(shù)個(gè)液壓千斤頂和足夠強(qiáng)度的鋼鉸線(鋼絲繩)組成提升系統(tǒng)等本施工段已完成達(dá)到強(qiáng)度要求后將鋼鉸線的一端固定在豎向主筋上，另一端穿在液壓千斤頂?shù)墓ぷ麇^上需要提升時(shí)可同時(shí)開(kāi)動(dòng)液壓千斤頂使工作平臺(tái)可以取出插梢，后讓托架緩慢上升直至到達(dá)另一預(yù)埋插梢套筒位置進(jìn)行固定。2、注意事項(xiàng)：(1)提升過(guò)程中應(yīng)設(shè)專人檢查各獨(dú)立的提升高度，以保持托架的平穩(wěn)性。(2)托架上應(yīng)控制存放重量，最好不要出現(xiàn)偏壓。(3)提升過(guò)程中應(yīng)有人隨時(shí)檢查托架上的物件，注意防止提升過(guò)程中被其他構(gòu)件卡住。發(fā)現(xiàn)卡住時(shí)，應(yīng)立即停止提升，排除故障后方可繼續(xù)提升。(4)每個(gè)提升過(guò)程應(yīng)在一個(gè)工作班內(nèi)完成，不準(zhǔn)中途交接班，更
8、不允許隔夜再提升，提升完畢后應(yīng)及時(shí)固定。(5)高墩作業(yè)如遇四級(jí)以上大風(fēng)時(shí)應(yīng)停止施工。液壓提升系統(tǒng)托架工程實(shí)例：某大橋最高墩高為77.5米，墩柱結(jié)構(gòu)為雙柱式空心薄壁墩，空心墩截面尺寸為順橋向?yàn)?米，橫橋向墩頂尺寸為2.5米，墩底尺寸為4.05米，其壁厚為30cm，雙墩柱間每隔25米設(shè)一橫系梁，墩柱橫系梁部分為1米厚的實(shí)心結(jié)構(gòu)，其余部分為空心結(jié)構(gòu)，其中空心部分每7.5米設(shè)一道橫隔板。該橋使用了液壓提升系統(tǒng)托架施工后，由于多個(gè)墩可以平行施工，減少了施工間歇現(xiàn)象，遠(yuǎn)遠(yuǎn)提高了施工的進(jìn)度，比原來(lái)設(shè)計(jì)要求的時(shí)間提前了三分之一強(qiáng)；因這種施工方法直接在墩上施工它只需開(kāi)始進(jìn)行墩柱施工時(shí)制作操作平臺(tái)，以及后來(lái)在墩上
9、往上進(jìn)行攀升而已，這樣大大減少了因墩柱高度增加而需加高加密排架所增加的費(fèi)用，經(jīng)過(guò)核算在采用這種施工方法后總的投入比原來(lái)預(yù)算的投資費(fèi)用減少了約60%，而且這種施工方法對(duì)于墩柱高度越高節(jié)約成本的效果越明顯。2、影響高墩施工的各種因素2.1從結(jié)構(gòu)方面考慮：1、砼的徐變影響：（1）砼收縮引起的墩頂高程的變化：砼收縮變形等于收縮率與墩高的乘積。砼收縮率為y（t）=3.2410-4Mi （1-e-0.1t） 式中，t為時(shí)間，Mi為非標(biāo)準(zhǔn)條件的修正系數(shù)，可取為1.0；收縮變形等于收縮率乘以墩高的積。砼徐變變形的影響：安裝上構(gòu)和進(jìn)行橋面鋪裝后，高墩將發(fā)生徐變變形，影響最后的橋面標(biāo)高。（2）砼徐變除受以上的因素
10、影響外，還應(yīng)考慮以下方面因素： 施工時(shí)的配合比不同會(huì)所產(chǎn)生砼應(yīng)力也會(huì)不同； 施工過(guò)程中砼的振搗的密實(shí)程度也會(huì)影響到應(yīng)力不同2、溫度變化引起的墩頂高程的改變，溫度變形等于變形率與墩高的乘積，其變形率為T(mén)=1T；其中1為熱膨脹系數(shù)：1=1.01.0-5（1/C），T為分析時(shí)段的溫差。 對(duì)于一般的高墩，亦可將砼收縮變形作為溫度降低來(lái)考慮。對(duì)整體澆筑的鉿結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于降低溫度15C20C；分段澆筑的砼或鉿結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于降低10C15C；同時(shí)，考慮到砼徐變的影響，砼收縮的內(nèi)應(yīng)力應(yīng)乘以0.45的系數(shù)。根據(jù)以上的分析，在澆筑墩身砼時(shí)，應(yīng)注意控制溫度和時(shí)間，統(tǒng)一基準(zhǔn)，以消除固有變形的影響。3、風(fēng)力產(chǎn)生的應(yīng)力可以根
11、據(jù)以下的公式進(jìn)行計(jì)算：W=K1?wK2?wK3?wK4?wW0式中：K1為設(shè)計(jì)風(fēng)速頻率換算系數(shù)，對(duì)特殊大橋及高等級(jí)公路上的大、中橋梁采用1.0，其它橋梁采用0.85。K2為風(fēng)載體型系數(shù)，圓柱墩為0.8。方墩為長(zhǎng)寬比大于1.5時(shí)用0.9；長(zhǎng)寬比小于或等于1.5時(shí)用1.4。K3為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，具體見(jiàn)下表離地面或常水位高度(m) 20 30 40 50 60 70 80 90 備注風(fēng)壓高度變化系數(shù)K3 1 1.13 1.22 1.30 1.37 1.42 1.47 1.52 K4為地理、地形條件系數(shù)，具體見(jiàn)下表地理、地形條件 一般地區(qū) 山間盆地、谷口 峽谷口、山口 位于避風(fēng)地點(diǎn)或城市市區(qū)內(nèi) 沿海
12、海面及海島地理、地形條件系數(shù)K4 1.0 0.750.85 1.201.40 0.8 1.301.50 W0為基本風(fēng)壓值(Pa)，當(dāng)有可靠風(fēng)速記錄時(shí)，按W0=v2/1.6計(jì)算；若無(wú)風(fēng)速記錄時(shí)，可參照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTJ021-85)所規(guī)定的全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖，并通過(guò)實(shí)地核實(shí)后采用。2.2通過(guò)施工測(cè)量來(lái)控制軸線偏位：1、考慮到連續(xù)施工的影響，應(yīng)注意提高測(cè)量放樣的精度。2、考慮到向陽(yáng)面與背陽(yáng)面日照時(shí)間的差異，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)時(shí)測(cè)量。3、考慮上構(gòu)安裝和約束的影響，在上構(gòu)安裝時(shí)，應(yīng)采取有效措施避免產(chǎn)生偏位和失穩(wěn)破壞。2.3高墩施工時(shí)對(duì)砼性能的要求：2.3.1對(duì)砼配合比的要求：1、強(qiáng)度：R330
13、MPa，R2840MPa2、流動(dòng)性：坍落度1822cm，2h坍落度損失2cm3、緩凝性能：初凝時(shí)間：墩身部分8h，橫梁部分16h4、水泥水化熱要求：砼摻外加劑后，要求干縮小、體積干縮縫少，比率不得大于同一配比的基本砼。5、可操作性：水平泵送距離250m，垂直泵送高程200m。6、外觀：外觀色澤保持穩(wěn)定，各段均勻一致。2.3.2對(duì)砼水化熱引起的溫度裂縫的控制：1、砼配合比：采用低熱水泥，控制水泥含量，保證水泥細(xì)度，控制骨料含量，合理?yè)皆鐝?qiáng)劑、減水劑、改善砼性能。2、砼的拌制、運(yùn)輸、澆筑：拌制、運(yùn)輸應(yīng)遮蓋，冬季澆筑溫度50C，夏季砼入模溫度25C。3、砼的溫度控制：空心墩內(nèi)外溫差20C，（采用雙控
14、、即控制升溫，控制表面砼溫降，如采用蓄熱法，蓋草袋，塑料薄膜等）。4、測(cè)溫：施工時(shí)預(yù)先埋設(shè)足夠多具代表性的測(cè)溫點(diǎn)。5、泌水處理：如發(fā)現(xiàn)較嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象，可用泌水材料及時(shí)將泌水清除，或用水泵將泌水從集水坑中抽出。6、砼養(yǎng)護(hù)及施工縫處理：用M09養(yǎng)護(hù)劑在砼表面涂?jī)杀椤Ｊ┕たp處理：對(duì)水平施工縫，在支模前鑿除浮漿皮，并用氣泵吹凈。然后澆水濕潤(rùn)24h。澆筑新砼前，先鋪厚30cm的C50水泥砂漿一層，以確保接口良好。3、高墩施工中的應(yīng)注意以下問(wèn)題注意初始偏差的影響：尺寸偏差、材料不均勻、鋼筋位置偏差及墩頂在施工荷載作用下產(chǎn)生過(guò)大的變形均會(huì)嚴(yán)重影響橋墩的穩(wěn)定性。初始彎曲降低橋墩穩(wěn)定性影響較大。橋墩越高，初始
15、彎曲越大，降低越多。初始偏心和初始彎曲的影響大致相同。鋼筋位置偏差的影響：主要是影響結(jié)構(gòu)抗力。由于高墩的結(jié)構(gòu)橫斷面尺寸很薄，對(duì)鋼筋位置偏差的影響十分敏感。應(yīng)嚴(yán)格保證鋼筋位置準(zhǔn)確。鋼筋殘余應(yīng)力的影響：鋼筋殘余應(yīng)力對(duì)高墩的受力和變形影響都很大，應(yīng)盡量減少焊接，采用機(jī)械連接，消除殘余應(yīng)力。注意保證墩身受力均衡，防止偏載。當(dāng)采用箍身平臺(tái)施工時(shí)，要考慮受力不均勻的影響。注意加強(qiáng)養(yǎng)生工作：防止砼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生初始裂縫及不均勻受力的影響。在澆筑砼時(shí)，注意振搗應(yīng)均勻、密實(shí)，防止砼強(qiáng)度產(chǎn)生過(guò)大的變異性。參考文獻(xiàn)劉屹立、王劍釗、宋平 建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用南京：江蘇科學(xué)工業(yè)出版社，2002.5李永珠 橋梁工程(公路橋梁與工程專業(yè)用)北京：人民交通出版社，1997.9注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。
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