铁路桥梁空心墩施工技术方案

二〇一〇年十一月一、工程概况1.1、空心墩设计情况：甬江左线特大桥空心墩共计82个，大于等于30m的墩身为32个，其中383＃墩，墩身高度36.5m。空心墩最高墩高36.5m（383＃墩）。最低墩墩身高度为21m，最大高差15.5m。1.2、施工进度安排本标段计划空心墩模板配置6套，其中墩身截面为3×8.5m共28个墩属于A类配置2套模板，墩身截面为3.6×8.7m共37个墩属于B类配置3套模板，墩身截面为4.4×9.0m共6个墩属于C类配置1套模板，剩余其他尺寸的墩身由以上模板进行组合使用即可。每套模板按照周转12个墩身考虑。单个空心墩实际平均工期为10天。按6套模板计算，总工期共为137天1.3、机械设备配置工程名称机械设备名称规格型号单位数量备注甬江左线特大桥三架子队履带汽车吊50t台2空心墩钢模板4套，每套20节，标准节长度2m，另外加工有调整节，调整节长度为0.5m，该桥墩施工完毕后，模板全部转至相邻墩位使用。汽车吊25t台2砼输送泵车HBT60台3电焊机BX500台8钢筋弯曲机GWJ40台4钢筋切断机GQJ40台4钢筋调直机GTJ4/813台4振捣棒D-50台8振捣棒D-70台16发电机200GF台2货车板式台2装载机ZL50台2钢模板套4钢模板调整节节10工程名称机械设备名称规格型号单位数量备注甬江左线特大桥四架子队履带汽车吊50t台1空心墩钢模板2套，外加一套圆弧端模板，每套20节，标准节长度2m，另外加工有调整节，调整节长度为0.5m，该桥墩施工完毕后，模板全部转至相邻墩位使用。汽车吊25t台2砼输送泵车HBT60台2电焊机BX500台6钢筋弯曲机GWJ40台2钢筋切断机GQJ40台2钢筋调直机GTJ4/813台2振捣棒D-50台6振捣棒D-70台12发电机200GF台2货车板式台1钢模板套3钢模板调整节节52.1方案概述空心墩施工采用分段施工，首先浇筑底部2.5m实心部分，然后每段浇筑4m，且每段由两节2m的模板组合而成。同类型空心墩首先利用调整节施工高度差异部分（δH1、δH2段），再利用现有标准节模板施工，每次浇筑4m，由2m×2节模板组成。二、空心墩施工方案线路中心线线路中心线35：1m：1线路中心线线路中心线35：1m：1承台基础承台基础空心墩身N空心墩身N+1调整节段标准节段标准节段门洞2门洞2门洞1门洞1同类型空心墩施工顺序图一同类型空心墩施工顺序图二线路中心线线路中心线35：1m：1承台基础空心墩身N+2调整节段标准节段门洞2门洞12.2、工艺流程模板组拼钢筋加工测量放样拆除、提升、安装模板绑扎第二节钢筋搭设第二节脚手架浇筑第一节砼支立模板绑扎第一节钢筋搭设第一节脚手架承台顶面凿平、清洗干净测量放样施工准备下一循环浇筑第二节砼2.3、测量控制①墩柱平面控制采用全站仪坐标放样法，在第一节2.5m实心墩施工完毕后，通过全站仪放样出墩身两个轴线，经复核无误后，分别在实心墩底部和墩身外部沿轴线方向设置9个定位桩，以便于后期每节模板校和控制使用。（见下图）空心墩控制点布置图202020205050中心点变弧点变弧点本图单位以厘米计②桥墩高程控制采用水准仪配合校准的钢尺进行控制。选用墩身双向量测进行控制复核，在施工高度至墩顶时采用水准仪进行精密测量控制，垫石标高误差：0~-15mm。③垂直度或坡度控制采用全站仪和通过墩底部基点调垂球的双控方法进行控制，施工时严格按照要求控制，墩身的最终尺寸控制目标为：±30mm。2.4、模板加工及安装2.4.1模板加工：模板配置按照最高墩36.5m进行配置，可供同类型任意墩的循环利用，计划圆弧段采用钢模板，平面板采用竹胶板制作或组合钢模。2.4.2模板安装为保证接缝严密不漏浆，在接缝处加橡胶密封垫。模板横向加固采用φ22对拉螺栓贯通加固，保证在浇筑混凝土过程中不跑模；拉杆外套PVC管，管径比拉杆大2mm，便于拉杆抽出和重复使用。PVC管与模板接触处套伞形塑料堵头，防止该处漏浆。墩身第一节钢筋绑扎完毕后，先安装第一组模板，检查模板垂直度、顶面标高、横向及纵向中心偏位。用钢尺检查模板内尺寸及对角长度，防止模板扭偏。单节模板垂直度先用垂球检查，再用全站仪进行复核，复核内容包括墩身纵横向垂直度、模板四角定位扭偏检查。2.5、空心墩轻型爬架方案整体式轻型爬架由爬架支承系统、底座、脚手架系统及提升设备四部分共同组成。爬架移动主要通过6个5t手拉葫芦提升、2根φ25精轧螺纹钢筋以及4个1.5t手拉葫芦提升横桥向、顺桥向偏移到位。整体式轻型爬架施工平面布置图φ70mm钢棒φ20mm销子轴线250250爬梯整体式爬架860φ48钢管脚手架钢管，外侧间距80cm，内侧间距160cm，内外排距120cm，步距120cm。2根I14工字钢过载梁采用∠75角钢连在一起做为支撑脚手架纵梁（与I25工字钢横梁采用U型卡栓接)I25b工字钢纵梁（置于横梁下，与横梁工字钢采用U型卡栓接）I25b工字钢横梁（置于纵梁上，与纵梁工字钢采用U型卡栓接）φ25精轧螺纹钢筋（辅助纵梁水平横移及定位）∠50角钢连接2根I14过载梁[10槽钢牛腿，将两根I14过载梁与I25纵梁连接在一起，下端与墩身砼抵牢系统共由6根钢棒组成，钢棒直径为70mm，插在墩身预埋孔内，钢棒两端通过定位销将钢棒定位，使其与墩身锁定。整体轻型爬架支撑系统示意图整体式轻型爬架底平面图φ70mm钢棒φ20mm销子轴线250250爬梯1360860I25b工字钢纵梁（置于横梁下，与纵梁工字钢采用U形卡栓接）φ25精轧螺纹钢筋（辅助纵梁水平横移及定位）I25b工字钢横梁（置于纵梁上，与纵梁工字钢采用U型卡栓接）φ25U型卡栓接底座由4根25工字钢组成，工字钢分两组一组长度为13.6m，另外一组长度为8.6m。工字钢环抱墩身，与墩身净距为5cm，且4根工字钢伸出8个悬臂，形成“#”型框架，工字钢用以支承上部脚手架系统，爬架底座的工字钢节点处两侧焊接250mm×500mm×10mm钢板，中间掏空φ80mm的圆孔.为了方便钢棒的安装与拆除，在爬架底支承点的下面安装4个小吊篮爬架脚手架设计为间距1.2m双排支架，外侧钢管支架间距0.8m，内侧钢管支架间距1.6m，步距均为1.2m。竖向钢管脚手架系统与底座上的2根I14过载梁工字钢焊接，2根I14工字钢过载梁之间用∠400角钢焊接成整体。每层框架（3.6m）顶面上铺设方木+竹胶板，分层框架之间设置由钢管搭设上下人的梯道。框架外侧及底座下设防坠安全网，框架4面贯通。整体式轻型爬架搭设第二节墩身施工完成后，开始安装爬架。爬架底座及脚手架系统直接在承台上制作临时平台供底座及爬架组拼。第二节墩身浇筑完成，拆除底部4.5m模板后，开始拼装爬架系统。首先在承台上用门式支架搭设一个操作台，在预留孔处安装好钢棒并用销子锁牢，然后在操作台上拼装爬架底座，4组底座工字钢间采用U型卡栓接。最后再分层拼装脚手架系统。爬架提升方法墩身第三次砼浇筑完毕后，首次提升爬架。爬架共设6个提升吊点，6个吊点均设在横桥向的两根长工字钢上。提升动力采用6个5吨的手拉葫芦。在爬架上端采用4个1.5吨的手拉葫芦在支架中部作平衡调节使用，使爬架在提升过程中始终处于平稳状态。整体式轻型爬架施工流程图-1第一步：浇筑空心墩底部2.5m实心部分承台400第二步：浇筑空心墩调整节部分承台4001、搭设外脚手架；2、立设空心墩底部2.5m模型；3、接长空心墩外侧钢筋，预埋空心墩薄壁内侧钢筋；4、浇筑空心墩底部2.5m实心部分。1、绑扎空心墩底部调整节钢筋；2、立设调整节外模；3、预埋轻型爬架钢棒孔道，安装内模并加固；4、浇筑空心墩调整节（4m－7.5m）混凝土。2.5m厚实心墩部分预埋墩身钢筋浇筑调整节砼整体式轻型爬架施工流程图-21、拆除空心墩调整节内外模型（保留1节2m模型）2、在承台上搭设支架，拼装轻型爬架系统，横桥向布置的两根I25工字钢作主梁；3、沿墩身模型顶口四周布置8个手拉葫芦，其中横桥向平板布置4个，顺桥向圆弧段模型处布置4个；第三步：拼装爬架承台第四步：第二节空心墩施工承台1、接长6m钢筋；2、立设4m模身内外模型；3、浇筑4m墩身混凝土。1150已浇筑未拆模(2m)钢筋接长/立模浇筑450爬架拼装支架脚手架系统φ70mm钢棒I25工字钢横梁I25工字钢纵梁I14工字钢过载梁5t手拉葫芦φ70mm钢棒I25工字钢纵梁I14工字钢过载梁5t手拉葫芦I25工字钢横梁脚手架系统固定钢筋的临时骨架整体式轻型爬架施工流程图-3第五步：第三节空心墩施工承台1、提升爬架4m；2、接长6m钢筋；3、立设4m模身内外模型；4、浇筑4m墩身混凝土。1150第六步：重复第四步、第五步1、重复第四步、第五步；2、墩身施工至顶下6.35m处。承台钢筋接长6m立模浇筑4m砼φ70mm钢棒I25工字钢纵梁I14工字钢过载梁5t手拉葫芦φ70mm钢棒I25工字钢纵梁I14工字钢过载梁5t手拉葫芦I25工字钢横梁脚手架系统脚手架系统固定钢筋的临时骨架固定钢筋的临时骨架I25工字钢横梁整体式轻型爬架施工流程图-4400501、立模浇筑墩身最后一节混凝土；2、在墩顶上内侧倒角的混凝土中预埋Φ20的带螺丝口的拉杆。承台第七步：浇筑墩顶最后一节砼5t手拉葫芦已浇筑未拆模(4m)新浇筑砼400501、利用墩顶上预埋Φ20的带螺丝口的拉杆，悬吊四根钢桁梁，其上铺设墩顶底模；2、安装墩帽钢筋及相关预埋件；3、立设墩帽外模，浇筑墩帽砼。承台第八步：浇筑墩帽砼脚手架系统5t手拉葫芦已浇筑未拆模φ70mm钢棒I25工字钢纵梁预埋φ20螺栓悬吊双拼[16槽钢I25工字钢横梁(与纵梁采用U型卡栓接)I25工字钢纵梁φ70mm钢棒I25工字钢横梁(与纵梁采用U型卡栓接)预埋φ20螺栓脚手架系统爬架节点详图5t手拉葫芦已浇筑未拆模φ70mm钢棒I25工字钢纵梁φ48脚手架钢管长15cm的φ25钢筋（下端焊在工字钢上，上端套在φ48脚手架立杆内）采用φ25U型卡将I12.6工字钢过载梁与横梁栓接在一起详图已浇筑墩身砼I25b型工字钢纵梁□250mm×250mm×10mm钢板φ70mm钢棒φ20mm销子详图空心墩内部爬架对于内爬架，在外爬架提升就位后，在进行内爬架提升。在外爬架提升初期，在拔出支撑钢棒时，需要进行原位更换短钢棒，用于临时支撑内爬架。内爬架同样利用4个手拉葫芦，其中上端固定在内模的龙骨上。内爬架在提升前后，需要进行内收和外扩两个工序，其中内收前松动所有横向槽钢固结螺栓，然后利用两根焊接在两片槽钢上的支撑螺栓进行前后移动。φ70mm钢棒轴线爬梯[16槽钢螺栓连接I25工字钢拉杆支撑螺栓支撑螺栓墩顶实心段施工图预埋φ22螺栓悬吊双拼[16槽钢300cm在施工前一节时，需要如图预埋12根约1m长的圆钢吊筋。该吊筋一段带螺丝，另一端需预弯，埋设的角度尽量与混凝土面垂直，单边吊筋预埋间距为1.25m。墩顶实心段施工平面图吊筋吊起双拼[16的槽钢，采用双螺帽调平，槽钢上铺设间距为25cm的方木，模板采用1.5cm的竹胶板。墩内爬梯图甲式检查梯平台乙墩内活动盖板乙式检查梯进人洞进人洞平台乙附注：图中尺寸均以毫米计。平台甲墩内活动盖板甲式检查梯桥墩内检查梯侧面图桥墩内检查梯正面图墩内活动盖板2.5模板拆除墩身根部第1、2节外模可利用5t倒链，搭设简易脚手架拆除，上部模板对应的内模拆除后，随即拆除外模。人工通过外平台或钢筋爬梯拆除竖向螺栓，后拆除水平螺栓。最后拆卸模板。人员撤离，松开倒链，吊车配合放模板到地面整修。三、混凝土施工3.1、根据设计要求，支承垫石采用C50钢筋砼，墩帽采用C40钢筋砼，墩身及托盘采用C35砼，施工中将从以下方面进行控制。（1）材料要求（2）配合比设计（3）混凝土搅拌（4）混凝土浇筑3.2、混凝土浇筑过程控制要点：①混凝土自出料口下落的自由倾落高度不得超过2m，以防止混凝土离析。为此现场采取串筒下料。每次混凝土浇筑时应连续进行，一般情况下不得中断。②控制砼入模温度，气温较低时，采用正温搅拌和