1、V 形墩施工技术方案探讨摘要:V 形墩支架支撑、模板及支架基础是 V 形墩施工的关键,支架基础形式的选择决定技术方案的合理性,又大大降低经济成本。 关键词:V 形墩;施工;方案 中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号: 近年 V 形支撑连续箱梁在桥梁建设中大量采用,因其不受河流通航、落差较大等影响,桥梁的整体外观现形比较美观。V 形墩设计使桥型显得更加优美,很好的与周边建筑融合在一起。V 形墩施工要求精度高,施工技术难度大。结合跨杨林塘运河的大桥对 V 形墩施工中支架、模板和支架基础进行初步探讨。 一、V 形墩总体施工方案 V 形墩由墩身、斜腿组成, C50 混凝土,预应力混凝土结构。
2、V 形墩通过 R=100 的圆弧段与其顶部的主梁 0#块组成倒三角形结构。 主墩 V 形墩施工材料采用 2 台 125T.m 的塔吊进行垂直运输,高度25m 左右。塔吊布置在东边承台外侧。 V 形墩与 0#块连为一体,施工时统筹考虑。根据 V 型墩和 0#块的结构特点,采用如下施工方案:采用钢支架现浇,钢支架分为内外两部分,外支架设临时预应力筋锁定;混凝土分三次浇筑,第一次浇筑至 0#块底板。 V 形墩支架与 0#块支架结合考虑,同步实施,按 0#块整体一次性浇筑进行控制计算。单个主墩由内外各 11 组型钢片架组成,通过主片架、内部拉杆及外部预应力形成了稳定的受力体系,体系内各杆件的选用还均按
3、外支架的外侧支点不设约束的工况进行了验算。 考虑到支架搭设施工和减小支架上缘位移,在单只承台外侧的支架底部设置 8 根钻孔灌注桩(沉降量极小,可减少预压程序)或钢筋混凝土牛腿作为支撑(方案进行比选和优化) 。混凝土浇筑时,荷载较大,为避免 V 形墩内侧跟部因受拉出现裂缝,在 V 形墩两侧每两组片架中间设对拉精轧螺纹钢筋并施加部分预应力。 二、V 形墩支架施工 两只 V 形墩的内、外侧支架采用型钢骨架,均对称设置,型钢片架在后场加工,运输至现场组拼;外侧模板均采用竹胶板,内侧模板除圆角位置采用钢模外其余均采用竹胶板。 外侧支架体系由基础、垫梁、型钢片架组成,支撑于承台和垫梁上;内侧支架体系由型钢
4、片架组成,直接支撑于墩座上。内、外体系各自独立,通过内部拉杆形成整体受力体系。 (1) 、支架结构 两斜腿外侧支架为 11 组 220b 骨架,支架下端与承台顶预埋件焊接固定,外侧支撑在贝雷上;内侧支架采用 11 组 220b 骨架,并用 212.6作拉杆,将内侧骨架连成整体稳定框架结构;内外侧骨架通过 3 层 66 根25 精轧螺纹钢连成整体稳定体系。 支架侧面示意图(仅示桩基础) (2) 、外侧支架 外侧支架由 11 组 220b 片架、10 分配梁、连杆组拼而成,一端支撑在承台上(与预埋钢板焊接固定) ,另一端支撑在桩基础顶的贝雷垫梁上。墩座竖直段钢筋绑扎结束后,安装外侧支架,外支架分三
5、部分(4+3+4)按先两侧后中间的顺序采用起重机吊装;测调到位后,连接分配梁,安装竹胶板。 外侧支架示意图 (3) 、内侧支架 内侧支架由 11 组 220b 片架、10 分配梁、连杆组拼而成,通过拉杆与外支架连成整体。内支架支撑于墩座上,立杆及斜杆作为竖向支撑与预埋钢板焊接固定。在每个立杆顶端支点处设置 1 个砂筒,然后安装顶模骨架(0#块底板支架) ,顶模骨架由 220b 和10 分配梁组成,220b共 11 根对应砂筒设置。 V 形墩钢筋绑扎完成后,安装内支架,内支架分三部分(4+3+4)按边、中、边的顺序依次采用起重机吊装;测调到位后,连接分配梁。 内侧支架示意图 (4) 、预拱度设置
6、 根据以上叙述可知:支架体系为钢筋混凝土牛腿基础(实际采用牛腿基础)+整体型钢框架结构的组合体系,基础稳定,型钢框架刚度大,可以直接根据间隙值和各部分弹性变形值确定支架预拱度,不需进行支架预压。 三、V 形墩支架支撑基础 支架支撑基础考虑两种方案,一是采用 100cm 的钻孔灌注桩,二是采用钢筋混凝土牛腿。两种方案在技术安全以及经济方面进行比较。 首先是钻孔灌注桩基础。在纵桥向离开承台两侧 3.3m 的位置,沿横桥向打入 2 排(8 根,每排 4 根)100cm 的钻孔灌注桩,并在上口设置预埋钢板,每排桩顶设 3 路 321 贝雷作为垫梁,然后贝雷顶沿横桥向设置外侧骨架。6#、7#墩位有效计算
7、长度为 28m,设计承载力为 160t。 钻孔灌注桩基础布置示意图 支撑桩采用旋挖钻施工,施工控制执行公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)标准,其中沉淀层厚度必须小于 30cm。 其次钢筋混凝土牛腿基础。单承台两侧各做 5 个牛腿,长 3.8 米,宽 1 米中间牛腿宽 1.2 米,高一端 1.3 米根部 2.6 米。两侧牛腿设通长28 主筋双层共 12 根。 钢筋混凝土牛腿基础布置示意图 两种基础方案比较:第一技术方面,钻孔灌注桩虽然可满足基础承载力的要求,但钻孔灌注桩基础存在沉降变性,支架支撑会产生竖向位移,可能导致 V 形墩裂缝发生。而刚性强的钢筋混凝土牛腿则有效避免竖向位移,此
8、方案技术上更佳。第二经济方面,钻孔灌注桩方案两个主墩共计 32 根 100cm 的钻孔灌注桩,1.6 万元/根32 根=51.2 万元;牛腿基础 7.725 万元/个4 个承台=30.9 万元,成本相差 21 万元,经济上牛腿基础方案更节省。故两种基础方案比较后,选择钢筋混凝土牛腿方案。 四、V 形墩模板施工 V 形墩施工配备四套模板。 (1) 、模板结构与连接方式 V 型墩外侧模板均采用 1.5cm 高强竹胶板,分配梁采用102530cm,竹胶板利用 105 方木固定。 外骨架竹胶板:竖直段部分在支架吊装前安装,其余在支架吊装后安装;内骨架竹胶板均在吊装前安装竹胶板。 模板在顺桥向采用 11
9、25 精轧螺纹杆作拉杆,在横桥向采用 20对拉螺杆连接,并在模板内侧设置内支撑,以保证斜腿尺寸;10 分配梁均在骨架处搭接,竹胶板的水平搭接缝均设置在分配梁上,以减少错台。(2) 、外侧支架、模板安装 V 墩竖直段钢筋绑扎结束后,吊装外侧支架。安装步骤如下: 、承台施工时,同期完成基础桩的接桩施工,并在桩顶预埋钢板,用于贝雷横梁固定。 、外侧支架吊装前,测量预埋钢板顶标高,根据数值对每组片架底面的 220b 的长度进行精确修正,确保安装顺利。 、采用汽车吊吊装支架,支架分三部分吊装。经过测量、调整定位后,将骨架底与预埋板之间设置劲板焊接固定,骨架外支点和贝雷采用“倒 U 形”构件连接固定。 、
10、安装骨架连接部位的竹胶板。 、墩顶圆弧放样,焊接定位钢筋,待混凝土浇筑至墩座顶的圆弧底口位置,安装圆弧模板,然后继续浇筑混凝土。 (3) 、内侧支架、模板安装 第一次混凝土浇筑结束后,混凝土强度达到 10Mpa 后,进行内侧支架、模板安装。安装步骤如下: 、内侧支架吊装前,测量预埋钢板顶标高,根据数值对每组片架的立杆 220b 的长度进行精确修正,确保安装顺利。 、采用汽车吊吊装支架,支架分三部分吊装。经过测量、调整定位后,将骨架底与预埋板之间设置劲板焊接固定。 、安装内外骨架之间的拉杆,并锁定螺母;底面两层拉杆的紧固程度必须确保内外侧模板与混凝土密贴。 、安装内侧圆弧段模板,上、下边采用螺栓
11、与 10 分配梁(打孔)连接固定。 、安装立杆顶砂筒,在砂筒顶沿横桥向设置通长 220b 型钢,然后安装顶模骨架(0#块底板支架) ,顶模骨架由 220b 和10 分配梁组成,220b 共 12 根对应内模片架设置。 钢筋及预应力管道施工和混凝土施工不再赘述。 结束语 V 形墩采用支架整体现浇。V 形墩及箱梁 0#块组成三维空间结构体系,V 区是本桥的受力关键位置,浇筑 V 区混凝土的过程中,V 形墩根部易受支架变形的影响产生裂缝,必须减少浇筑后的混凝土受支架变形的影响,保证 V 形墩外形尺寸和施工质量。因此,设计好 V 形墩支架、模板以及支架基础,使整个支架体系必须有足够的强度、刚度和稳定性,才能即以最小的成本做出优良的工程。 参考文献和规范、标准 1、 公路桥涵施工技术规范 (JTJ014-2000) 2、 公路工程质量检验评定标准 (JTGF80/1-2004) 3、 基础工程 4、 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004 5、 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007 6、 钢结构设计规范GB50017-2003