1、1钢套管在桥梁墩柱施工的应用探讨摘要：本文结合重庆三环江津至綦江高速公路第 03 合同段，北渡互通 G1K0+225.778 改路桥 2#墩柱采用钢套管+钢筋混凝土施工,介绍相关技术要点。 关键词：高速公路；钢套管；墩柱施工 中图分类号：U416 文献标识码： A 前言 北渡互通立交为重庆三环高速公路江津至綦江段与北渡至永新公路工程相接而设的互通立交。互通区域内地形条件为侵蚀剥蚀丘陵，主要工程地质问题为软弱地基、潜在不稳定路堤等，结合地形、地貌、地质条件等因素，施设北渡互通立交设置于 K36+488.055=EK0+198.68，E 匝道下穿主线。分离式立交设计时充分重视主线行车人的视觉感受，
2、遵循“桥型简洁轻盈，视野空透开阔，总体协调美观”的原则。 北渡互通 G1K0+225.778 改路桥,本桥为北路互通式立交改移原路上跨主线、北渡互通 B、D 匝道而设。桥位处地形较平缓，上覆低液限粘土厚 23m，下伏泥岩夹粉砂岩。上部结构采用 28+19+28m 预应力砼现浇连续箱梁，全桥共设置一联。下部结构采用钢筋砼圆柱墩(2#墩柱采用钢套管+钢筋混凝土结构形式)、重力式桥台，基础采用桩基础及扩大基础。在两岸台口设置 80 型伸缩缝；结合桥位处地形情况，全桥桩基础按端承桩设计，应保证桩基有效嵌岩深度符合设计图中的要求，施工时应根据2开挖后的实际地质情况酌情调整基底高程。 钢套管荷载计算 1、
3、水平荷载统计： 根据路桥混凝土的施工条件计算混凝土侧压力如下： 1）新混凝土对模板的水平侧压力标准值 按照建筑工程大模板技术规程 （JGJ74-2003）附录 B，模板荷载及荷载效 应组合 B.0.2 规定，可按下列二式计算，并取其最小值： F 0.22c 0t 12V F c H 式中 F-新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m ） 。 c-混凝土的重力密度（kN/m ）取 25 kN/m 。 t0-新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定，当缺乏实验资料 时，可采用 t=200/(T+15)计算，取 t0=6h。 T-混凝土的温度（25C） 。 V-混凝土的浇灌速度（m/h） ，现场提供
4、的浇筑速度不大于为 2 m/h。 H-混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取 4m。 1-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取 1.0；掺缓凝外加3剂取 1.2，该工程取 1.2。 2-混凝土坍落度影响系数，当坍落度小于 100mm 时，取 1.10不小于 100mm，取 1.15。本计算方案以混凝土坍落度高度为 180mm,取1.15。 F 0.22c 0t 12V =0.22x25x6x1.2x1.15x2 =64.4 KN/m F c H=25x4=100 KN/m2 混凝土对模板的水平侧压力取二者中的较小值，F=64.4 KN/m 作为模板水平侧 压力的标准值。有效压头
5、 h=64.4/25=2.6m，即当浇筑高度达到 2.6m时水平侧压力 达到最大值，之后侧压力不变。 2）倾倒混凝土时产生的水平荷载标准值 考虑倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值取值 4 kN/m （泵送混凝土）3）振捣混凝土时产生的水平荷载标准值 振捣混凝土时产生的水平荷载标准值取值 4 kN/m（作用范围在新浇筑的混凝 4土侧压力的有效压头高度之内） 2、水平侧压力的荷载组合： 荷载分项系数:新浇混凝土时对模板恒荷载分项系数取 r1=1.2，活荷载分项系数 取 r2=1.4 1）总体水平侧压力的设计值为： F 设=64.4*1.2+（4+4）*1.4=88.5KN/m 2）模板的变形分析采用
6、新浇混凝土对模板水平侧压力的标准值： F 标=64.4*1.0=64.4 KN/m 水平侧压力用于计算外模、内模和端模的刚度及强度。 钢套管设计 计算采用有限元软件进行建模分析与计算： 钢面板选用面单元，竖肋及背楞槽钢 选用梁单元，拉杆、连接螺栓及吊具选用实体单元进行模拟。 模板选材用料如下： 面板采用 5mm 热轧 Q235 钢板； 模板连接螺栓采用普通 4.8 级 M18 螺栓，其抗拉强度 ft=170N/mm 。 模板外场涂刷防锈材料,避免在施工和使用过程中锈蚀,对结构产生影响。 5钢套管样图 墩柱施工 4.1 钢筋施工 立柱钢筋骨架的加工制作及钢筋连接方式应符合设计要求, 由于墩柱与桩
7、基连接钢筋采取桩基施工时预埋，应特别注意预埋钢筋与立柱主筋连接方式，必要时应采取加强措施。由于该墩柱的特殊性，钢筋安装采用 2 阶段施工，第一阶段先安装墩柱直线段（墩帽）以下部分，完成后吊装整体墩柱模板，并将模板固定。第二阶段，在模板内部安装剩余墩帽钢筋，由于内部空间较小，现场必须采取措施，保证作业工人的安全。 在施工过程中，可能会发生碰撞致使预埋钢筋发生弯曲等情况，若有此情况则必须对钢筋进行顺直处理，同时对锈蚀严重的钢筋进行除锈，6采用钢丝刷对钢筋表面的浮锈进行清理，并将钢筋调到设计的位置，便于混凝土的结合。立柱竖向主筋连接和定位完成后，混凝土保护层的厚度应经检查满足要求后方可进行水平筋的安
8、装绑扎，水平筋应贴紧主筋。立柱上宜使用圆饼形或梅花形高强砂浆垫块。钢筋经过监理工程师检查验收合格后进行下道工序施工。 4.2 安装模板 4.2.1 模板制作完成后运至施工现场,模板安装前应将基础顶面清洗干净，根据设计图纸对立柱进行中心点和模板内外边线放样，并用墨线弹出。在位置线处应设定位装置，保证立柱轴线、边线的准确，采取措施防止模板移位。 4.2.2 对模板承垫的底部应预先采用水泥砂浆设置找平层，但找平层不得侵占立柱实体，避免钢筋无保护层。吊装模板前，应再次检查混凝土保护层垫块是否按要求布设完毕。 4.2.3 墩柱高度 H=5.8 米,现场采用整体方式吊装，吊装前应先检查整体预组拼的立柱模板
9、拼缝，连接件、螺栓的数量及紧固程度；吊装前尚应检查钢筋骨架是否妨碍柱模套装，宜采用铅丝将部分钢筋预先向内绑拢，使立柱模板能从顶部顺利套入。 4.2.4 立柱模板安装就位时，采用缆风绳将立柱模板拉紧,最后检查校正对中及垂直度无误后，方可固定风缆。 4.3 混凝土及预埋件 浇筑混凝土前，应清除模板内的杂物，并采用水泥砂浆在模板外封堵底部缝隙，同时应履行模板检验验收的手续。 7砼在拌和站统一拌和，拌和砼用各种原材料必须经监理工程师检验合格后方可进场，墩柱采用 C30 混凝土，严格按监理工程师已批复的配合比进行拌和。混凝土浇筑选择在一天中气温相对较低时浇筑，施工温差控制在 5之内，人工控制入模位置和速
10、度,浇筑混凝土时采用插入式振捣器振捣，分层浇筑分层振捣。分层厚度控制在 30cm 左右，用插入式振动棒振捣，棒头距模板间距不大于 10cm，棒间距 30cm，插入下层砼5cm，使上下密切接合。振动棒应垂直快插慢拔徐徐提出，准确掌握振捣时间，做到既不弱振，又不过振，更不可漏振，确保混凝土振捣密实。混凝土密实的标志是：砼停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。当混凝土浇注快结束前，砼应逐步减少坍落，避免形成表面砂浆厚度大，影响质量。 本桥上部结构采用钢筋混凝土现浇箱梁，支座采用的是盆式支座，所以在浇筑墩柱顶部混凝土的同时，要对支座的地脚螺栓位置进行预留，本桥现场采用预埋 PVC 管，PVC 管
11、底部封闭。在浇筑墩柱顶部混凝土的同时，将准备好的 PVC 管埋置于事先测量定位的栓孔位置并固定，避免出现 PVC 管的上浮、前后移动等，待顶部混凝土浇筑完成后，进行再次预埋 PVC 的检查，确保位置的准确。 4.4 混凝土的养护及钢套管的保护 浇筑完毕后，为保证已浇筑好的混凝土在规定龄期内达到设计要求的强度，并防止产生收缩，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施。混凝土的养护用水采用淡水养护且派专人养护，墩柱采用用工布对8混凝土顶面加以覆盖并浇水，使混凝土在一定的时间内保持水泥水化作用所需要的适当温度和湿度条件，浇水次数根据现场情况，以能保持混凝土处于湿润的状态来决定。混凝土在养护过程中，如发
12、现遮盖不好，浇水不足，以致表面泛白或出现干缩细小裂缝时，要立即仔细加以遮盖，加强养护工作，充分浇水，并延长浇水日期，加以补救。 由于该墩柱的特殊结构形式,混凝土浇筑完成后,钢套管不予拆除,直接作为永久结构主体的一部分。在混凝土养护过程中，同时仔细检查钢套管的情况，是否存在防锈材料因施工、转运等碰撞脱落，发现后及时处理。 结束语 在现阶段公路桥梁设计与施工，采用现浇梁跨越公路主线结构形式乃是大势所趋，因此对桥梁主线分隔带内的下部结构,特别是墩柱提出了不同的要求,如何减小墩柱的截面积,并能保证墩柱的受力满足桥梁的各项要求,已经逐渐成为桥梁安全的课题。北渡互通 G1K0+225.778 改路桥2#墩柱采用钢套管+钢筋混凝土，取得良好效果，得到了重庆市公路、桥梁等各界专家人士的肯定和好评。 参考文献： 1李鹏斌.浅述墩柱工程施工技术.科技与企业2012（2） 2韩林海. 钢管混凝土轴压稳定承载力研究.哈尔滨建筑大学学1998(3)
