斜拉桥墩塔梁固结施工

【摘要】本文结合六安市淠望路大桥主墩施工，介绍墩塔梁固结施工方案、施工工艺及施工控制要点等。

【关键词】斜拉桥；墩塔梁；固结施工

Abstract： this paper combining the p.i at road bridge main pier construction, tower pier beam consolidation construction scheme, construction technology and construction control key points, etc.

key words：cable-stayed bridge; Tower pier beam; Construction of the consolidation

中图分类号：U441文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1工程概况

桥梁起点桩号为K0+974.40,终点桩号为K1+385.60，桥梁全长为411.20m，主桥为85m+120m独塔双索面预应力砼斜拉桥，采用扇形斜拉索布置，为墩、塔、梁固结的刚构体系，索塔总高度为65.17m。

2墩塔梁固结施工简述

为保证成桥运营后墩塔梁受力集中部位应力分散均匀，不至产生非正常裂缝，在施工前我们做了精心的组织和方案准备，在施工时我们选择了墩梁、塔梁共同浇筑以保证横梁端砼的抗剪达到最佳效果（因墩身塔柱截面变化砼分两层浇筑），为减小两次浇筑砼的徐变差异，尽量缩短两次浇筑砼的龄差，计划五天实际六天完成（墩顶位置钢筋波纹管道类别较多钢筋波纹安装用时较长）。横梁下支架承载力满足整个横梁新浇砼及施工人员机具产生的荷载，第一次浇筑砼后，张拉部分预应力束将第二层的荷载均匀传递至支架。

3墩塔梁固结施工

墩身断面尺寸为：3.5×6m设25×25cm倒角，左幅墩身高7m，右幅墩身高11m。塔柱断面尺寸为：3×6m设25×25cm倒角，高度为65.17m。墩身、塔柱均为爬模法施工。索塔下横梁为暗置于梁内宽1.5m的双横梁形式。横梁底板长21.5m、底宽4.5m；顶板长22.0m、宽4.5m，梁面边高4.035～中高4.222m。此次浇筑上层横梁同时浇筑墩身及塔柱范围内现浇梁段，C50混凝计587m3。第一层横梁断面积6.7m2，混凝土144.05m3，每延米混凝土重量约174kN/m，第二层断面10.057 m2，每延米混凝土重量约261kN/m，上下两层横梁每延米重量约435kN/m，整个横梁砼总重9367KN。

3.1支架受力验算

索塔下横梁支架搭设方案如下图所示：

支架在左、右幅承台上各设1个支点，在两承台之间搭设1个支点用贝雷架拼装支腿，中间支点用14根钢管桩作基础，用贝雷架拼装支腿。上置6组贝雷架作纵梁，纵梁上摆放25工字钢作横肋，铺设25mm厚底模钢板，施工下层中横梁，下层中横梁混凝土浇筑完成后，绑扎上层横梁钢筋及时浇筑上层砼。

3.1.1底模面板横肋计算

因浇筑第二层横梁时第一层横梁的砼已经具有一定的强度，故底模面板和横肋承担的荷载只需计第一层的横梁重量。

1、底模面板计算

中横梁底模选用=12mm钢板铺设，最大均布荷载为45.0kPa，混凝土泵车输送混凝土时产生的冲击荷载2.0kPa，振捣混凝土时产生的荷载2.0kPa，钢板的容许弯曲应力[σ]=180MPa，每米宽钢板的抗弯模量W=24cm3，截面惯性矩I=14.4cm4，，安全系数k=1.3。

①抗弯计算：

底模横肋工字钢的最大净间距为L，

L = 82 cm

②.挠度计算：

底模面板的容许挠度值=1.5mm，底模工字钢的最大净间距为L

L = 58 cm

选用I25工字钢作为中横梁底模横肋，I25工字钢翼板宽度b=11.6cm，则工字钢的间距L工≤69cm。中横梁底模用=12mm钢板铺设，钢板尺寸为6m×1.5m，中横梁底模长为21.5m。

工字钢布置为：

6cm+60cm×35+38cm+6cm= 2150cm

共用横肋工字钢37根。

2、底板横肋工字钢计算

中横梁底模横肋选用I25工字钢，最大间距L=60cm，其容许弯曲应力[σ]=180MPa，抗弯模量W=402cm3，截面惯性矩I=5023cm4。

①抗弯计算：

底模纵梁的最大净间距为L，安全系数k=1.3。

L = 4.35 m

②.挠度计算：

底模横肋的容许挠度值=3mm，底模纵梁的最大净间距为L

L = 3.52m

实际取最大跨度为：1.5m,满足要求。

3.1.2底模纵梁计算

底模纵梁拟选用贝雷架，单片贝雷的容许抗弯[M]=900kN-m，截面惯性矩I=250497cm4，支点计算跨径L=7m，安全系数k=1.3，多片贝雷的组合系数k=0.8，横向布置贝雷数量为N。

荷载计算：

中横梁上下层混凝土每延米重量约435kN/m，内外钢模、连接件及钢楞每延米重量6kN/m，底模面板钢板每延米重量4.3kN/m，底模横梁工字钢每延米重量4.9kN/m，6片贝雷架的纵向均布荷载为5.6kN/m，其他荷载较小不计。

累计均布荷载q = 435kN/m + 6kN/m + 4.3kN/m + 4.9kN/m

=455.8kN/m。

2.抗弯计算：

N = 5.04片

3.挠度计算：

底模纵梁的容许弹性挠度值=6mm。

N = 2.43片

综合底板横梁工字钢和纵梁贝雷架的计算结果，纵梁拟使用6片贝雷架，间距: 15cm +90m + 120cm + 150cm + 120cm+ 90cm + 15cm = 600cm，能满足要求。

3.1.3支点计算

底模纵梁纵向均布荷载为455.8kN/m。

支点受力计算：

支点受力简化如下图所示。

由∑MB = 0

FA×8.2=(455.8 kN/m×10.75m)×(10.75m÷2)

FA=3211.8 KN

由∑F = 0

21.5（m）×455.8（kN/m）= 2×3211.8 KN + FB

FB = 3376.1kN

中支点钢管桩上横梁计算

计算简图：

弯矩最大处为跨中截面，

M=562.7*3*3.4-（562.7*0.75+562.7*1.95+562.7*2.85）

=2616.5KN.m

安全系数为：4*900*0.8/2616.5=1.1

3.1.4基础计算

两个边支点落在承台上，由贝雷架组拼而成，共有8个支承点，平均每个支承点承压为354kN，能满足要求。t

l桩在土层中的长度，m；

τ与l相对应的各土层桩侧极限摩阻力，Kpa.

共14根，承载力为14×460.6＝6448.8KN安全系数为：6448.8KN/3376.1=1.91。

钢管桩施工：

打桩振动锤使用90型中频振动锤，激振力为570KN，振动锤在打桩过程应观测其垂直度，打桩至设计深度后观测其下沉速度为：0～5cm/min后停止打桩，经振动锤经验公式计算单桩承载立完全满足要求。

3.2支架搭设

在承台和钢管桩基础顶面上，放出支架构件的中轴线。在现场花架将贝雷架拼装成组件，吊装就位。贝雷架层与层之间用U形卡或夹板或穿心螺栓固定。3个支架支腿安装完成后，测量其顶高程，放置调高和落架楔块，调节楔块高度，吊装支架纵梁就位，在纵梁下方安装横向稳定花架。摆放底模横肋工字钢，帮焊侧向稳定角钢，放出墩横梁中心线和边线，铺设底模面板钢板，与底模横肋工字钢电焊固定，焊接钢板接缝并磨平。

3.3第一层横梁钢筋制作与安装及模板安装

3.3.1墩身内预埋件安装

墩身钢筋绑扎完毕后，预埋墩身修饰性圆弧倒角钢筋，安装墩身内横梁波纹管，锚垫板，波纹管直线段每间隔一m用井字形钢筋定位，锚垫板安装用整体钢模固定保证其位置满足施工规范要求。

3.3.2钢筋制作

钢筋在加工场地严格按图纸尺寸下料制作，摆放整齐，以备安装使用。

3.3.3底腹板钢筋绑扎（见下图）

a.钢筋接头：Ⅱ级钢筋直径为16mm以内的采用绑扎接头，对Ⅱ级钢筋直径大于16mm的，采用电弧搭接焊或闪光对焊。

b.钢筋绑扎严格按图纸尺寸施工，先底板后腹板，再安装预应力管道。砼保护层垫块采用三角PVC管垫块，以保证砼保护层厚度。

3.3.4芯模安装

芯模采用木模，采用下压型钢保证芯模不上浮。模板安装完毕检查其外观尺寸和垂直度，上下口设置对拉螺栓加固。

3.3.5外模安装

外模采用组合钢模，接缝贴双面胶用螺栓连接后用磨光机磨平保证其不漏浆和平整度，拼装好后涂脱模剂进行安装，模板安装完毕检查其外观尺寸和垂直度，设置对拉螺杆加固保证浇筑构件尺寸。

3.3.6砼浇筑(见下图)

因中横梁处在索塔和墩身变截面位置砼浇筑分层浇筑，第一层浇筑高度为1.8m。

a.浇筑顺序：先底板，再腹板，从中间向两侧对称浇筑，以免支架沉降引起次内力。

b.砼浇筑采用砼输送泵，要严格按照输送泵的技术要求作业。

c.浇筑砼过程中，派专人对支架进行观测，发现问题及时采取加固措施。

d.砼浇筑完毕，待强度达到0.5MPa后，进行洒水养护。

3.4第一层横梁张拉

为保证第二次浇筑砼产生的荷载均匀传递至支架，第一次浇筑完砼后，张拉部分预应力束

图中E2'钢束采用分级张拉，在索塔处中横梁浇筑完毕后第一次张拉，张拉控制应力为0.5fpk=930MPa，在整个横梁浇筑完毕后进行第二次张拉，张拉控制应力为0.65fpk=1209MPa。当梁体砼强度达到设计规定的张拉强度（试压与梁体同条件养生的试件）时，即可对横梁横向束进行张拉。箱梁预应力的张拉采用双控，即以张拉力控制为主，以钢束的实际伸长量进行校核，实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求，否则应停止张拉，分析原因并9加以调整后，方可继续张拉。张拉的程序按技术规范要求进行张拉，按分段、分批、对称的原则进行张拉。

3.5第二层横梁钢筋制作与安装及模板安装

3.5.1墩身内梁段支架搭设

第一层砼浇筑后在支架纵梁上用钢管搭设墩身范围内梁段支架，钢管支架布设采用横桥向间距60cm,顺桥向间距60cm由引桥支架计算可知承载力满足要求，梁段楞木横纵均用10*10cm方木，竹胶板铺设底模。

3.5.2钢筋制作与安装

钢筋绑扎严格按图纸尺寸施工，预留好索塔修饰圆弧倒角钢筋和梁段预留钢

筋，墩顶梁段波纹管通过较多，用井字形钢筋每隔一米严格定位，为防止漏浆，在管道中放置抽拔管。因墩顶梁段先前于边跨施工将边跨腹板束固定端设置在梁段大桩号侧，预留孔道待边跨腹板束穿束，施工用预应力束YM15-9管道及ф32精轧螺纹管道待浇筑完砼后用特制小圆铲清理孔道保证孔道畅通，砼保护层垫块采用三角PVC管垫块，以保证砼保护层厚度。

3.5.3模板安装砼浇筑

内外模安装、砼浇筑同第一层。

4施工总结

墩塔梁固结施工是本工程施工难度之一，墩塔梁砼的顺利浇筑及支架变形满足施工技术规范要求标志着此工序的顺利完成，总结整个施工过程主要施工难点如下：

4.1横梁两端墩身塔柱外侧模板的固定。施工中我们借助横梁顶底板受力主筋设置通长对拉螺杆四层，通过计算满足要求，完工后效果较好。

4.2第一层浇筑砼芯模上浮。因底板厚度为80cm新浇砼对芯模产生的浮力较大，在芯模顶部分段使用型钢下压，下压型钢两端与底模工字刚连接固定芯模位置，拆模后测量底板厚度满足要求。

4.3砼浇筑分层衔接。此次浇筑砼的面积较大、锚下砼较多、浇筑时候气温较高砼初凝时间缩短，为确保在上下层砼在初凝时间内连续浇筑，施工前对人员分工明确，安排两台输送泵同时送料整个浇筑过程井然有序。

4.4横梁底模与墩柱模板接缝处理。因横梁支架搭设时支架端距墩柱模板50cm，该位置砼处于剪力最大处，此处底模的刚度要求较高，施工时采用小型钢向支架设置斜撑，底模端钢板与墩身模板焊接（墩身是采用爬模也能承担一定竖向荷载），砼浇筑过程中通过观测底模刚度满足要求。

5结语

墩塔梁固结位置是斜拉桥受力集中复杂的部位，也是斜拉桥施工控制中的重中之重，支架单位面积上浇筑砼方量大和短时间内绑扎墩顶钢筋安装墩顶预应力管道是本次施工的主要难题，通过施工前的精心组织整个施工过程比较顺利，墩塔梁固结的顺利施工让我们对后续的施工有了更足的信心。