空心高墩封顶施工技术

摘要：针对空心高墩墩顶施工情况，阐述墩顶的模板及支架施工工艺

关键词：空心高墩封顶施工技术

Abstract：For hollow high pier construction, on Pier top of template and bracket construction technology

Key words ： construction technology of hollow high pier capping

中图分类号： TU7 文献标识码： A 文章编号：

1、引言

随着中国的发展，我国中长期铁路网规划，我国将建设1.6万Km以上的高速铁路。高速铁路由东部到西部，由平原到山区，由山区到高原，打造中国式的8小时经济圈指日可待。位于山区的高速铁路在桥梁设计和施工发生很大的变化，空心高墩在山区高铁中被广泛的使用。

2、工程概况

新建沪昆铁路客运专线站前工程黄丝特大桥采用16×32m简支梁，桥墩采用圆端型桥墩，墩高超过30m的采用空心墩， 1#、2#、4#、6#墩高44.5m，,5#、7#墩高44m，8#墩高47m,9#墩高46.5m，10#墩高43.5m,11#墩高37.5m,12#墩高31.5m。

直曲线空心墩墩身外坡率均为40:1，内坡率均为50:1，墩身下部设置有2m高的实体段，上部设置3m高的墩顶实体段，设计要求墩身顶部实体段一次连续浇注成型。空心墩高度在30m～40m之间，墩颈壁厚（指墩身内边坡延长至墩颈时的壁厚）0.5m；高度在40m～50m之间，墩颈壁厚（指墩身内边坡延长至墩颈时的壁厚）0.6m，在墩顶平台处设置了一道净空为80cm×80cm的竖向通道进人墩内。空心墩高40m～50m之间具体构造情况见图1所示（墩高30m～40m之间墩顶平面尺寸780*360cm，其它尺寸参照执行）。

空心桥墩施工采用厂制大块钢模，自升式塔式起重机进行模板吊运拼装，混凝土采用混凝土罐车运输，自升式塔式起重机吊装入模。

3、施工方案设计

3.1、方案选择

目前建筑施工解决竖向承重的常规办法是搭设满堂脚手架的方式。但我标段的薄壁空心桥墩封顶施工中存在以下几个问题：①空心墩内部空间狭小；②要求搭设的满堂脚手架很高（最高达40m），技术上很难把握；材料使用大。③设计要求墩顶实体段连续灌注，一次浇注混凝土方量大（达96.1m3），对支架要求较高。④材料拆除只能通过很小的空间（竖向通道），施工很不方便；⑤施工周期长，塔机利用率不高，同时模板的周转率很低，施工很不经济；

基于上述原因，如果采取上述的传统办法解决空心桥墩墩顶实体段竖向承重问题，较不现实，必须寻求更经济可靠的办法解决上述问题。

第二种方法：空心桥墩顶部施工时利用墩顶实体段以下3m处通风孔搭设施工平台，在空心墩壁预埋支点，在支点上设置钢横梁，钢横梁上设传力杆件支撑封顶实体段底模的方案进行封顶施工。这种方法的预埋钢材数量较多，施工相对较繁琐，成本较大。

第三种方法：在第二种方法上进行优化，考虑直接在墩顶实体段底面预埋支撑层，采用直径25的钢筋密铺做为支撑面，竹胶板直接铺设底模施工。这种方法的操作简单，效益明显，关键就是钢筋的承载力的检算。

3、2、具体施工方法

2．1预埋件制作

支点预埋件作为支撑系统的主要构件，制作要求较高。本方案设计

中采用两根Φ 25长度为450cm的20MnSi钢筋拼焊而成。间距按照5cm布置，（支点预埋件加工制作见图1、图2所示）。

2.2预埋件安装

混凝土施工到方案设计的高度前，在已浇筑的混凝土表面上铺设钢筋，钢筋每2根进行焊接或绑扎，间距间隔5cm进行布置。共布置148根钢筋。钢筋铺设完后在上满铺5cm木板作为底模。

预埋件施工图模板安装图

3.3、结构验算

空心桥墩封顶实体段底模的支撑层检算。支撑预埋件需要检算其抗剪是否满足要求。

3.1 荷载统计

载荷统计见表1。

表1荷载统计表

3.2荷载计算及效应组合

荷载计算及效应组合见表2。

表2荷载计算表

3.3预埋支承件抗剪检算

K1Vj≤μ(AS1+AS2)fsv

Vj――作用于预埋件的剪切荷载，Vj=3221/74=43.53kN(74个支点平均分配)

K1――抗剪强度设计安全系数，设计K1=2.0

μ――摩擦系数,取μ=1.0

AS1+AS2――预埋件的横截面积，对HRB335钢材，AS1+AS2=7.242×2=14.48cm2

fsv――钢材在混凝土中的抗剪强度设计值,取fsv=0.7 fst，fst=106MPa

K1=μ(AS1+AS2)fsv÷Vj=1.0×14.48×10-4×0.7×106×106÷43.53÷1000=2.47＞2.0

支撑预埋件抗剪满足要求。

四、施工注意事项

（1） 预埋件埋设时必须严格按方案设计的高程和平面位置进行埋设，同时预埋件必须与空心墩的墩身双层钢筋网焊接牢固；混凝土施工时随时观察预埋件的位置是否移动，如果与设计不相符必须及时调整。

（2）预埋件制作时焊缝必须饱满，封口严密。

（3）搭设好支撑系统在进行封顶混凝土施工前，埋设有预埋件的混凝土的强度必须达到85%以上。

（4）封顶实体段施工完毕后必须要其混凝土强度达到75%以上方可拆除支撑系统。

五、经济性分析：如果采用第二种方法，预埋件所用的钢材大约需要8.6T，每施工一次支架的预埋、支撑层的施工需要3~4天时间，并且拆除时更费时费力，虽然部分构件可以周转使用，但拆除及安装的周期过长，使用起来不经济。经过本次大胆的方案优化，采用本办法预埋的钢材大量的减少，施工的工艺简单，操作方便。拆除及安装的时间大量减少，有利于提高功效，提高施工进度和缩短塔机的占用周期，对整个工程的施工进度及效益明显提高。

六、结束语：空心高度在桥梁设计中普遍的采用，本次的支架设计经济实惠，缩短大量的施工时间，提高了塔吊的使用效率，降低了工程成本。同时也保证了桥梁施工的安全性和质量。为以后的工程施工提供参考。