(完整版)高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)研究報告之二

1、超高薄壁空心墩外翻內(nèi)爬模施工技術(shù)1 前言根據(jù)對典型高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工穩(wěn)定性的研究指出，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算表 明，試驗?zāi)Ｐ蛯崪y的失穩(wěn)臨界荷載總是大大低于理論的計算值， 這是由于結(jié)構(gòu)不可避 免地存在一些幾何偏差和缺陷， 而幾何缺陷對臨界荷載的影響很大。 本項目具有 138m138m 高墩、主跨為 160m160m 為一典型的高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)， 理論分析表明， “T T”構(gòu)在最大懸 臂狀態(tài)下 （ 73m73m 長）時， 9#9#（138m138m 墩高 ）和 8#8#（130m130m 墩高 ）墩的穩(wěn)定特征值較小，穩(wěn)定 安全儲備不大， 如果高墩的墩身由于施工的原因而出現(xiàn)了偏斜、 彎曲等幾何缺陷，

2、將 會使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大大下降， 甚至產(chǎn)生整體失穩(wěn)的嚴重后果。 在施工中只有嚴格控制 墩身的垂直度，才能使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定得到根本的保證。葫蘆河特大橋位于陜西黃土溝壑地區(qū)， 由于工程的特殊地理位置， 日照溫差較大， 而且主墩均為薄壁空心墩， 受日照溫差影響后， 墩身不可避免將出現(xiàn)位移。 根據(jù)計算， 日照溫差致使混凝土箱形空心墩身發(fā)生彎曲變形，使墩頂發(fā)生較大位移，138m138m 的高墩位移甚至可達到 3cm3cm 土。溫度變化對超高墩混凝土結(jié)構(gòu)的受力與變形影響很大，并隨溫度的改變而改變。 在不同時刻對結(jié)構(gòu)狀態(tài)進行量測， 其結(jié)果是不一樣的， 如果在 施工控制中忽略了該項因素，就必然難以得到結(jié)構(gòu)的真實狀態(tài)

3、數(shù)據(jù) （ 與控制理想狀態(tài) 比較） ，從而也難以保證控制的有效性。因此，在施工控制中必須考慮日照溫差對結(jié) 構(gòu)的位移影響。2 工程概況葫蘆特大橋是黃陵至延安段高速公路上的一座特大型連續(xù)剛構(gòu)梁橋， 位于中國西 部黃土高坡陜西黃陵縣境內(nèi)，橋梁全長 14681468m m 主橋為 90m+390m+3X160m+90m160m+90m 共 660m660m 五 跨曲線連續(xù)剛構(gòu)橋，上、下行分離。主梁為三向預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。主橋橋墩采用 雙薄壁空心墩，單幅由兩個 4.0m4.0mX6.5m6.5m 薄壁空心墩組成，其中 9 9#墩最高，達 138m138m 高。7 7#和 1010#墩壁厚 0.5m,0.

4、5m, 8 8#、9 9#墩壁厚橫橋向 0.7m0.7m,順橋向 1.2m1.2m。 主橋橋墩 7#7#、 8#8#、9#9#、 10#10#高度分別為 80m80m 138m138m 130m130m 58m58m7#7#墩單幅從基頂起 40m40m 高，8#8#墩單幅從 基頂起 44m44m 86m86m 高,9#,9#墩單幅從基頂起 46m46m 92m92m 高設(shè)高度為 1m1m 的橫撐，將兩個薄壁 空心墩聯(lián)接成一體。 葫蘆河特大橋主橋立面圖見圖 2-12-1 所示，箱梁墩頂和跨中斷面圖如圖 2-22-2 所示，主墩封頂見圖 2-32-3，墩身立面和斷面圖如圖 2-42-4 所示。群樁

5、基礎(chǔ)，矩 形承臺。圖 2-1 葫蘆河特大橋主橋立面圖圖 2-2 主梁墩頂及跨中斷面主要尺寸圖單位：cm12002%=* -8170 x42217X42?-I4027512Q 25005305365027550275650275120040808C2%0 T- 0303030 x30053n9#墩9#墩圖 2-4 9 #墩墩身立面及斷面圖圖 2-3葫蘆河特大橋墩身封頂圖n-n0.120 |330 _ 4100.410 .單位：cmI-13 超高薄壁空心墩施工難點3.13.1 穩(wěn)定性分析根據(jù)對 138138 米薄壁空心墩在不同工況下的穩(wěn)定特征值的分析表明， 在主墩施工過 程中的穩(wěn)定特征值足夠， 表

6、明主橋在墩身施工階段的穩(wěn)定性滿足要求； 但在最大雙懸 臂狀態(tài)下的穩(wěn)定特征值計算表明，當主墩高度超過100100 m m 時，雖滿足要求，但其穩(wěn)定特征值較小， 墩越高則最大雙懸臂狀態(tài)時結(jié)構(gòu)穩(wěn)定特征值越小。 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性試驗表 明，由于結(jié)構(gòu)模型不可避免的存在一些幾何偏差和缺陷， 而幾何缺陷對于臨界荷載的 影響是很大的，故一般情況下試驗?zāi)Ｐ蛯崪y的失穩(wěn)臨界荷載值總是大大低于理論計算 值。由于葫蘆河特大橋是一典型的高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋，在最大雙懸臂狀態(tài)時，8#8#、9#9#墩的穩(wěn)定安全儲備不大， 如果高墩墩身由于施工原因而出現(xiàn)了偏差、 彎曲等幾何缺 陷，將會使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大大下降甚至產(chǎn)生整體失穩(wěn)的嚴重后果

7、。 在施工時只有嚴格 控制墩身的垂直度，才能從根本上使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到保證。3.23.2 日照溫差對墩身的位移及應(yīng)力的影響項目地處中國西部黃土高原， 薄壁空心超高墩在施工過程中， 太陽輻射強烈， 日 照溫差致使混凝土箱形空心墩身發(fā)生彎曲變形，使墩頂發(fā)生較大位移，138m138m 的高墩位移甚至可達到 3cm3cm 土。根據(jù)計算，溫度變化對超高墩混凝土結(jié)構(gòu)的受力與變形影響 很大，并隨溫度的改變而改變。 在不同時刻對結(jié)構(gòu)狀態(tài)進行量測， 其結(jié)果是不一樣的， 如果在施工控制中忽略了該項因素，就必然難以得到結(jié)構(gòu)的真實狀態(tài)數(shù)據(jù)（與控制理想狀態(tài)比較 ） ，從而也難以保證控制的有效性。因此，在施工控制中必須考

8、慮日照溫 差對結(jié)構(gòu)的位移影響。根據(jù)對連續(xù)晴好及連續(xù)陰雨天氣的數(shù)組觀測數(shù)據(jù)進行分析可知， 混凝土空心墩內(nèi) 外壁的最大溫度差在 2020C。采用程序計算可得，6 6 月份最大溫差應(yīng)力為 1.96MPa,1.96MPa, 1010 月份最大溫差應(yīng)力為 2.13MPQ2.13MPQ 都接近 C40C40 混凝土強度的軸心抗拉標準值 2.60MP&2.60MP& 這種溫差應(yīng)力與其它荷載的組合有可能使混凝土開裂。 尤其在墩身的施工過程中， 混 凝土結(jié)構(gòu)未達到設(shè)計強度之前由于日照溫差的影響完全可能致使結(jié)構(gòu)開裂， 因此，高 墩的混凝土養(yǎng)護必須考慮空心墩內(nèi)外壁溫差對結(jié)構(gòu)的影響， 并盡可能將此種溫

9、差控制 在該時刻結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)，避免結(jié)構(gòu)的開裂。3.33.3 工期壓力項目地處西部，一年的有效施工時間僅8個月，且7、8月為雨季，因此，施工 工期非常緊張， 而且資金異常緊張， 因此橋墩的順利施工將成為能否按期完成施工任 務(wù)的關(guān)鍵，高墩模板的施工設(shè)計也就成了此橋高墩施工的技術(shù)重點。3.43.4 方案選擇 目前，高墩施工中主要的施工方法有：爬模、滑模及翻模施工等。下面對這三種 主要的高墩施工方法進行簡要描述并作對比。爬模施工爬模是利用已澆筑的混凝土墩身作為支撐， 依靠模板提升爬架， 依靠爬架提升模 板。它集工作平臺、支架、模板于一身，無需提升設(shè)備，無需為施工模板搭設(shè)工作平 臺，也不需為模板搭設(shè)

10、支架， 依靠自身動力交替垂直或斜向爬升和下降。 爬模的主要 優(yōu)點是不需要大型起重設(shè)備， 容易形成作業(yè)平臺， 施工安全。 缺點是施工時需要滑軌 和大量的預(yù)埋件，模板就位相對較慢。滑模施工滑模施工是借助液壓千斤頂在支撐桿上按既定的速度進行爬升， 模板的下部混凝 土滑出隨即進行抹光，在滑空的模板內(nèi)再分層綁扎鋼筋、灌注混凝土、提升，然后再 循環(huán)，直至設(shè)計標高?；Ｊ┕つ艽_保結(jié)構(gòu)的整體性，保證工程整體質(zhì)量，而且施工 進度快，省工省時工效高。但滑模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備投入量大，而且工藝要求嚴格，混 凝土質(zhì)量難以控制， 尤其是控制好混凝土的出模強度是滑模施工的關(guān)鍵技術(shù)之一， 也 是確保結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量的必要條件。出

11、模強度過低，會使結(jié)構(gòu)混凝土流墜、跑漿、坍 塌；出模強度過高時，會使結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)拉裂、滑痕、疏松、不密實、不美觀等。 由于滑升過程中， 內(nèi)外模與已澆筑的混凝土表面有摩擦， 勢必會造成混凝土表面不光 滑，故在模板提升后， 出模部分的混凝土表面必須再次收漿壓光， 易形成表面龜裂紋。 高墩的垂直度控制是施工控制中的一項重要內(nèi)容， 對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的意 義。而滑模施工中模板易偏扭， 且糾偏不易， 一次糾正量不宜過大， 需逐步調(diào)整到位。 采用滑模施工時， 百米高墩混凝土的養(yǎng)護難度較大，且拆模較早， 易造成養(yǎng)護時間不 足、墩身內(nèi)外溫差過大，使混凝土開裂等一系列的問題。翻模施工翻模由滑模演變而來，

12、 它由 3-43-4 節(jié)段的大塊組合模板、 支架和內(nèi)外工作平臺組成。 隨著各階段混凝土的灌注， 采用液壓千斤頂或塔吊為動力提升平臺并帶動支架使模板 不斷翻升直至墩頂。翻模施工時，模板可在施工現(xiàn)場進行制作，成本相對較低；模板 和內(nèi)外作業(yè)平臺可一次安裝，并且適用于多種混凝土運輸和提升方式，施工速度快， 對泵送混凝土施工，能夠隨模板的上翻同步接長泵送管道， 提高了混凝土的灌注速度； 能夠隨時糾正墩身的施工誤差，便于模板能夠及時清理、修整、刷油，混凝土表面平 整光潔；其主要的優(yōu)點是混凝土外觀質(zhì)量好，方便施工，節(jié)省勞動力，施工周期短。另外翻模的分節(jié)數(shù)可超過三節(jié)而爬模的節(jié)數(shù)一般不宜超過三節(jié)。 缺點是需要大

13、型起重 設(shè)備。在本項目中， 結(jié)合上述因素， 由于主墩內(nèi)壁為直坡， 故可考慮采用爬模的施工方 法；由于高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)施工中， 塔吊是必不可少的施工機具， 因此，為節(jié)約投入， 提高塔吊的機械使用效率， 經(jīng)多次多方面的分析研究決定采用以塔吊為提升動力的外 翻內(nèi)爬模板的設(shè)計方案。本項施工技術(shù)整合了這兩項技術(shù)的優(yōu)點 , , 尤其要特別指出的是該套模板與滑模、 爬模等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)最大區(qū)別在于模板安裝好后 , , 只與下層已固節(jié)的墩身模板接觸 , , 施工 荷載對其不發(fā)生影響 , ,有效的提高了立模精度 , , 這對控制 138138 米高墩墩身混凝土質(zhì)量 以及墩身的垂直偏位起到了關(guān)鍵性的作用?？闪魉焖僮鳂I(yè)

14、 , , 從工藝上實現(xiàn)了整個墩 身零施工縫，從根本上確保了墩身的表觀及內(nèi)部質(zhì)量。4 模板的設(shè)計及應(yīng)用4.14.1 設(shè)計的總體方案 高墩模板設(shè)計綜合考慮場地、工程質(zhì)量、橋墩設(shè)計、鋼筋混凝土施工、起吊設(shè)備 等多方面的因素，并對國內(nèi)外高墩施工認真研究， 確定采取外翻內(nèi)爬的模板設(shè)計方案。整個模板系統(tǒng)由外模、內(nèi)模及內(nèi)井架和其他輔助設(shè)備組成。外模分為四節(jié)，每節(jié) 2m2m，桁架結(jié)構(gòu)，一次架立好，生根節(jié) 2m2m,附著于已澆筑完的混凝土上，翻升由底節(jié)依次 往上翻升。內(nèi)井架設(shè)計成一整體， 整體提升， 高度由一次澆筑混凝土的高度控制， 考 慮到新舊混凝土的結(jié)合，內(nèi)模高 6.6m6.6m，底節(jié) 0.6m0.6m，附

15、著于老的達到一定強度的混凝 土上。內(nèi)井架用于支撐內(nèi)模板，因鋼筋綁扎的需要（豎向主筋9m9m）,因此需在內(nèi)井架上設(shè)工作平臺，供施工人員作業(yè)使用，內(nèi)井架高設(shè)計為10.5m10.5m。4.24.2 外模結(jié)構(gòu)考慮到拉桿布置及模板整體的受力效果， 每節(jié)外模由 8 8 塊組成，即四塊定型平板 模和四塊角模塊組成。模板橫、豎縫均采用企口方式拼接，外模板面板采用鞍鋼S=6mm=6mm 鋼板，豎筋用 88 槽鋼，橫向拉桿位置設(shè) 1212 雙槽鋼（注意橫縱拉桿上下錯位） 。分塊 模板接口采用 L80L80X8080 x8mn8mn 鋼板式法蘭連接。為安全方便施工，每節(jié)段水平桁架兩 道，上 50cm50cm 下 5

16、0c50cm m各一道；550cn550cnX200cm200cm 模板設(shè)豎向桁架 4 4 道，250cn250cnX200cm200cm 模板設(shè)豎向桁架 3 3 道，在設(shè)計過程中為節(jié)省材料模板圍帶與桁架考慮共同受力； 角模 做成角隅結(jié)構(gòu)。分層豎向桁架對齊并注意錯開拉桿孔位。外模的規(guī)格及數(shù)量： 550550 x200cm200cm 平模 2 2 塊；250250 x200cm200cm 平模 2 2 塊；7575x5050 x200cm200cm 角模 4 4 塊； 模板主要構(gòu)件的計算：面板的選用主要是根據(jù)以往的工程實際用 6mn6mn 熱扎鋼板。豎向背楞間距及選用規(guī) 格是依據(jù)橋梁施工計算手冊

17、進行荷載組合驗算，橫向圍帶及桁架的設(shè)計是根據(jù)圍 帶和桁架變形協(xié)調(diào)來選材驗算的，桁架的高度為60cm60cm 主要是考慮施工安全方便。為了減少拉桿數(shù)量在墩身 6.5m6.5m 方向每層設(shè)三道，4m4m 方向每層兩道尺寸如圖 2-62-6、2-72-7， 橫向圍帶和桁架聯(lián)合結(jié)構(gòu)的計算簡圖 2-52-5 為多跨連續(xù)梁。在計算圍帶和桁架變形協(xié)調(diào) 受力時，圍帶和桁架的分配系數(shù)是按照慣性矩進行的，考慮桁架與圍帶之間為焊接， 為安全起見在計算圍帶和桁架的分配系數(shù)時，未計算斜桿慣性矩的影響。1、2-法蘭 L80X80X8; 3-豎肋8 ; 4-圍帶12 ;5-面板；6-斜撐角鋼 L63X63X6;7-法蘭板

18、10X230X120; 8-邊桁架 L63X63X6; 9-邊桁架 L63X63X6; 10-橫連角鋼 L63X63X6;11-操作平臺A3;圖 2-6 550X200cm 面模（單位：cm）圖 2-7 外模組裝圖4.34.3 內(nèi)模及內(nèi)井架內(nèi)井架與內(nèi)模整體提升就位后，內(nèi)、外模同步固定，考慮到內(nèi)模作業(yè)空間小，且 拆除時無落點存放，只能隨著墩身的施工不斷提升，受塔吊起重能力的限制，經(jīng)精確 計算各項荷載，制作時弱化其結(jié)構(gòu)，與內(nèi)井字架構(gòu)成可拆分的整體結(jié)構(gòu)。9 9#內(nèi)模整體控制高度為 6.6m,6.6m,頂節(jié)和中間節(jié)為 2m2m 底節(jié)高 2.6m2.6m。底節(jié)段 0.6m0.6m 固定在終凝混凝 土上如

19、圖2-82-8。內(nèi)模鋼板厚S=4mm=4mm 避開拉桿位置設(shè)脫模機構(gòu)，脫模后內(nèi)模板與井架 的聯(lián)系以倒鏈受力為主，脫模機構(gòu)為輔。井字架采用型鋼和角鋼組合焊接，加斜撐形成矩形井架結(jié)構(gòu)，底部設(shè)基座與墩身內(nèi)部終凝混凝土預(yù)埋套筒，采用三角鋼架牛腿的方式生根。井字架水平支撐層距2m2m以便模板裝拆，從整體迅速提升的角度出發(fā)，原則上內(nèi)模和井字架總重量控制在 8T8T 以 內(nèi), ,可對井字架進行適當?shù)娜趸O(shè)計。在內(nèi)井字架上搭設(shè)方木，方木上鋪木板，木板 上鋪 2mn2mn 鋼板，形成內(nèi)側(cè)施工平臺，進行鋼筋、混凝土、模板作業(yè)。內(nèi)模按普通模板拼裝設(shè)計，考慮到方便拆模按照模板的拆裝順序模板接縫設(shè)成企 口縫。詳見圖 2

20、-92-9a：內(nèi)井架組裝圖b:內(nèi)井架生根圖圖 2-8內(nèi)井架圖1-面板 4mm 2-法蘭 角鋼 L63X63X6; 3-縱筋6.3 ; 4-法蘭板 8mm 5-加強筋板 10mm 6-連接銷兒；7-固定套及加強筋 A3。圖 2-9 內(nèi)模角模板在 7#7#、10#10#內(nèi)模設(shè)計中,側(cè)模上開窗。詳見圖 2-102-10。由于混凝土壁厚僅為 50cm50cm，不便于振搗及下料，在內(nèi)圖 2-10190cmX260cm 內(nèi)模（單位：cm）4.44.4 模板的固定拉桿的層距選擇 1m,1m,拉桿孔垂直位置設(shè)在每節(jié)段 2m2m 高模板的上 50cm50cm 和下 50cm50cm 處; ;平面每層設(shè)順橋向三道

21、，設(shè)計通氣孔位全部為拉桿位置，不再另行留設(shè)，薄壁內(nèi) 設(shè)鋼筋撐，非通氣孔位置的拉桿洞在拆模時及時堵好，橫橋向兩道，考慮到拆裝和重 復(fù)利用，每根拉桿均加PVCPVC 外套，拉桿采用 2020 圓鋼。井字架上設(shè)脫模機構(gòu)，脫模 機構(gòu)為正反絲結(jié)構(gòu)形式，方便拆裝，有效縮短工序循環(huán)時間（模板拉桿布置見圖 2-112-11）。 每一節(jié)段縱向定型模、角模及層間均在桁架上用螺栓聯(lián)接成一個整體。生根節(jié) 2m2m 內(nèi)、 外模分別用套筒與主橋墩身鋼筋連接，以消除外模翻升時的不安全隱患1-面板 4mm; 2-法蘭角鋼 L63X63X6; 3-縱筋6.3 ; 4-背帶10 ; 5-法蘭板 8mm; 6-連脫模機構(gòu)0圖 2-

22、11模板拉桿布置圖（單位：cm）4.54.5 工作平臺夕卜工作平臺：在外部桁架上附著比較靈巧的人行平臺，寬度 60cm60cm,以能行走和 進行簡單操作為原則，同時起到安全防護的作用。在頂面沿周邊設(shè)立防護欄桿，欄桿 外側(cè)至模板底部設(shè)封閉安全網(wǎng)。施工平臺上面鋪設(shè) 5cm5cm 厚木板或 2mm2mmB鋼板網(wǎng)，供操 作人員作業(yè)、行走，存放小型機具，整修外模板。內(nèi)工作平臺：負責鋼筋接長、綁孔，臨時存放小型機具和周轉(zhuǎn)性材料，混凝土施 工。由于 9#9#墩每個循環(huán)井字架生根考慮 0.5m0.5m 高，未拆除內(nèi)模板高度 6.6m,6.6m,下一循環(huán) 鋼筋綁扎和模板架立需不小于 3.4m3.4m 的工作平臺

23、，井字架的高度不小于 10.5m,10.5m,否則 無法進行鋼筋制安、架立模板和混凝土灌注等工序。4.64.6 模板的翻升作業(yè)9#9#主墩每次混凝土灌注 6m6m 高為一個作業(yè)循環(huán)，外模為翻模，內(nèi)模與內(nèi)井架整體 提升。外模分 A A、B B、C C、D D 四節(jié)大塊組合模板，節(jié)高 2m2m。施工時根據(jù)基頂中心放出 立模邊線，立模邊線外用砂漿找平，找平層用水平尺分段抄平，待砂漿硬化后先立 A A節(jié)，由下至上依次為 A A、B B、C C、D D 節(jié)段模板（如圖 2-122-12）。當?shù)?D D 節(jié)段混凝土強度達 到 3Mpa3Mpa,A A 段混凝土強度達到 10Mpa10Mpa 時，拆除 A

24、A 節(jié)段模板，此時荷載由已硬化的墩 身混凝土傳至基頂。利用塔式起重機、人工輔助將A A 節(jié)段模板翻升至 D D 節(jié)上面，依次循環(huán)形成拆模，翻升，組拼，鋼筋長接綁扎，提升內(nèi)模與井架，泵送管道接長，灌注混 凝土，養(yǎng)生和墩身十字線測量定位、標高測量的不間斷作業(yè)，直至達到設(shè)計高度。翻 模施工見圖 2-13,2-13,模板由下至上排列為第一循環(huán) ABCDABCD、 第二循環(huán) DABCDABC、 第三循 環(huán) CDABCDAB、 第四循環(huán) BCDABCDA。Inrd 口Dad a udi n200125125200000螺母內(nèi)井字架（平面圖）設(shè)計通氣孔位（立面圖）4.74.7 輔助設(shè)備主要輔助設(shè)備有：電梯與

25、塔吊。主橋四個墩各設(shè)一部塔式吊機，一部施工電梯。塔吊設(shè)在主橋墩身左右幅之間，并盡量避開結(jié)構(gòu)物的重要部位，減小施工干擾，墩身 施工時，內(nèi)工作平臺圖 2-13 翻模施工每 22m22m 預(yù)埋金屬桿件，用于塔吊附著桿與墩身連接。塔吊用于內(nèi)模內(nèi)井架的整體提升，材料、小型機具、模板、鋼筋等的垂直運輸，由于內(nèi)模和井架的總重9T9T,因此選用 50235023 型塔吊，在 17m17m 作業(yè)半徑均能起吊 10T10T。施工電梯設(shè)在橋墩一側(cè)便于懸灌時施工人員直接到達橋面。塔吊基礎(chǔ)與承臺施工同步進行（平面位置見圖2-142-14）。250650250 100 250650250- 1 2400 I-（9#承臺墩

26、身平面示意圖）圖 2-14 墩身結(jié)構(gòu)尺寸及塔吊布置圖（單位：cm）5 超高薄壁空心墩垂直度及施工裂縫控制5.15.1 超高薄壁空心墩垂直度控制5.1.15.1.1 垂直度控制薄壁空心高墩施工中，由于垂直度對于結(jié)構(gòu)在最大雙懸臂狀態(tài)下的穩(wěn)定性具有至 關(guān)重要的意義，因此，必須對此進行控制，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)。在已施工的承臺上， 利用全站儀定位，保證墩柱初始定位準確，然后綁扎鋼筋、立模，進行混凝土的澆筑。 在模板翻升定位的施工中，采用激光鉛錘儀對模板的垂直定位進行校核、檢測，隨時 對模板產(chǎn)生的偏位進行糾正，確保墩身的垂直度和中線偏差不積累，定期對主墩中心 位置進行復(fù)核，確保軸線不偏位。5.1.25.1.

27、2 主墩墩頂日照溫差效應(yīng)位移置于自然環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)，長期受到自然界氣溫的變化和日照輻射等強烈作 用。由于混凝土結(jié)構(gòu)物的熱傳導性能差， 其周圍環(huán)境氣溫以及日照輻射作用將使結(jié)構(gòu) 表面溫度迅速上升或降低，但結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度仍處于原來狀態(tài)， 于是在混凝土結(jié)構(gòu)中 形成較大的溫塔吊向方安延橋梁中心線電梯單位:cm承臺 十墩身橫撐結(jié)構(gòu)40X40右幅度梯度， 使混凝土結(jié)構(gòu)的各部分處于不同溫度狀態(tài)。 通常在日照作用下， 薄壁空心柔性高墩的向陽壁板的表面溫度因太陽輻射而顯著升高， 而背陽面壁板只是 隨著氣溫緩慢升高，待向陽面壁板表面溫度達到最高溫度時， 由于混凝土熱傳導性能 很差，使得薄壁空心柔性高墩內(nèi)表面溫度

28、比向陽面壁板低得多，而與墩內(nèi)氣溫相接近。此時會產(chǎn)生很大的溫度變形。由于項目地處西部地區(qū)， 太陽輻射強烈， 日照溫差致使混凝土箱形柔性高墩發(fā)生彎曲變形，使墩頂發(fā)生較大位移，138m138m 的高墩位移甚至可達到 3cm3cm 土。根據(jù)計算， 溫度變化對超高墩混凝土結(jié)構(gòu)的受力與變形影響很大， 并隨溫度的改變而改變。 在不 同時刻對結(jié)構(gòu)狀態(tài)進行量測， 其結(jié)果是不一樣的， 如果在施工控制中忽略了該項因素， 就必然難以得到結(jié)構(gòu)的真實狀態(tài)數(shù)據(jù) （與控制理想狀態(tài)比較 ） ，從而也難以保證控制的 有效性。因此，在墩身的垂直度施工控制中必須考慮日照溫差對墩頂?shù)奈灰朴绊?。由于墩身受日照溫差的影響?墩頂產(chǎn)生位移對

29、模板的垂直度檢測結(jié)果勢必產(chǎn)生干 擾，而墩身的垂直度控制非常嚴格，規(guī)范要求：垂直度允許偏差不大于20mm20mm，軸線偏位為 10mm10mm。而且，主梁與主墩屬于剛接的結(jié)構(gòu)形式，主梁底寬與墩柱橫橋向同寬，因此，若不對墩身的垂直度檢測結(jié)果進行日照溫差的修正， 一方面墩柱的垂直度和軸 線偏位將超出規(guī)范允許的范圍， 另一方面， 將對主梁的線型控制精度產(chǎn)生影響； 偏位 不斷累加，勢必對結(jié)構(gòu)在最大雙懸臂狀態(tài)下的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重威脅。根據(jù)現(xiàn)場的實際墩頂位移觀測和薄壁空心高墩內(nèi)外溫差量測結(jié)果表明， 一般在早8 8 點前，薄壁空心高墩的內(nèi)外溫差較小，且墩柱越高溫差越大其偏移量也越大。因而 此時刻墩頂位移受日照溫

30、差的影響較小， 可不考慮該時刻的墩頂日照溫差的影響， 此 時可以采用激光鉛錘儀進行檢測，并用其觀測結(jié)果直接校正模板。因此，在施工中， 我們根據(jù)施工的實際需要， 選擇合適的時間段進行觀測。 一般可選擇在早 8 8 點前進行 模板的定位檢測。 實際施工中， 由于工期較為緊張， 可按既有的施工觀測經(jīng)驗或程序 計算的結(jié)果，考慮此時刻日照溫差的影響及墩柱施工的實際高度對墩頂?shù)奈灰朴绊?值，先行進行模板的初步定位，并進行鋼筋的綁扎等施工，在合適的時間段再對模板 的定位進行仔細的檢查，對偏位進行修正。 根據(jù)我們現(xiàn)場的實際施工經(jīng)驗， 采取上述 方法進行模板校正， 經(jīng)過與在合適時間段檢測結(jié)果對比， 一般均能滿足

31、施工需要， 只 需對模板進行微調(diào)即可滿足規(guī)范和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的需要。 采用該施工方法， 既保證了垂 直度的要求，也滿足了實際施工工期的需要。5.25.2 超高薄壁空心墩混凝土表面裂縫控制由上述分析可知， 混凝土薄壁空心柔性高墩在溫差的作用下， 薄壁空心柔性高墩 內(nèi)表面溫度比向陽面壁板低得多， 而與墩內(nèi)氣溫相接近。 此時會產(chǎn)生很大的溫度變形。 由此產(chǎn)生的溫度變形當被結(jié)構(gòu)的內(nèi)外約束阻礙時會產(chǎn)生相當大的溫差應(yīng)力。根據(jù)連續(xù)晴好及連續(xù)陰雨天氣的數(shù)組觀測數(shù)據(jù)進行分析可知， 混凝土空心墩內(nèi)外 壁的最大溫度差在 2020C。根據(jù)程序計算可知，6 6 月份最大溫差應(yīng)力為 1.961MPQ1.961MPQ 1010

32、月份最大溫差應(yīng)力為 2.134MPQ2.134MPQ 都接近 C40C40 混凝土強度的軸心抗拉標準值 2.60MPa2.60MPa 這種溫差應(yīng)力與其它荷載的組合有可能使混凝土開裂。尤其在墩身的施工 過程中，混凝土結(jié)構(gòu)未達到設(shè)計強度之前由于日照溫差的影響完全可能致使結(jié)構(gòu)開 裂，因此，高墩的混凝土養(yǎng)護必須考慮空心墩內(nèi)外壁溫差對結(jié)構(gòu)的影響， 并盡可能將 此種溫差控制在該時刻結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)，避免結(jié)構(gòu)的開裂。實際施工中，我們在主墩表面布置鋼筋 6 6 鋼筋網(wǎng)片作為防裂鋼筋網(wǎng)，減輕混凝 土的收縮程度，提高混凝土極限拉伸值，加強墩身的抗裂性能。另一方面，為盡可能 的降低墩身內(nèi)外溫差應(yīng)力的影響， 最根本的

33、措施是在混凝土澆筑前， 對主墩的內(nèi)外模 板進行澆水降溫， 并對新舊混凝土結(jié)合面進行澆水， 一方面可以降低溫差， 另一方面 可以加強墩身新老混凝土的結(jié)合性能。 根據(jù)現(xiàn)場實際觀測， 一般日照溫差影響較大的 時間段為每天的早 8 8 點后至晚 9 9 點前后， 在該時間段時， 必須加強未到強度的墩身混 凝土的養(yǎng)護， 尤其要注意剛澆筑完成已經(jīng)初凝尚未終凝的混凝土的養(yǎng)護， 防止結(jié)構(gòu)在 此時開裂，對結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生影響。6 結(jié)論在本項目的實施過程中， 充分考慮了項目的實際地理地形位置， 對薄壁空心柔性 高墩施工的難度作了充分的分析， 綜合考慮上部結(jié)構(gòu)的施工特點， 主墩采用了外翻內(nèi) 爬模板施工技術(shù)；并對日照溫差對混凝土薄壁空心柔性高墩的影響進行了分析計算， 并在實際施工控制中予以采用，取得了較好的效果。施工中結(jié)合各方面因素綜合研究后確定采用的百米薄