百米高墩纜索吊配合施工平臺施工工法(2008年1月4）

1、.百米高墩施工工法纜索吊配合大型施工平臺1、前言隨著公路與鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展，由平原逐步向山區(qū)推進(jìn)，給公路與鐵路橋梁的設(shè)計、施工提出了更高的要求，大跨度高墩連續(xù)梁懸灌梁層出不窮，施工記錄不斷被刷新，與此同時給山區(qū)高墩大跨橋梁施工提出了新的攻關(guān)課題。本工法是在2004年2007年中鐵一局四公司承建的宜萬鐵路駟步河大橋百米高墩施工中形成的。這項科研成果獲2006年度全國工程建設(shè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組稱號，并于2007年四月通過了中鐵一局鑒定中心組織的科技成果技術(shù)鑒定。鑒定意見中指出“該項成果具有顯著的技術(shù)創(chuàng)新和獨特性，經(jīng)濟(jì)效益明顯，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。對于“V”型谷架橋高墩施工具有廣泛應(yīng)用價值和指導(dǎo)意義”

2、。圖1-1 橋位地形圖2、工法特點1、為解決高墩施工，又便于各墩材料運輸，在傳統(tǒng)的塔吊施工、纜索吊施工、翻模平臺施工的基礎(chǔ)上大膽開發(fā)研制出纜索吊配合自行研制的大型施工平臺施工高墩的方法（這在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)）。2、利用纜索起重機(jī)起重量大的優(yōu)點，選定大型整體鋼平臺，并在平臺上設(shè)置小型龍門吊以翻升模板用。從而形成了纜索起重機(jī)提升大型整體鋼平臺來實現(xiàn)100m高墩翻模施工的方案，具有工人操作安全，施工速度快，勞動強(qiáng)度低的特點。3、適用于多種混凝土運輸和提升方式，施工速度快。對于泵送混凝土施工，具有良好的適用性，能夠隨平臺的上升接長泵管，泵管在內(nèi)平臺可任意方位布管，提高混凝土灌注速度。4、平臺全部采用高強(qiáng)螺

3、栓連接，確保連接可靠又方便拆裝，待高墩施工完畢，平臺拆除后型鋼可用于連續(xù)梁施工當(dāng)中，增加了周轉(zhuǎn)次數(shù)，降低了施工成本。3、適用范圍本工法適用于公路、鐵路橋梁位于“V”型山谷地區(qū)的高墩施工。對施工場地狹窄、運輸困難的作業(yè)場所，具有更強(qiáng)大的優(yōu)勢。4、工藝原理大型施工平臺采用型鋼制作，按簡支梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，通過立柱與牛腿將平臺荷載傳遞至底層模板預(yù)埋螺栓上，通過預(yù)埋螺栓將力傳遞到已澆注墩柱混凝土上。平臺提升時充分利用了纜索起重機(jī)起重量大的優(yōu)點，起升速度按5個檔位設(shè)置，便于起升過程中牛腿與預(yù)埋螺栓的對位安裝。5、工藝流程及操作要點平臺可以連續(xù)穩(wěn)定升至墩頂。拆除內(nèi)施工平臺，可保證墩身上實體及墩帽連續(xù)施工，避

4、免在托盤頂帽實體段處更改施工平臺方案，也保證了平臺的安全穩(wěn)定性。5.1工藝流程5.2、纜索吊設(shè)計參數(shù)為解決駟步河大橋墩柱和連續(xù)梁施工的水平和垂直運輸需要，根據(jù)橋位處的地形地勢選擇適合“V”型谷施工的纜索起重機(jī)作為橋梁施工的主要起重設(shè)備，根據(jù)橋跨組合及橋墩高度來確定纜索起重機(jī)的跨度與吊鉤起升高度，根據(jù)橋梁施工機(jī)具、模板、掛籃等最大件重量來確定纜索起重機(jī)的起重量。在本橋跨河架設(shè)398m索道。根據(jù)跨度及最大承重?fù)隙龋O(shè)計400m雙鉤固定式纜索起重機(jī)。整個索吊系統(tǒng)共分為：索塔、塔頂設(shè)備、纜索組、卷揚設(shè)備、搬運小車、主地垅、纜風(fēng)等七大部分。圖4-1駟步河大橋纜索起重機(jī)布置示意圖索吊的主要技術(shù)參數(shù)（1）、

5、跨度：398m。（2）、額定起重量：28t。（3）、吊鉤升落高度：120m。（4）、索塔高度（八三軍用墩桿件拼裝高度）：宜臺塔15.7m，萬臺塔47.2m。（5）、吊鉤升落平均速度：2m/min。（6）、牽引平均速度：8m/min。（7）、兩組吊鉤橫向間距：5m。（8）、最大承重垂度：20m。（9）、同組主索索距：0.15m。（10）、工作風(fēng)壓：不超過6級。（11）、空載抗風(fēng)風(fēng)壓：12級。5.3、整體式施工平臺為了滿足5#墩墩柱施工，減少纜索起重機(jī)使用頻率，加快施工進(jìn)度，設(shè)計了17.6m19.4m的施工平臺，作為混凝土、鋼筋及模板施工的操作平臺。在平臺上安裝兩臺2t的電動葫蘆式小龍門，加快模板

6、的提升速度。安全快速完成百米高墩施工。本平臺按簡支梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，通過6根立柱與牛腿將平臺荷載傳遞至預(yù)埋螺桿上，通過螺桿將力傳遞到已澆注好的墩柱混凝土上。材料選用兩根17.6m長32a型工字鋼作為主梁，按中心距6.96m布置；選用一根19.4m長28a型工字鋼作為次梁；選用五根17.6m長16a型工字鋼作為分配梁，按中心距2.32m布置；選用五根19.4m長16型工字鋼作為分配梁，按中心距2.5m布置；選用8根7.63m長25型槽鋼作為鑲邊梁。施工平臺平面布置圖 施工平臺纜索提吊布置圖由于墩柱上下截面變化大，施工平臺需要在空中縮小，防止頭重腳輕影響整體穩(wěn)定性。在平臺設(shè)計過程中充分考慮空中縮小的

7、操作性，將平臺所有桿件的連接全部設(shè)計成M8.8級高強(qiáng)螺栓連接，當(dāng)墩柱施工過半時將平臺由原來的17.6m19.4m縮小為13.6m16.6m，確保了平臺的穩(wěn)定性。根據(jù)模板安拆、加固及混凝土灌注的要求，施工平臺上部平面鋪設(shè)5cm厚的木板或竹跳板，供操作人員作業(yè)、行走、存放小型機(jī)具；施工平臺外掛及墩身內(nèi)部平臺鋪設(shè)竹跳板，沿周邊設(shè)立防護(hù)欄桿，欄桿外側(cè)及底部設(shè)封閉安全網(wǎng)，確保施工人員在模板施工時的安全。5.4施工要點（1）、墩身預(yù)埋牛腿螺栓。墩身在混凝土灌注之前，根據(jù)每次墩身收坡比進(jìn)行計算牛腿預(yù)埋平面尺寸，利用20圓鋼單頭套絲，長度為35cm，伸入混凝土的部分帶標(biāo)準(zhǔn)彎鉤，外露螺栓長度為9cm。單個牛腿預(yù)

8、埋4個螺栓，同一水平面共布設(shè)6個牛腿。（2）、安裝副牛腿。混凝土在澆注完成24小時以后，安裝墩身同一水平面6個副牛腿，螺栓全部采用雙螺帽。（3）、安裝平臺提升滑道。平臺提升滑道采用1.8cm厚的普通楊木板，切割成60300cm的長方塊，附在墩身可調(diào)模板外側(cè)，滑道安裝在需要提升副牛腿正上方，直至提升至副牛腿的正下方。（4）、平臺脫離墩身。由于平臺結(jié)構(gòu)相對較大，而纜索起重機(jī)又是柔性裝吊設(shè)備，吊裝時容易產(chǎn)生偏載、反彈形成沖擊。為此，采取通過計算多設(shè)吊點，找準(zhǔn)重心的辦法來解決，在平臺上共設(shè)置了10個吊點，確保了平臺的吊裝穩(wěn)定，施工平臺上小型機(jī)具擺放必須保證均衡，平臺外掛架及墩內(nèi)吊平臺不需拆除，保證脫離

9、墩身沒有鉤掛即可。墩身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的50以后，采用纜索吊雙鉤提升牽引繩，緩慢提升至牽引繩繃直為準(zhǔn)。后對平臺附著墩身主、副牛腿螺栓連接進(jìn)行分離，平臺主牛腿將落在滑道上。（5）、平臺提升。平臺附著墩身部分完全脫離后，纜索吊雙鉤同時勻速、緩慢垂直提吊，6個滑道旁均安排2人手持撬杠進(jìn)行看護(hù)平臺在滑道上滑行情況，若因纜索吊鋼絲繩彈性引起平臺主牛腿偏斜，采用撬杠輕撥即可。平臺提升到位以后，采用M8.8級高強(qiáng)螺栓連接主、副牛腿。（6）、平臺抗扭、抗傾覆措施。施工平臺不應(yīng)傾斜過大，若發(fā)生傾斜過大可采用以下措施，采用千斤頂在立柱與平臺帽連接部分進(jìn)行反頂，調(diào)節(jié)連接螺栓位置進(jìn)行傾斜糾正。墩身預(yù)埋22鋼筋做

10、為抗扭鐵環(huán)，采用四個5t倒鏈交叉對拉進(jìn)行抗扭糾正。（7）、平臺提升墩身模板。平臺最大優(yōu)勢之一就是可快速提升模板。用14#工字鋼在平臺左右平面各布設(shè)半徑為5.4m的軌道，采用萬向輪在軌道上搭設(shè)龍門一個，上面安裝2t電動葫蘆，利用軌道在圓周上滑移和電動葫蘆自由上下，實現(xiàn)了任意方位的模板均可快速提升就位。高墩施工平臺利用小龍門提升模板照片（8）、高墩混凝土采用拌和站集中拌和，輸送泵輸送，泵管利用墩身通風(fēng)孔由下而上固定在空心墩內(nèi)壁上。砼每次澆筑3m高，人工振搗棒搗固。砼采用澆水裹塑料布的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。（9）、平臺空中縮小。由于圓端形空心墩墩身在逐漸升高后，墩身平面結(jié)構(gòu)尺寸不斷變小，通過調(diào)整平臺立柱在主

11、梁上的螺栓位置不能解決實際問題。所以平臺在墩身高度一半時，必須對平臺進(jìn)行空中解體、縮小。對未施工的墩身尺寸進(jìn)行計算，確定出合理的平臺結(jié)構(gòu)尺寸，按照計算的尺寸在墩身上預(yù)埋牛腿螺栓，在平臺上連接新的主梁，就緒后采用纜索吊提升平臺，松開立柱于平臺帽子連接螺栓，將立柱安裝于調(diào)整過尺寸的牛腿上，落下平臺帽子將其于立柱螺栓連接即可。平臺立柱調(diào)整以后，對于平臺帽子多余部分需進(jìn)行割除，利用纜索吊提升住割除部分梁體，對稱進(jìn)行割除，最后對平臺安裝鑲邊梁，完成了平臺縮小工作。（10）、墩頂上實體封閉。當(dāng)平臺翻升到墩頂封閉段時，墩身內(nèi)倒角下部預(yù)埋施工小平臺，做為封頂主梁的人員平臺和拆除內(nèi)吊平臺鋼管的臨時平臺。拆除完內(nèi)

12、吊平臺，利用平臺上2t葫蘆安裝封頂工鋼和提升墩身內(nèi)模板至平臺上部，利用纜索吊將其內(nèi)模板運走。（11）、平臺拆除。墩身施工完成以后，利用纜索吊將平臺整體吊裝移至地面，再進(jìn)行拆除。平臺整體吊裝拆除6、機(jī)具設(shè)備纜索吊及施工平臺配合高墩施工機(jī)械設(shè)備見表。7、質(zhì)量控制墩身模板組裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號項目允許誤差檢查方法1表面平整度5mm2m靠尺和塞尺不少于3處2高程5mm測量3相鄰模板表面高低差2mm尺量7.1、高墩防止扭轉(zhuǎn)控制。在檢查結(jié)構(gòu)尺寸時，必須量取內(nèi)外模板的對角線尺寸，后和理論計算對角線尺寸進(jìn)行比較，同時在灌注兩模以后，必須采用全站儀放樣圓端形空心墩的六大控制點，即墩截面的左右圓端和直圓四大相切點。這樣

13、，就可以很好的控制墩身的結(jié)構(gòu)尺寸，從而達(dá)到防止墩身扭曲的目的。7.2、編制完善的模板制作、施工平臺制作、纜索吊安裝拆除及鋼筋、混凝土作業(yè)指導(dǎo)書，嚴(yán)格要求按照作業(yè)指導(dǎo)書操作，保證工序操作質(zhì)量。7.3、墩身防止錯臺控制。由于混凝土的收縮，模板與混凝土墩身存在一定縫隙，我們首先采用玻璃膠對其縫隙進(jìn)行堵塞，后對其模板的拉筋進(jìn)行預(yù)緊。這樣在預(yù)緊力的壓力下，模板與混凝土墩身之間形成一個密實的彈性玻璃膠夾層，從而有效地防止混凝土在施工時出現(xiàn)的錯臺過大及漏漿。7.4、對每批進(jìn)場材料進(jìn)場后試驗，嚴(yán)禁不合格材料進(jìn)場。7.5、認(rèn)真做好工程隱檢和不定期質(zhì)量檢查、評定工作，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行糾正。8、安全措施及注意事項除

14、遵守有關(guān)國家規(guī)定的安全操作規(guī)程外，還要抓好以下幾個方面工作。8.1、進(jìn)行安全教育。建立健全各項規(guī)章制度，培養(yǎng)施工人員的責(zé)任心，嚴(yán)格施工紀(jì)律，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工作業(yè)。8.2、參加高空作業(yè)人員每月進(jìn)行一次體檢，不帶病作業(yè)。施工人員進(jìn)入場地必須佩戴安全帽、穿防滑鞋、系安全帶。8.3、施工平臺底下掛雙層全封閉安全網(wǎng)，墩身每隔10m布設(shè)安全網(wǎng)一道。墩身周圍30m范圍劃定安全區(qū)，區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁非作業(yè)人員、車輛進(jìn)入。8.4、遇有大風(fēng)、暴雨及雷電天氣而停止施工時，要及時切斷電源，保護(hù)好各種設(shè)備。8.5、未經(jīng)班長批準(zhǔn)，任何人不得頂崗、跨崗作業(yè)。嚴(yán)禁高空向下拋擲雜物。8.6、安裝與拆卸工作人員必須熟悉作業(yè)工序并持

15、有效證件，在纜索起重機(jī)的安裝（拆卸）工作，作業(yè)人員在安裝（拆卸）時嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，并穿戴好勞動防護(hù)用品，確保了作業(yè)安全。8.7、地上組拼好的桿件吊至墩旁安裝時，必須支墊平穩(wěn)后才能落鉤。必須有專人指揮，吊物下面嚴(yán)禁站人。8.8、吊裝施工平臺型鋼構(gòu)件時，應(yīng)按照技術(shù)人員提供構(gòu)件的重心位置，必須捆綁牢靠。9、環(huán)保措施9.1、在施工場地狹窄的“V”山谷進(jìn)行橋梁施工時，采用纜索起重機(jī)配合整體式施工平臺進(jìn)行高墩施工，避免了傳統(tǒng)施工方法所必須的大量施工便道開挖。9.2、纜索吊塔架基礎(chǔ)及地龍施工時，采用人工開挖，減少對植被的破壞。9.3、安排專人對纜索吊的卷揚機(jī)油污進(jìn)行清理，防止油污污染周圍的農(nóng)田。10、

16、效益分析10.1、技術(shù)效益分析通過對纜索起重機(jī)、100m高墩施工平臺、空心墩封頂?shù)鹊脑O(shè)計與施工。鍛煉了技術(shù)人員的設(shè)計與施工控制能力，取得了很好的技術(shù)效益。10.2、經(jīng)濟(jì)效益分析根據(jù)橋跨組合及橋墩高度來確定纜索起重機(jī)的跨度與吊鉤起升高度，根據(jù)橋梁施工機(jī)具、模板、掛籃等最大件重量來確定纜索起重機(jī)的起重量，從而優(yōu)化了纜索起重機(jī)的設(shè)計。高墩施工平臺的設(shè)計與應(yīng)用，平臺全部采用高強(qiáng)螺栓連接，確保連接可靠又方便拆裝，待高墩施工完畢，平臺拆除后型鋼可用于連續(xù)梁施工當(dāng)中，增加了周轉(zhuǎn)次數(shù)，降低了施工成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。10.3、社會效益：通過對纜索起重機(jī)的設(shè)計、制造與安裝為公司在以后類似項目的裝吊方案的制定提供相

17、關(guān)經(jīng)驗，并為公司取得纜索起重機(jī)設(shè)計資質(zhì)。11、工程實例宜萬鐵路全長377km，東起宜昌，西止重慶萬州區(qū)，貫穿武陵山區(qū)腹地，是我國“八縱八橫”鐵路網(wǎng)中的“一橫”沿長江鐵路大通道和滬漢蓉快速客運通道的重要組成部分，橋隧總長288km，占全線總長的比例高達(dá)74%，居全國鐵路之最，工程地段“集地質(zhì)病害之大成”，是中國目前施工條件最艱難的鐵路。駟步河大橋位于重慶市萬州區(qū)谷雨鄉(xiāng)，屬單線國家一級鐵路，平面位于直線段與緩和曲線段，全橋長375.45m，屬大橋。橋跨組合為324+132+60+108+60+132m，共8孔，主墩高105.3m橋高113m。該橋為谷架橋，橋位處溝壑深縱，山巒巍峨，地形險峻，切割深度超過100m，兩側(cè)山坡基巖出露，硬質(zhì)巖形成陡崖，軟質(zhì)巖形成陡坡，兩種地形相間出現(xiàn)下部陡坡及溝底堆積大量巨大塊石，最大直徑1015m，整體自然坡度約70度。通過纜索吊配合施工平臺施工方法，均取得了成功。在山體自然坡度大約70度，場地狹窄、運輸困難的不利條件下，合理設(shè)計高墩平臺，順利完成了104m的高墩施工，平臺提升的時間只要150分鐘。5、6號主墩墩身以四天三米的速度增長，施工安