空心墩顶部实体段施工方案

新建铁路张家口至集宁一次复线 DK74 689 后河 5 号特大桥 空心墩顶部实体段与顶帽施工方案 编 制 审 核 张集铁路总承包中铁四局工程指挥部 二零零八年五月 1 工程简介 张集铁路后河 5 号特大桥有空心墩 13 个 为双线圆端形桥墩 分两种坡比 一种为 45 1 外 75 1 内 另一种为 65 1 外 65 1 内 墩颈横向宽度 8 8m 纵向宽度 4 4m 墩 顶实心段高度 1 5m 下面以 65 1 为例 空心墩结构图示见图 1 401064520 20 580 150 40 65 1 150 48045150 65 1 20 65 1 65 1 150顶 部 实 心 段 底 部 实 心 段 250 侧 面立 面 50 图 1 2 工艺概述 空心墩顶部实体段与托盘 顶帽一次立模 分两次浇筑 采用在实心段底部空心墩侧壁预留孔 孔内插 A3 钢棒 在钢棒上 面放置横向和纵向上下两层工字钢 在工字钢上面铺方木 在方木上 面铺竹胶板作为底模 由两层工字钢及方木作为底模支撑系统 为 了减轻支撑系统的重量 减少空腔内型钢 方木和模板的安装拆卸 工作量 顶部实心段 1 5m 及托盘 顶帽分两次浇筑 因空心墩在托 盘底面存在较大的应力 而施工缝又不宜留在应力较大的部位及临 近部位 故首次浇筑 1m 高的实心段 待已浇筑混凝土达到一定强度 后 再一次浇筑完成顶部 0 5m 的实体段与托盘 顶帽 后浇筑混凝 土重量依靠已浇筑 1m 高的钢筋混凝土结构及原有的底模支撑系统支 撑 先浇筑混凝土与后浇筑混凝土经过养护后形成一个整体共同作 用 施工完成后堵塞预留孔 详见图 2 工字钢20工 字 钢 90钢 棒平 面 图 说 明 本 图 除 工 字 刚 钢 棒 竹 胶 板 外 其 余 尺 寸 均 以 厘 米 计 90钢 棒 方 木木 楔 1 5竹 胶 板 20工 字 钢20工 字 钢 侧 面 图 图 2 3 施工工艺 3 1 预留孔施工 施工至实体段以下最后一节空心薄壁墩身时 在距离该节顶面 一定高度的位置 沿四周墩身墩壁上 预埋 32 根内径 100mm 的硬 质 PVC 管 管两端采用聚乙烯胶带封堵 管内填塞接近最佳含水量 能够拍实的土 以防局部漏浆堵塞孔道 PVC 管预埋位置的管底距 该节混凝土顶部高度为 下工字钢高 落架木楔 上工字钢高 方木高 模板高 上下工字钢均采用 20a 的普通工字钢 落架木楔 10cm 方木 10cm 10cm 模板采用厚度为 1 5cm 的竹胶板 故总高为 20 10 20 10 1 5 61 5cm PVC 管采用在墩身钢筋内焊接井字形钢 筋骨架定位 并紧贴内模固定 PVC 管长度 40cm 距墩壁外侧 10cm 既保证了钢棒的锚固深度 又不致使预留孔贯通 混凝土浇 筑完毕拆模后 侧壁凿出预埋 PVC 管 并掏净孔内土 3 2 模板安装 安装钢棒 钢棒直径不宜过大或过小 以略小于预留孔直径为 宜 选用 90mm 的 A3 钢 钢棒外露 20cm 采用人工安装 孔洞口 空隙处填塞木楔 将钢棒插入预留孔内 然后在钢棒上安装上下两 层工字钢及落架木楔 在上层工字钢上铺方木 方木间距 10cm 在 方木上铺订竹胶板作为底模 3 3 混凝土浇筑 在底模上绑扎钢筋网片 浇筑顶部实体段 1m 高混凝土 混凝土 浇筑完毕 强度养护至设计强度的 50 时 即可凿毛 绑扎托盘 顶帽钢筋 预留孔 预埋件施工完毕 即可浇筑剩余部分混凝土 强度养护至设计强度的 50 时 即可拆除模板 3 4 支撑材料拆除 施工人员通过内脚手架进入墩身空腔内 拆除落架木楔 使顶 模脱离墩身后 拆除其余上下两层工字钢及方木 最后抽出钢棒 将预留孔清扫干净 采用掺有膨胀剂的同标号混凝土将预留孔堵塞 密实 3 5 支撑系统荷载计算 3 5 1 钢筋混凝土自重荷载 P1 混凝土分两次浇筑 支撑系统只承受 1m 高的混凝土 35m 自 重荷载 P1 35 m 26 KN m 910KN 3 5 2 模板及支撑材料自重 P2 分为 P21 P 22 P 23三部分 底模为厚 1 5cm 竹胶板 自重不计 方木 10cm 10cm 密度为 0 6T m 2 根 5 46m 长 2 根 6 24m 长 2 根 6 73m 长 2 根 7 07m 长 2 根 7 33m 长 2 根 7 51m 长 2 根 7 64m 长 2 根 7 72m 长 1 根 7 75m 长 P21 5 46 2 6 24 2 6 73 2 7 07 2 7 33 2 7 51 2 7 6 4 2 7 72 2 7 75 1 0 1 0 1 0 6 10 7 15KN 上层工字钢为 10 根 3 4m 长 2 根 3 33m 长 2 根 3 12m 长 2 根 2 76m 长 2 根 2 4m 长的 20a 型普通工字钢 单位长度质量 27 9 kg m P22 3 4 10 3 33 2 3 12 2 2 76 2 2 4 2 27 9 10 2 15 96 KN 下层工字钢为 2 根 4 4m 长 4 根 1 25m 长 2 根 1 35m 长的 20a 型普通工字钢 单位长度质量 27 9 kg m P23 4 4 2 1 25 4 1 35 2 27 9 10 2 4 6 KN 3 5 3 人员 振捣设备重 P3 荷载集度取 2 5 KN m P 3 3 14 2 223 4 4 2 223 2 2 5 35 KN 3 5 4 振动棒振捣产生荷载 P4 荷载集度取 2 KN m P 4 3 14 2 223 4 4 2 223 2 2 28 KN 3 6 检算 3 6 1 钢棒检算 钢棒受力简图见图 3 图 3 钢棒选用 90mm 的 A3 钢 170MPa 85MPa 面积 A 9 4 63 62cm 抵抗拒 W 9 32 71 57cm 容许抵抗剪力 Q 2 3 A 2 3 63 62 85 10 1 360 5KN 容许抵抗弯矩 M W 71 57 170 10 3 12 17 KN m 单根钢棒承受荷载 P 1 32 P1 P21 P22 P23 P3 P4 1 32 910 7 15 15 96 4 6 35 28 1 32 1000 71 31 27 KN Mmax P L 31 27 0 2 6 25 KN m M Qmax P 31 27 Q 3 6 2 上层工字钢检算 上层工字钢为 10 根 3 4m 长 2 根 3 33m 长 2 根 3 12m 长 2 根 2 76m 长 2 根 2 4m 长的 20a 型普通工字钢 简化为 18 根 3 18m 长 承受由模板传递的竖向荷载 受力简图见图 4 图 4 材料特性及截面几何特性为 E 210Gpa 170Mpa W 237000mm I 23700000mm 4 L 400 3180 400 7 95mm 强度检算 q P 1 P21 P22 P3 P4 18 L 910 7 15 15 96 35 28 18 3 18 17 4 KN m max Mmax W q L 8 W 17 4 3 18 8 237000 10 6 92 8Mpa 满足要求 刚度检算 q P1 P21 P22 18 L 910 7 15 15 96 18 3 18 16 3 KN m max 5qL 384EI 5 16 3 3 18 384 210 23700000 109 1 36mm 满足要求 3 6 3 下层工字钢检算 下层工字钢为 2 根 4 4m 长 4 根 1 25m 长 2 根 1 35m 长的 20a 型普通工字钢 简化为 8 根 2 06m 长 支撑于插入墩身的钢棒 上 承受由上层工字钢传递而至的竖向荷载 简化为均布荷载 材料特性及截面几何特性为 E 210Gpa 170Mpa W 237000mm I 23700000mm 4 L 400 2060 400 5 15mm 强度检算 q P 1 P21 P22 P23 P3 P4 8 L 910 7 15 15 96 4 6 35 28 8 2 06 60 7 KN m max Mmax W q L 8 W 60 7 2 06 8 237000 10 6 135 87Mpa 满足要求 刚度检算 q P 1 P21 P22 P23 8 L 910 7 15 15 96 4 6 8 2 06 56 9KN m max 5qL 384EI 5 56 9 2 06 384 210 23700000 109 1 3mm 满足要求