V型墩刚构桥施工技术

1、V型墩刚构桥施工技术    摘要：宜春明月大桥工程采用V型墩与连续箱梁刚性连接形成V型墩刚构桥。该桥V墩斜腿构造复杂，且施工环境较差，对施工提出了较高的要求。本文结合宜春明月大桥实例，详细阐述V墩刚构箱梁的施工工艺和注意事项。 关键词：宜春明月大桥；V型墩；施工技术 一、工程简介及背景 宜春市明月大桥工程项目起于袁山东路，上跨秀江东路(采用简易互通)、袁河，终于规划中的袁河东路交叉口，路线起讫桩号K0+000K0+560，主线全长560m，桥宽29m，采用单箱六室截面形式。其中关键工程是主桥37.5+63+37.5m预应力混凝土V型刚构桥，V型墩结构由两

2、个斜腿和其顶部主梁组成倒三角刚架结构。V型墩斜腿为板式钢筋混凝土结构，斜腿轴线与墩中心线交角45°，上下固结，斜腿长约为17.6m，横向与固结处箱梁底同宽(24m)，斜腿厚1.5m，腿内设竖向预应力筋和劲性骨架。（单个V墩如下图所示） V型墩刚构桥设计新颖，施工技术含量高，可借鉴的经验很少，而且V墩的施工需配备大型起吊设备，搭设安全和高质量的支架体系，且模板与劲性骨架的制作和安装工艺要求高，结构复杂，质量要求也高；V型墩位于通航河道内，而V墩又必须进行连续立体的施工，增加了施工难度。 二、V墩刚构桥施工方案、方法 因V墩位于既有河道内，我部采用筑岛方案以及满堂支架支撑现浇的方案进行V

3、墩刚构施工。 完成14根桩基、承台第一次（底部）、第二次浇注（上层周边）后，剩余墩座处部分承台（详细说明见混凝土施工部分），其内部需要预埋V墩劲性骨架。 1、场地硬化及支架搭设 根据支架体系的承载力和要求进行场地硬化。其下基础为砂夹卵石和25cm厚C25混凝土。砂夹卵石层需用重型压路机强震重压达密实稳定，压实度K95%。混凝土顶面做成水平面，顶面高程比承台低10cm。支架基础周边做好排水措施。 支架搭设：满堂支架采用扣件式钢管脚手架作为支撑体系，支架纵、横向间距因所处部位不同而略有调整，其中墩梁固结处为实体混凝土，高度为3.9m，此处的支架间距为40×40cm。整个支撑体系纵、横向设

4、置剪刀撑，隔层设置水平剪刀撑。支架顶部设置顶托，其上搭设双根横向钢管。横向钢管上按30cm间距铺设10×10cm的方木。另外对于设置有钢模横肋处采用直接顶托支撑的方式支撑。支架纵断面布置图如下图所示。 2、混凝土施工 (1)、V墩及承台浇筑混凝土的分段 承台部分分三段进行浇筑，亦可避免大体积混凝土引起的各种通病（如冷缝、温度裂纹等）。V墩承台第一层混凝土(C30)，高1.3m。V墩承台第二层混凝土(C30)，高1.2m，仅浇注承台周边，留下钢绞线和劲性骨架预埋的空间。剩余混凝土的浇筑步骤如下（见下面两图）： A、承台第三层为承台边以内 1.2m高范围内的承台混凝土(C30)。 B、V

5、墩第一次混凝土(C50)，浇注至V墩底部内弧线底。 C、V墩第二次混凝土(C50)浇注至其内部设置的N1钢绞线张拉端，也即是V墩第一次张拉端。 D、V墩第三次浇注部分为自V墩张拉端至N3锚固端的混凝土(C50)。 E、V墩第四次浇注部分为剩余V墩混凝土(C50)和N3张拉端齿块部分。 F、箱梁第一次浇注为梁部(8#9#后浇带)顶板以下的混凝土(C50)。 G、箱梁第二次浇注为梁部(8#9#后浇带)顶板混凝土(C50)。 （2）混凝土浇筑前需增加的设备 浇注V墩混凝土时采用一台天泵和七台运输混凝土的罐车，并使用现场的另一台搅拌设备，以增加混凝土的供应速度，避免混凝土冷缝的发生。 （3）混凝土本身

6、的要求及注意事项 A、V墩混凝土C50要求掺入高效凝减水剂，并要求是混凝土的初凝时间不得小于4小时。 B、混凝土应分层浇筑，分层厚度控制在30cm左右。混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间，混凝土浇筑的时间间歇时间不得超下表： 混凝土等级 气温不高于25 气温高于25 30 210min 180min 30 180min 250min 当需要超过时，应按施工缝处理。施工缝处理后，须待处理层混凝土达到一定强度后才能继续浇筑。当结构物为钢筋混凝土时，需要达到的强度不得低于25MPa（

7、一般不得小于18h）。 C、施工缝的位置在混凝土浇筑之前应凿除处理层混凝土表面的水泥砂浆和松弱层,但用水冲洗凿毛时,混凝土须达到0.5MP。在浇筑次层混凝土前，对垂直施工缝宜刷一层水泥净浆，对水平缝宜铺一层厚为1020mm的1：2的水泥砂浆。当施工缝为斜面时要求浇筑或凿成台阶状。 3、劲性骨架的施工 (1)、单肢劲性骨架采用194×12、89×7、121×8三种型号的Q235钢管组拼而成，劲性骨架为钢架结构，按设计图委托专业工厂加工弯制成型，且必须确保其尺寸正确。 (2)、弯制完成后，运输至施工现场。经由现场质检人员检查合格后再进行下一步工序。采用89×

8、7、121×8两种型号支管与主管（194×12）相连接形成一个整体组件，每个整体组件对应一个箱室。这样形成的组件相对平稳厚实，吊装时重心易于稳定，也减少了吊装工序的消耗时间。 (3)、将上述各组件吊装至设计位置,在其底端和顶端均做好固定支撑，调整就位，然后按设计要求，将各组件用短支管连结，形成整体。在浇筑V墩第一次混凝土时,便全部焊接完成。 (4)、上述组件的吊装定位：先将V墩的钢管支架按方案搭设就位，吊装V墩外模，调整就位。然后逐步将各组件吊装至V墩内的设计位置的附近。然后根据劲性骨架设计的平立面位置，现场精确测量放样，据此采用吊机吊装、人工辅助拨移的办法精确调整组件的空

9、间位置。再采用N4b、N4c将V墩每支腿内的各组件连结成整体。之后将V墩两支腿内的骨架采用112根32临时钢筋拉杆（N5ad）连接、精确调整，最后将骨架的底部焊接成整体。 4、32钢筋拉杆施工 (1)、32临时钢筋的设置目的是为了限制劲性骨架变形和位移，各根32钢筋拉杆在现场采用闪光对焊连结。 (2)、与劲性骨架相接处制成弯钩形式，中间部分与紧线器连接，采用紧线器调整劲性骨架。 (3)、施工时需要时常紧固紧线器。 5、钢筋施工 (1)、V墩钢筋主要分两步完成，第一步完成N1钢绞线张拉端以下，第二步完成其它部分。 (2)、纵向主筋在N1钢绞线张拉端以上在现场采用单面焊进行连接，其它部分主筋采用闪

10、光对焊连接。采用单面焊时，先使两钢筋搭接端部预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，焊缝的长度不得小于15d，接头长度区段内接头面积的最大百分率不得大于50%，焊接接头长度区段内是指35d长度范围内（即28mm的钢筋为980mm）。 (3)、第二步施工底层主筋时，要求从外模与劲骨架间逐根穿入，施工困难。要求精心组织、加快速度、确保质量。 6、V墩模板 (1)、V墩模板分两步完成，第一步完成V墩外侧钢模，第二步完成“V”字线型内部部分和顶部。 (2)、V墩模板全部采用钢模，由专业模板生产商制作（模板在厂家己试拼好并对每块模板进行了编号）。模板制作之前，经与厂方的多次沟通和调整最终同时确定支架和模板的

11、方案，达到钢模的分块与支架间距相匹配、钢模的肋托与支架相匹配这一目标。模板横向宽度均为1m，随着施工进度而不断架设。 (3)、采用16t的吊机吊装，人工配合安装钢模。钢模内拉外撑加固，“V”字线型内部和顶部的钢模支架采用扣件式钢管脚手架支撑，以保证模板整体稳定，并可以对V墩顶部的钢模进行支撑，模板随着施工高度的上升不断搭设以满足施工要求。模板按自下而上的顺序进行安装。 (4)、模板吊装上去后，要及时安装好U型卡、L型插销和G8.8螺栓，连杆安装好后，将螺栓紧固。然后再进行测量放样，调节满堂支架上的调节杆以达到钢模准确就位。斜腿定型钢底模的脚边直接受力在承台顶部。 7、V墩预应力施工 (1)、按

12、设计要求，混凝土强度达到设计的95%时方可进行张拉，张拉程序为：0初应力con持荷2min锚固。张拉采用张拉应力和伸长量双控，以张拉应力控制为主，以钢束伸长量为辅，钢束实际伸长量应扣除钢束非弹性变形影响，实测伸长量与设计计算理论伸长量误差应在±6%的范围以内，若超出此范围，须分析原因，采取措施方可继续张拉。张拉完毕卸下工具锚及千斤顶后，要检查是否有断丝，同一张拉截面钢丝断丝率不大于1%，且不允许整根钢绞线拉断。 (2)、V墩中的各钢束均为单端张拉，采用塑料波纹管。 (3)、定位筋采用12mm的螺纹钢，布置方法为：直线段间距为100cm，曲线段间距为50cm。 (4)、张拉顺序为两个斜

13、腿同时由中间束向两侧对称张拉。 (5)、预应力筋若和V墩内劲性骨架或普通钢筋相交时，可适当调整预应力筋横向间距，但要保证每束预应力筋的平顺。 (6)、若长预应力筋在固定端处相互干扰时，可在固定端做适当平弯以便交叉锚固。 三、各施工步骤要点 1、承台及V墩第一次浇注 (1)、穿插波纹管及钢绞线：钢绞线应有出厂合格证，并分批进行试验和验收，钢绞线下料时要根据孔道长度加张拉和锚固长度，然后进行编束，钢绞线下料时要用沙轮锯切割，切忌用电焊机烧断，穿束时核对长度，对号穿入孔道。在劲性骨架固定好之后将波纹管及钢绞线先穿插在骨架里面，借用劲性骨架进行定位。 (2)、安装侧面及顶面钢筋：跟据设计及规范要求安装

14、好侧面及顶面钢筋，为了让波纹管更精确的定位，将钢筋和劲性骨架焊成一个整体并在钢筋和模板之间垫好保护层垫块。为保证模板和骨架位置准确再次对整个V型墩模板及骨架进行测量定位。 (3)、波纹管及钢绞线精确定位：预应力筋与劲性骨架或普通钢筋位置有冲突时，在不减少钢筋根数的前提下适当调整钢筋横向间距。预应力管道准确定位（偏差不得大于1cm），并用定位网钢筋固定牢固，定位网钢筋最大间距不大于1m，并同骨架焊牢，预应力束弯曲段定位网钢筋间距适当加密，为50cm。预应力管道在接头处不得有毛刺、卷边、折角等现象，接头处封严，不漏浆，浇筑混凝土时应防止管道变形和阻塞，预应力管道必须与锚垫板垂直。 (4)、安装顶模

15、：在底模和劲性骨架检查无误后安装第一次张拉段的顶模，借用劲性骨架和缆风绳来定位、加固，并在顶模上V字内搭设水平支撑。 (5)、完成上述工作后，浇注承台剩余部分混凝土。浇注过程中按照设计要求，需更改配合比，V墩混凝土中需掺加一定量的粉煤灰。第一次混凝土浇注至V墩内底部弧线处。 2、V墩第二次混凝土浇注 (1)、第二次混凝土浇注至首次张拉位置。浇筑混凝土时左右两肢斜腿混凝土对称、分层、同时浇筑，分层厚度为30cm，同一V墩的两肢斜腿混凝土浇筑进度在任何时候基本相等，以防偏载。每次浇筑混凝土时，制作足够的试块，与V墩同条件养生，其中一部分用于测定V墩实际强度，为张拉提供依据。 (2)、钢束张拉完成后

16、，孔道应及时压浆，采取真空压浆工艺，保证压浆密实，压浆砂浆标号为40号，容许外掺一定量的膨胀剂或铝粉，以减少水泥浆收缩。 3、V墩第三、四次浇筑（第二次张拉段施工） V墩第一次张拉完成后，剩余V墩部分分两次浇注。即V墩的第三、四次浇注。V墩第三次浇注部分为自V墩张拉端至N3锚固端的混凝土(C50)。此处须注意浇注混凝土的顶高度，以免钢束位置与设计不符。 4、8#至9#（10#至11#）箱梁底板和腹板 施工此处时相应支架模板已搭设完成，V墩内支架也已搭设至顶部，吊装墩顶1箱梁段底模。按照设计要求，进行120箱梁荷载预压，并进行沉降观测。预压必须保证连续48小时以上无明显沉降，且支架的弹性变形在5

17、mm以内，否则要求进一步加固。自本次浇注之前开始，每次浇注、预应力张拉前后都要进行变形（高程）观测。 施工中要注意避免铁件等尖锐物与波纹管的接触，保护好管道。混凝土施工前仔细检查管道，在施工时注意尽量避免振捣棒触及波纹管，对混凝土深处的如腹板波纹管、锯齿板处波纹管要精心施工，仔细保护，要绝对保证这些部位的波纹管不出现问题。 混凝土浇筑的顺序是先浇筑斜腿顶部箱梁底板，再往两头对称浇筑。 5、8#至9#（10#至11#）箱梁顶板 刚构箱梁底板、腹板施工完之后再按同样的施工顺序完成顶板的施工。 6、箱梁混凝土浇筑完之后的施工工序 顶板混凝土强度达到规范要求后，由进人孔进去拆除内模及支撑，由人孔运出。 由专业张拉队伍张拉预应力钢束。预应力施加时严格按照施工操作规程分段对号，对称穿插张拉