高速铁路桥梁空心墩封顶施工技术

1、高速铁路桥梁空心墩封顶施工技术石 斌（建安公司渝利铁路项目部）摘 要 以渝利铁路某特大桥空心墩工程为背景，介绍了目前在铁路桥梁空心墩施工方面应用较多的工字钢横梁封顶工艺。关键词 高铁 空心墩 封顶1 引言新建渝利铁路标段吴家沟特大桥设计为34*32m简支梁结构。桥墩为双线圆端型空心桥墩，墩身高度最高54m，桥墩顶帽托盘总高度2m，上实体段高度1m，实体段下设倒角，倒角尺寸50*100cm。浇筑时，要求实体段一次性浇筑完成后且混凝土强度达70%后方可浇筑托盘顶帽混凝土。该桥施工工期紧，为标段控制性工程之一，其空心墩施工进度是影响全局的关键，因此如何确保安全快速的完成空心墩封顶是本桥的施工重点。2

2、 施工方案比选常规方法采取的空心墩内搭设满堂脚手架的方法受空心墩内空间布局、材料周转、施工工期等因素，不适合本工程；采取预制混凝土盖板做底模的方法，需要对倒角处混凝土强度等级、钢筋布置进行加强验算，同时，单块预制板重量较重，施工现场所用塔吊不能完成吊装作业，需增加50t汽车吊，既耽误工期又增加成本；采取在空心墩壁预埋工字钢支点，在支点上搭设工字钢横梁，横梁上设置传力杆件支撑空心墩封顶低模的方法，有着施工进度较快，吊装拆卸方便，且横梁可以重复利用的优点，因此，成为本工程的首选方案。3 施工方法3.1预埋件制作及安装支点预埋件作为支撑系统的主要构件，制作要求较高。采取两根70cm长的20a普通工字

3、钢拼焊而成。支点预埋件加工制作过程中必须保证焊缝饱满，封口严密，同时外露端必须采用6mm厚钢板封住。为了保证支点表面平整，在外露端上表面采用钢板将焊缝垫平，同时端头加焊50角钢作为钢横梁的卡子，防止钢横梁横向移动。预埋件安装位置设置在离倒角底0.3m位置，混凝土施工到方案设计的高度前，在钢模板上设置相应的方孔，预埋件按设计埋入50cm，外露20cm，混凝土施工时随时观察预埋件的位置是否移动。预埋件制作方式如图1：预埋件安装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双层钢筋网焊接牢固。3.2搭设操作平台利用墩身设计原有的通风孔，在通风孔内横穿钢管（可采用普通脚手架管焊成

4、钢管束），在钢管上满铺竹跳板形成操作平台。图1预埋件制作方式3.3钢横梁吊装埋设有支点预埋件的墩身混凝土达到一定强度后，墩身内模和原来内架拆除后，施工平台搭设完毕后就可以进行钢横梁的安装。3.4底模系统安装钢横梁安装完毕后即可搭设传力杆件（传力杆必须全部顶紧木横梁，不允许部分传力杆件不受力的现象），在传力杆件上搭设木横梁，木横梁上密铺木纵梁，木横梁不允许截断，并观察有无裂纹存在。在木纵梁上满铺5cm木板作为底模，在底模上铺设宝丽板作为底模面板。其组成方式如图2、3所示：图2：底模系统安装图图3：横梁及传力杆布置图3.5结构受力验算本受力系统的安全性取决于工字钢横梁的受力性能及工字钢预埋件的受力

5、性能，即需要对工字钢预埋件的抗剪能力和工字钢横梁的强度及整体稳定性进行检算。3.5.1工字钢横梁受力工字钢横梁结构受力采取MIDAS软件进行验算。根据计算，本桥空心墩封顶时底模系统承受重力合计960KN。（1）计算模型钢横梁采用20a，Q235钢，计算时将钢横梁作为简支梁处理。图4：工字钢横梁受力模型图5：钢梁应力（Mpa）在图5中可以看到，钢梁最大应力为228.5Mpa，超过Q235钢材允许的215Mpa，结构不安全，因此，改选为I25a工字钢。图6：新钢梁应力（Mpa）图7：钢梁挠度（cm）在图6、图7中可以知道，钢梁应力、挠度均符合要求，因此本工程选用I25a做为横梁材料。3.5.2工字

6、钢预埋件结构受力验算K1Vj(AS1+AS2)fsv Vj作用于预埋件的剪切荷载，Vj=960.6/14=68.61kN(14个支点平均分配)K1抗剪强度设计安全系数，设计K1=2.0摩擦系数,取=1.0AS1+AS2预埋件的横截面积，对20a普通工字钢，AS1+AS2=35.5×2=71cm2fsv钢材在混凝土中的抗剪强度设计值,取fsv=0.7 fst，fst=106MPa(AS1+AS2)fsv÷Vj=1.0×71×10-4×0.7×106×106÷139.07÷1000=7.72.0支撑预埋件抗剪满足要求。4 结束语利用工字钢做为空心墩封顶底模系统施工工艺在国内高速铁路建设中应用普遍，施工工艺较为成熟。本工程通过对支撑系统详细的结构计算，确保了施工安全，在确保安全的前提下，推进了施工的进展，完全满足施工需要。参考文献：1TZ213-2005 客运专线铁路桥涵施工技术指南2龙驭球，结构力学教程上、下册，高等教育出版社，2001