190m跨网状系杆拱桥V型主墩涉高速公路施工技术研究

190m跨网状系杆拱桥V型主墩涉高速公路施工技术研究

赵晓鹏1  惠军武1   薛苗2 宁英武1

1.陕西路桥集团有限公司   陕西西安  710000  2.陕西省交通规划设计研究院有限公司，陕西西安   710000

摘要：某高速公路东江190m跨（105m+190m+105m）网状系杆拱桥主墩设计采用V字型桥墩，主墩高度范围为12.02-14.32m，V型主墩施工须拆除现行高速公路隔离栅，V型墩身靠近公路侧顶面投影侵占高速公路应急车道1.5m，V型主墩施工采用φ325钢管支架作为支撑，支架搭设侵占高速应急车道。本文以160#V型柱墩施工为例，对V型主墩涉高速公路施工技术进行了分析探讨，供大家参考和借鉴。

关键词：V型主墩；涉高速公路；施工技术

1.“V”型墩施工工艺概述

东江网状系杆拱桥“V”型墩，墩柱高度约12m，单肢截面横桥向宽4m，纵桥向宽3m，外侧设计为半径1.5m的圆弧。V型主墩施工须拆除现行高速公路隔离栅，V型墩身靠近公路侧顶面投影侵占高速公路应急车道1.5m。墩柱模板采用定制钢模，颜色为蓝色；钢筋采用现场绑扎的方式进行，采用C50混凝土泵送入模；整个墩身分2次浇筑，第1次浇筑承台顶以上4m节段，第2次浇筑至墩顶浇筑高度约8m，为确保墩身浇筑过程中两侧受力平衡，采用两台泵车进行同时浇筑。待第二节段浇筑完成混凝土强度满足要求后进行墩身模板拆除，模板拆除遵循先安装的后拆，后安装的先拆的原则进行；各节段之间浇筑混凝土的间歇期不得大于7天。

2.V型主墩涉高速公路施工技术

2.1 “V”型墩施工步骤

    “V”型主墩施工步骤详见下表1所示。

表1  “V”型墩施工步骤详解表

2.2钢管桩支架搭设

为确保“V”型墩左右两侧弧形段模板安装与固定，在弧形模板外侧搭设钢管桩支架，支架搭设前需检测原地面地基承载力，地基承载力要求不小于63.45kPa，若不满足则进行换填处理，直至承载力满足要求后方可施工。支架采用直径φ325mm、壁厚6mm的管桩，相邻管桩间也采用直径φ325mm、壁厚6mm的管桩做为平联进行连接，管桩间连接采用焊接的方式进行；管桩底部设置预制混凝土基础，基础尺寸规格为1m×1m×0.5m和1.5m×1.5m×0.5m，混凝土基础中设置10mm厚的预埋钢板，混凝土基础顶设置法兰盘与管桩进行螺栓连接。

高速侧管桩支架外侧2排落于高速应急车道上，侵占应急车道1/2；第3排管桩落于防护桩顶冠梁上方；第4排管桩落于承台边缘。远离高速侧的管桩支架第1排落于承台边缘，第2-4排落于地面上。为确保落于承台边缘与地面的基础发生沉降，承台施工完成后，基坑回填至管桩基础底15cm，基础底浇筑厚度15cm的混凝土调平垫层。

2.3模板安装

“V”型墩模板采用定制钢模，面板采用厚度6mm钢板，竖肋采用10cm槽钢；正向、侧向背楞采用双拼32cm槽钢；拉杆采用φ32螺纹钢筋。模板安装采用25t汽车吊进行起吊安装，采用全站仪放样出墩身底部4个角点，为确保墩身模板底部安装精度，将4个角点外沿15cm弹出墨线。弧形模板上端采用管桩支架进行固定，每根管桩顶部采用直径20cm，高度20cm（高度调整范围25~35cm）的砂桶调整顶部标高，用以精确调整弧形模板位置，弧形模板安装完成后采用全站仪对顶口2个角点进行复核测量确保弧形模板的水平夹角与设计一致。弧形模板定位完成后陆续安装侧模和内模，墩身模板4角采用直径32mm的螺纹钢筋进行连接固定。

2.4盘扣式支架搭设

在“V”型墩大小里程侧分别搭设盘扣式支架做为钢筋绑扎、模板安装的操作平台，支架内侧距离墩身外边缘60cm，支架宽度25.2m，高度约13m，墩身两侧盘扣式支架设置两层交叉的钢管通过墩身中部进行连接，确保支架整体性与稳定性；第一层距离承台顶面4.5m，第二层距离第一层6m。支架底部区域采用C20混凝土浇筑厚度10cm的调平垫层，地基承载力不小于50kpa。盘扣式支架钢管选用外径48mm的无缝钢管。盘扣支架采用整体式双排落地回字形布置，横桥向和纵桥向最大间距1.2m。人员操作平台采用1.2m*0.25m专用操作平台组成，操作平台具体位置根据施工需要设置。

2.5钢筋绑扎

“V”型墩所用钢筋统一在钢筋加工厂加工将钢筋加工为半成品后通过平板车运输至现场，采用现场绑扎的方式进行。第一阶段绑扎墩身底部高度2m的实心段，A-A、B-B截面箍筋与水平钢筋绑扎交错进行，层层递进的方式；实心段钢筋绑扎完成后，安装墩身内侧倒角的⑨号、⑩号钢筋，然后继续绑扎墩身两肢节段，、①号斜向直筋，采用②号箍筋1m一道将钢筋骨架定位，确保弧形段钢筋保护层满足要求，然后绑扎横纵向的箍筋。

3.主墩支架受力计算

3.1 325×6mm 钢管受力计算

在荷载效应的基本组合下，钢管立柱最大轴力 118.69kN，最大弯矩

为 35.65kN·m，钢管立柱Φ325×6mm 截面参数为：

A=6013mm2；Ix=7.65×107mm4；Wx=4.71×105mm3；i=112.8mm。

钢管桩计算长度取 l=2×3.5=7m，计算长细比为：

λ=2l/i=14000/118.69=124.11；

属于 b 类截面，查表得φ=0.411；

稳定性按下式计算：

满足规范要求。

3.2 地基承载力

根据标准组合下，钢管最大反力 N=67.71kN。

基础尺寸为 1.5×1.5×0.6m，基底承压面积 A=2.25m2，所以基底应力可表示为：

Pk=（67.4+59.5）÷2.25=63.45kPa。

故钢管下方地基承载力须不小于63.45kPa。

4.V型墩柱涉路施工安全管理

4.1涉路施工安全技术措施

（1）按养护施工标准，设置“上游警告区--上游过渡区--缓冲区--作业区--下游过渡区--终止区”，硬隔离防护，并设置警示牌；

（2）施工范围内设置警示告知牌、警示灯等安全标志，时刻提醒作业人员本施工区临近公路，注意施工安全。

（3）加强专职安全员对涉及紧邻高速侧以及侵占高速道路的钢筋骨架吊装、模板、支架、混凝土浇筑等现场安全监管，对钢筋骨架吊装前吊具、钢丝绳、设备性能进行检查，吊装过程中严格控制吊机旋转区域，避免钢筋骨架吊装过程中侵入高速行车范围。

4.2侵占应急车道吊装安全措施

（1）每日吊装作业前检查设备性能是否良好，并进行试吊，试吊无任何问题后方能开展后续工作。

（2）对于侵占高速应急车道的吊装作业，为避免吊装、指挥人员对整体情况不够了解，施工中进行定驾驶人员、定吊装设备、定指挥人员，现场严格按照“三定”原则进行管控。在第一次进场吊装前项目部将针对涉路吊装安全作业注意事项，对现场作业人员进行详细的交底，并对吊装人员和指挥人员进行相关考核，确保技术达标，减小安全风险。

（3）涉路施工吊装与交通导改单位协同作业，建立多方联动机制，交通导改完成接到相关通知后，方能开始吊装。

（4）吊装模板、钢筋、管桩、型钢等材料时，起吊前检查挂钩保险扣是否到位，吊装物需设置1根牵引绳，确保材料在吊装过程中方向可控，不会侵入高速行车区域。

5结语

高速公路桥梁的V型墩柱结构施工难度巨大,同时对于施工质量要求极高,因为任何微小的问题都会在后期长年累月的运行中出现严重的问题。本文探讨了该结构的施工技术要点,并在此基础上探讨了整个结构的施工技术要点,从而让高速公路桥梁的V型墩柱结构的质量符合设计指标。

参考文献

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[2]高速公路桥梁施工中高墩施工的相关技术要点[J]. 刘宝成.工程建设与设计,2020(16)

[3]高速公路中高墩桥梁的施工技术要点[J].唐涛.四川水泥,2020(08)

[4]山区高速公路特大桥梁高墩柱施工技术[J].高威.交通世界,2020(17)