第３期（思￣ｐ矛Ａ－￣２２２期） ２０ １ ３年６月 山西交通科技 ＳＨＡＮＸＩ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ ｏｆ ＣＯＭＭ 』 ＣＡ Ｉｏ ＮＯ．３ 些 浅谈空心墩劲性骨架施工技术 郭慧敏 （山西交通职业技术学院，山西 太原０３００３１） 摘要：通过结合乱岭关１号大桥空心墩施工的工程实例，从施工方案选定、施工工序划分、 缩减施工成本的投入等方面对劲性骨架施工工艺进行了论述。 关键词：空心墩；劲性骨架；施工；工艺 中图分类号：Ｕ４４３．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－３５２８（２０１３）０３－００８６－０３ 随着我国国民经济的增长，交通运输事业的蓬 勃发展，我国交通建筑业也逐步向偏远、地理位置复 杂的山区发展，在地理位置复杂的地带进行路桥施 工不可避免地会面临高墩高空作业，劲性骨架对于 高墩、高空作业特别是在空心墩施工中的安全控制 和质量控制方面都起着关键作用，所以劲性骨架在 ２施工原理 ２．１空心墩施工工艺 乱岭关大桥高于３０ ｍ的墩身均采用空心薄壁 墩结构，墩身采用翻模法施工，根据墩身位置间距配 置塔吊辅助施工。混凝土浇筑采用塔吊垂直吊装灌 注每循环浇筑６ ＩＴＩ，墩身劲性骨架放置在墩身竖向 钢筋内侧，其下部预埋２ ＩＴＩ在柱式承台内，上部伸 人盖梁１ ｉｎ。每循环施工时先将骨架在固定的加工 路桥施工中越来越广泛被应用到墩身设计中。 １工程简介 山西省广灵至浑源高速公路是山西省高速公路 场地制作完成后再整体吊装至墩身位置与上一循环 骨架完成连接，然后进行钢筋绑扎、模板安装及｝昆凝 土浇筑作业。施工时应注意未浇筑混凝土的骨架高 度不宜大于８ ｍ。如大于８ ｍ时需采取其他措施保 网“三纵十一横”中的第二横的一部分，全长 ７７．２６８ ｋｍ，全线有隧道２座共４ ４５４ ｍ，大桥３２座， 中桥２６座，小桥ｌ８座。其中乱岭关１号大桥位于 Ｋ５１＋１８５．０００处，桥梁全长８８８ ｉｎ，前右角９０。。上 部结构采用２２孔４０ ＩＴＩ先简支后连续预应力Ｔ梁， 下部结构采用矩形空心墩，柱式台和钻孔灌注桩。全 桥平面位于Ｒ＝Ｉ ８３７，１８９ ｍ（右转），Ｌ ＝ ３５０ ｉｎ圆曲线和缓和曲线上。乱岭关大桥空心墩身 共９１７ １１１，最高墩身达６０．５ ＩＴＩ，所处地理位置复杂， 工期紧，施丁难度较大。为保证工期，合理地安排和 证骨架和钢筋的稳定性。 ｌ型 匹Ｈ型塑墨壁茎Ｈ复堕墼塑垫 塑童塞｝．｛鎏 塑塾ｌ 图１空心墩施工工艺流程图 ２．２劲性骨架在空心墩中的作用 乱岭关１号大桥空心墩身劲性骨架施工是空心 墩身施工中一个重要的环节，设置劲性骨架也对空 优化空心墩施工中的每道工序非常重要，劲性骨架 的施Ｔ则是制约空心墩施工进度的一个关键因素， 所以对于劲Ｊ生骨架施工方案合理优化和有效地组织 施Ｔ至关重要。 心墩施工起到关键作用： ａ１安全控制 在高墩施工中，存在较大的安全 隐患，安全施工至关重要，增设劲性骨架后由于劲性 骨架刚度较大，可以预防钢筋骨架整体歪倒和模板 垮塌事故的发生，在墩身钢筋绑扎过程中工人可利 用劲性骨架固定安全带，对操作工人起到安全防护 的作用。 ｂ）质量控制劲性骨架经过精确加工及定位固 该项工程属于广源高速第八合同段，有中铁十 九局五公司中标承建，山西一通监理公司负责监理。 笔者有幸参与了本桥下部工程的建设，对于劲性骨 架的设计原理、施工工艺有了进一步的了解。现做如 下简述。 定，在墩身钢筋绑扎过程中可利用劲性骨架对钢筋 收稿日期：２０１２—１２—０５；修回日期：２０１３—０１—１８ 作者简介：郭慧敏（１９８３一 ），女，山西大同人，助教，２００６年毕业于太原理工大学土木工程专业。 ２０１３年第３期 郭慧敏：浅谈空心墩劲性骨架施工技术 ・８７・ 骨架纠偏及固定，有效保证钢筋安装的准确性和保 护层的厚度。同时也对整个墩身的整体偏位起到控 制作用，也增加了墩身本身的刚性和受力能力。 ｃ）进度影响 由于劲性骨架的安装是空心墩身 数量的加工场地减少施工成本投人。最后，场地尺寸 及平整度必须严格控制，保证施工中骨架尺寸及要 求。 施工的首要工序，只有完成劲性骨架安装后才可以 进行劲性墩身钢筋绑扎及模板安装，所以劲性骨架 的施工进度也是影响空心墩施工的一个重要因素。 ２．３劲性骨架的设计 劲性骨架的设计主要从骨架结构的受力、风载 荷、稳定性等多方面考虑，经过理论计算确定结构形 式及选择合适的材料制作以达到设计要求。在乱岭 关１号大桥的空心墩劲性骨架中采用Ｌ１００×１００× １０、Ｌ１００×８００ Ｘ ７、Ｌ７５×７５×８三种角钢制作加工， 运用了三角结构的设计，三角结构不仅能满足受力 要求同时还可以节约材料减少施工成本投人。 ２．４劲性骨架施工 根据劲性骨架设计图，综合考虑施工场地、人 员、机械配置对劲性骨架现场加工制作制定合理的 施工方案和工序的划分。在本工程中我们采用了分 体焊接、整体拼装及整体吊装的施工方案。分体焊接 即先将Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ５在固定胎模具上分体拼装成 两片分体骨架，然后再移至固定脚手架平台进行拼 装。劲性骨架施工工序流程图如图２。 图２劲性骨架加工工艺流程图 ２．４．１施工场地的选择及制作 施工场地的选择和制作是关系到劲性骨架施工 的首要因素，必须综合考虑，优化施工现场规划，合 理布置，同时严格控制场地施工质量。首先根据空心 墩墩位现场分布选择合适的场地减少骨架运距及原 材料的二次搬运；其次，加工场地数量保证墩身施工 进度，在能满足施工进度的前提下，应尽量设置最少 图３加工场地布置 ２．４．２脚手架的搭设 脚手架的搭设方式主要根据骨架设计尺寸及控 制点而定，其搭设主要考虑以下两个方面： ａ）脚手架的稳固性脚手架的稳固性是保证施 工人员人身安全及劲性骨架加工尺寸准确性的前 提，在搭设过程中可以适当增加三角斜撑以提高脚 手架的稳固性。 ｂ）脚手架的一致性和准确性脚手架固定杆与 固定底座之间的坡度是控制劲性骨架尺寸的首要因 素，施工中通过调节活动杆与活动底座的位置使它 们与固定杆和固定底座之间的间距与加工骨架的尺 寸保持一致。并将活动杆和活动底座固定牢固，防止 在拼装过程中变形。充分发挥固定杆、活动杆和底座 的限位控制作用，保证骨架的尺寸。 ２．４．３分体焊接胎模具 根据骨架设计图可以看出，Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ５所组 成的分体骨架不随墩身高度及坡度而改变，所以选 择制作固定加工胎模具先将４种半成品角钢分体焊 成一体，然后再与Ｎ４、Ｎ６整体拼装。这样不仅可以 提高骨架的制作效率，节约成本，更能保证骨架的制 作尺寸。分体焊接胎模具设计图如图４。 ｌ 限世用钢－■ 一 穗 厂 ／ 。， 圄 ／Ｉ ＼ ． ／ ＼ １ 哩 ×：Ｌ ： ＼Ｘ 中线标记埏／ｌ ／ｔ．１ｍｍ 黯雹 图４分体焊接胎模具设计图 ・８８・ 山西交通科技 ２０１３年第３期 图４（第８７页）模具是根据劲性骨架尺寸制作， 在制作时必须保证限位角钢及中线标记位置的准确 性，使用中要定期对模具进行尺寸复测，避免因为模 具变形导致返工。 ２．４．７成品骨架安装要点 ａ）必须保证安装骨架位置的准确性。 ｂ）安装骨架与上一循环预留骨架焊接。 ２．４．８骨架精确安装控制措施 ２．４．４分体焊接质量控制 将半成品原材在对应的加工模具上拼装分体焊 接，连接处均采用双面焊接，焊接质量满足《建筑钢 ａ１吊装前将成品骨架Ｎ４中点使用记号笔标识， 在骨架吊装即将与上一循环骨架相接时，使用铅垂 在骨架Ｎ４中点位置挂线，再使用钢卷尺测量标识 出上一循环墩身中点位置，调整骨架时确保骨架中 点与已浇筑墩身的中点重合，并使用水平尺调整Ｎ４ 处于水平位置，然后将Ｎｌ、Ｎ２与上循环骨架对齐焊 接，在施工中测量组必须实时跟踪测量，以免造成返 工。 结构焊接技术规程））ＪＧＪ ８ ｌ一２００２的有关规定。 ２．４．５整体拼装 在骨架整体拼装前首先要根据骨架的设计尺寸 调整脚手架固定杆与活动调节杆的位置，保证骨架 尺寸的准确性。调整完成后使用吊装设备将焊接完 成的分体骨架吊装到脚手架平台与相应固定杆和活 动调节杆固定牢固，进行尺寸校正，然后将骨架其余 半成品材料与分体骨架整体焊接。 ａ）吊装校正将焊接完成两片分体骨架吊人脚 手架平台内后，与脚手架上部固定调节杆使用铁丝 或点焊方式固定，使骨架底部与底座点位对正，然后 用吊锤对骨架垂直度校正，确保分体骨架的垂直度， 同时还要对分体骨架间距进行测量，检验控制误差 在合理允许范围之内。 ｂ）整体焊接分体骨架安装校正完成后，进行 骨架的整体焊接。焊接前先将骨架Ｎ４与Ｎｌ、Ｎ２连 接，在连接过程中使用水平尺及钢卷尺来控制Ｎ４ 的水平度及骨架侧面宽度，Ｎ４焊接完成后再使用吊 锤来校正骨架侧面上部中心与下部中心位置是否一 致，最后再焊接Ｎ６。焊接过程中要严格控制焊接质 量，满足设计及规范相关要求。 ２．４．６整体吊装 ｂ）上下循环骨架连接使用２５ ａｍ长的１００× １００×１０的角钢紧贴在两循环骨架Ｎ１、Ｎ２内侧，连 接时首先将上下骨架点焊固定，再次把骨架位置及 垂直度校正后再进行焊接，焊接时上下骨架搭接长 度大于等于１０ ａｍ，搭接位置双面焊接，焊接质量符 合设计及规范要求。 ３总结 劲性骨架施工是高墩施工中的控制要点之一， 它不仅为高墩施工在安全和质量控制方面起到一定 作用，还为其他工序施工提供了竖向支撑和作业平 台，更有利于保证施工进度。 在施工时必须以保证施工进度、加工质量和缩 小施工投入为原则，从施工场地选择、劳动组织配 置、施工方案的比较等多方面考虑，优化施工方案以 创造更大的利润。 该标段乱岭关１号大桥使用劲性骨架施工，从 安全、质量、进度等方面较普通施工方法有较大优 势，各部几何尺寸、外观检验都达到了优良标准。在 质检部门和上级部门的多次检查中都获得好评，并 被广源高速指挥部评为样板工程，取得了安全、质 量、工期、效益等方面的良好成绩。 骨架整体焊接完成后整体吊装前，现场技术人 员必须对骨架尺寸进行复测，然后使用吊装、运输设 备将成品骨架运输到墩身下方，再使用塔吊将骨架 吊至墩身安装位置，在运输过程中要注意起吊以及 装运尽量控制骨架的变形。 Ｔｈｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｈｏｌｌｏｗ Ｐｉｅｒ Ｓｔｉｆｎｅｓｓ Ｓｋｅｌｅｔｏｎ ＧＵＯ Ｈｕｉ－ｍｉｎ （Ｓｈａｎ￣Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ ０３００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｈｏｌｌｏｗ ｐｉｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｌｕａｎｌｉｎｇｇｕａｎ Ｎｏ．１ Ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｓｋｅｌｅｔｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｓｃｈｅｌＴｌｅ ｓｅｌｅｅ－ ｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｅｔｃ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｏｌｌｏｗ ｐｉｅｒ；ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｓｋｅｌｅｔｏｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ