淺談勁性骨架在高墩施工中的作用

摘要:橋梁工程中高墩施工是及其重要的一環，而勁性骨架又是橋梁工程中必不可缺的一部分，在鋼筋固定、索塔施工導向和模板鞏固方面具有很大作用，隨著現代橋梁建設的復雜化，高架橋橋墩建設的頻繁化，勁性骨架的研究在高墩施工中方面成為熱門聚焦點，本文就從勁性骨架基本原理出發，結合勁性骨架特點，探討其在高墩施工中的具體運用。

關鍵詞:橋梁工程勁性骨架高墩施工

中圖分類號:TU997文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(b)-0125-01

1勁性骨架施工設計與實施

勁性骨架的主要作用是鋼筋固定、索塔施工導向和模板鞏固這三個方面，同時也是塔柱預應力粗鋼筋和斜拉索鋼套管的定位和安裝過程中必備設置，在橋梁建設中，通常運用于把拱圈鋼骨架構建成一拱，隨著分層、分環灌注混凝土，截面不斷增大，以形成一個全拱。一般情況下橋梁都受到索塔位置的限制或塔柱傾斜等因素的影響，因此在高墩施工過程中將勁性骨架運用于塔柱部分的施工一方面能使塔柱結構受力平衡維持在標準線上，另一方面制造出充足的施工面，保證施工進度正常，確保塔柱性能更加優越的同時擁有良好外觀。

1.1 勁性骨架結構施工概況

利用勁性骨架法施工的橋梁要先安裝勁性鋼管骨架，后向鋼管骨架的管內中注入混凝土已形成鋼筋混凝土形態的骨架，之后再分層分環地進行拱圈混凝土的澆筑，而勁性骨架部分則還是獨立形成的拱圈結構，擁有永久性配筋的特征，整個施工過程經過以下幾個狀態。

1.1.1 勁性骨架狀態

這是前期施工階段在安裝鋼筋骨架時的裸露狀態，這個時期只需要處理鋼筋材料和結構的各種問題，管內混凝土的注送造成的重量被視為負荷，而骨架承重則以鋼管的整體結構來計算。

1.1.2 勁性骨架在灌注混凝土混合后的結合狀態

這個階段要注意一個問題，就是混凝土還未完全凝固與鋼管形成整體結構時，仍然存在混凝土負荷這個細節重量因素，隨著混凝土逐漸凝固，負荷的影響就會越來越小。

待施工完畢，鋼管與混凝土結合在一起，則形成完整的勁性骨架，橋墩的拱圈也就完成了。

1.2 勁性骨架設計原則

首先，勁性骨架結構的設計應與拱圈施工階段相結合，且應該按照最不利情況對勁性骨架的荷載進行其剛度和結構強度的計算。其次，應該充分考慮勁性骨架結構與自身預應力，與鋼筋和混凝土保護層之間的關系。第三，鑒于骨架的剛度，在拱圈設計中應充分注重骨架以折形取代拱圈曲線形的線性一致，將每節段的拱度進行細化設置。第四，設計后還必須考慮到勁性骨架在實際施工過程中的可行性和各種操作問題。

1.3 勁性骨架的結構設計

根據不同的高墩施工情況，勁性骨架的結構設計也是多變的，下面來簡單介紹幾種情況下的勁性骨架結構。

1.3.1 外傾式混凝土拱肋勁性骨架結構

這個實例中，高墩施工運用液壓自爬模方案，于是勁性骨架需承擔供肋節段混凝土施工中的所有荷載，在實際施工過程中采用了雙層勁性骨架結構，具體主要由多類四枝角鋼格構柱組成。另外，需要考慮到混凝土拱肋箱壁的厚度、保護層厚度、主筋的直徑和扎筋直徑，勁性骨架的外輪廓尺寸也有相應改變，同時，四個倒角處與其余部分分別采用不同類型骨架相結合。

1.3.2 封閉式流線型扁平鋼箱梁和預應力混凝土箱梁混合型

在這個結構中，鋼筋混凝土分成下、中、上塔柱和橫梁共同搭建，塔柱施工主要運用的也是爬模方式，勁性骨架的設計則實行整體吊裝。安裝過程中保證第一節都比混凝土面高出，之后再每塊安裝的勁性骨架再逐漸接高。但這種方式的勁性骨架法需由于骨架整體安裝過程中自重過大，需要在定位前保持長時間吊點，以確保施工進度的正常推進，同時，施工過程對骨架節段位置的調整難度較大。

1.3.3 懸澆梁合攏段勁性骨架的設計

這種結構有一個受力特征，就是在邊、中跨合攏過程中，結構會發生體系轉換，梁部結構內部會隨著溫度的變化產生內力重的分布，和相關次應力，因此為減小梁部結構拉壓應力對合攏段混凝土的影響，需設計能夠對合攏段進行臨時鎖定，實現剛性支撐于預應力鋼性約束的勁性骨架。

1.3.4 薄壁高墩施工中的勁性骨架設計

通過一些實例分析和總結，橋梁建設中認為在進行薄壁高墩施工時采用體外活動式勁性骨架是一種相對較實用和安全的施工方法。鑒于薄壁柔性高墩的結構特點，在施工中采用常規的內置勁性骨架會導致型鋼數量加大且不能回收，大大提高了施工成本，因此使用橋墩體外活動勁性骨架能夠確保施工安全的同時降低成本。

2勁性骨架在高墩施工中的作用

勁性骨架以鋼筋為基本骨架建設，再灌注混凝土形成一個整體，具有彈性的高負荷結構，在高橋墩施工中運用于拱圈建筑對橋梁以穩定橋面，無論是施工階段的安全和質量控制，還是成橋后承重與抗震方面都有很大作用。

2.1 安全控制方面

考慮到高墩施工中安全問題的重要性，鑒于勁性骨架剛度較大的特點和優勢，可以在施工中起到鋼筋骨架結構的作用。通過鋼筋和模板在勁性骨架上的設計和固定，可達到預防鋼筋骨架整體傾斜、歪倒及橋墩模板發生垮塌事故的效果。另外，施工人員在施工過程中葉可利用勁性骨架的鏤空結構建立施工活動的各種安全措施，大大提高施工人員的安全保護系數。

2.2 質量控制

勁性骨架在橋梁高墩施工的設置對相應材料工廠的要求較高，無形中對材料和工程施工的質量起到積極作用。勁性骨架在工廠需要分節進行成型和加工，然后再整節運送、吊裝和就位，經過精確地定位，最后焊接固定在一起，如果材料制造過程中沒有嚴格的計算和加工，就無法做出末端精確吻合的節管，一點細微的誤差也會影響勁性骨架的整體彈性和穩定性。在鋼筋的安裝過程中，通常利用勁性骨架對鋼筋骨架進行糾偏和固定(將鋼筋綁扎在勁性骨架上)，以此確保鋼筋被安裝在準確的位置上，起到鞏固作用。在安裝模板時，勁性骨架對模板位置同樣起到輔助精確調整和固定的作用，以此對橋墩墩身的整體糾偏和控制產生影響。

參考文獻

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