小溪河大橋上轉盤砂盤底模應用

陳威 孫明 趙坤 白偉

（四川路橋橋梁工程有限責任公司）

小溪河大橋上轉盤砂盤底模應用

陳威 孫明 趙坤 白偉

（四川路橋橋梁工程有限責任公司）

砂盤在轉體橋中用作上轉盤底模時，通過對砂盤底模進行水夯密實后，然后在砂盤表層進行砂漿抹面，能有效承載上盤的混凝土重量，在施工工序上大大簡化，節約施工工期；并且減少施工成本。所以，砂盤底模的應用能起到良好的施工及經濟效果。

砂盤底模；低位結構物；轉體橋

一、工程概況

小溪河大橋位于湖北省巴東縣官渡口鎮，橫跨小溪河，橋址處通航水位情況下水位寬約 140m，全橋長 218.5m。主橋為上承式鋼筋混凝土箱型拱橋，凈跨徑155.0m，凈矢高25.833m，凈矢跨比1/6。主拱圈為懸鏈線箱型拱，拱軸系數m=1.998。

主橋采用無平衡重轉體施工。在河流兩岸利用地形，搭設簡易支架，預制組拼半跨勁性骨架拱圈；澆筑磨心、磨蓋、上盤、背墻，然后張拉脫架轉體合攏成拱。本橋轉出的拱箱是單箱三室雙肋閉口薄壁箱結構，轉體合攏后再加厚箱梁腹板，然后澆筑箱梁頂板形成主拱圈。

轉動系統由下盤基礎、磨心、磨蓋、倒椎體上轉盤及保險墩組成。如下圖所示：

圖1.砂盤示意圖

下盤基礎與上轉盤之間由磨心磨蓋連接，磨心磨蓋為轉體階段的轉動軸系統。

二、施工方案的確定

由于上下盤之間的高度間距為 1米，倒椎體與上轉盤的底模支撐系統需要考慮到倒椎體的線型控制與上轉盤大體積砼的受力保證，另外還要考慮拆除的方便。由于倒錐體底部線型為四分之三圓弧加四分之一斜線型。若用一般的的鋼管支架加木方背方上鋪設膠合板做底模，受到高度及上轉盤自重的控制，支架搭設耗用的材料及操作人工將會比較多，且倒錐體線型的模板加工安裝十分困難，倒錐體最底部距離底面僅10cm高度，且后面的支架拆除將會更加繁瑣，由于只有1米的高度，扣除模板及木方厚度，人的可操作空間將會受到很大限制，且比一般的支架拆除更加費時費力。上轉盤為長14米寬10米高4.2米的結構，按照每根鋼管承重2.0T計算，一根鋼管只能承受0.2m2的混凝土，即鋼管間距約為40cm*50cm。以此計算，混凝土區域需要26*29=754根鋼管。按照每根鋼管1米計算，單根鋼管重量為0.0033kg/m，則需要將近2.5T的鋼管。加上木方及140m2的底模板等。上述只為材料費用，再攤入人工費用及操作的繁瑣，由于倒椎體為不規則圓錐體，造成支架的搭設和模板鋪設更加麻煩。我部綜合考慮之后，選取以砂作為底盤，考慮到砂的自然剪切角為35度左右，將砂盤面積各超出上轉盤各邊1.2米，四周采取模板加鋼管支撐，防止周邊砂盤滑落而造成失穩現象。

三、施工工藝流程

1.清平場地，將砂盤底部的基礎進行處理工作，采用挖機進行清理整平，然后將砂盤四周的角點放出來，砂盤按照上轉盤平面往外各超出1.2m計算，然后用廣線拉出砂盤輪廓線，沿著輪廓線安裝鋼管支架邊模，留取進口段先不安設。

2.將砂材料用裝載機轉運至砂盤內，并人工輔助整平。待整個砂盤填充足夠時，將進口段鋼管支架邊模灌好。

3.砂盤采用水夯法夯實，采用高壓水泵沖刷砂盤，待沖水夯實到一定密實度后，采取用8cm*8cm的木方平置于砂模上，然后人踩在木方上，觀察木方沉降，若木方沉陷在3mm以內時則砂盤密實度則證明達到要求，砂盤已夯實到位。按照木方面積0.08*0.08計算，承受的相應上轉盤混凝土重量為0.0064*4.2*2.5*1000=67.2Kg,人的重量按照70kg計算，此換算符合要求。

圖2.水夯砂盤

4.待整個砂盤夯實達到要求后，將倒椎體位置放出來，對倒錐體位置進行人工掏砂開挖做成倒錐體倒模，開挖出的砂堆置在砂盤之外，倒錐體模型開挖完成修整后，在表面進行5cm的砂漿封面，砂漿凝固后便可開始綁扎安裝鋼筋，如下圖所示。

圖3.人工掏挖倒錐體

圖4.成型后的倒錐體砂模鋼筋綁扎

倒錐體澆筑完成后，即可開始進行上轉盤的模板和鋼筋安裝，在用砂漿封面的砂盤上進行上轉盤的定位放線，然后開始鋼筋綁扎和安裝。

5.上轉盤分3次澆筑，在混凝土澆筑前，對上轉盤邊線周圍進行沉降觀測點布控，對砂盤四周進行沉降觀測，沉降觀測點設置在上轉盤模板邊上，共 6個點，如下圖所示。

圖5.砂盤沉降觀測點圖

混凝土澆筑完成后，得出的結論如下表：

沉降觀測表點號 初始值 第一次總下沉值（mm)第一次總下沉值（mm)第三次總下沉值（mm) 1 0 2 3 3 2 0 3 4 5 3 0 1 1 1.5 4 0 2 2 2 5 0 2 2 2 6 0 1 1 1

由上表可看出，夯實后的砂盤在上轉盤混凝土澆筑后的最大沉降值為 5mm，符合施工要求，砂盤的承載效果良好。

6.砂盤拆除，轉體之前需要對砂盤進行清除，以便上轉盤結構物的轉體合攏。清除時，將四周固定支撐鋼管及模板拆除后，利用水管沖刷砂盤，砂盤便自動滑落，而后將砂盤的砂用裝卸車轉運至其他地方，整個砂盤清除工作方便快捷，只需半日即可全部清除完成。

圖6.砂盤沖水拆除

四、結論

通過在小溪河大橋轉體施工中砂盤的應用，不僅簡化了上轉盤的施工工序，縮短了施工工期，而且從施工效果上看，砂盤具有良好的操作性及承載性能，針對轉體施工橋中的這種低位異型結構物，從施工操作上得到了簡化，并且也節約了施工成本，提高了經濟效果。我部在砂盤的運用表明，砂盤運用在低墩位結構物中充當底模效果明顯，適合在類似的轉體橋中的轉體橋結構及類似的結構物施工中推廣應用。

U45

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1007-6344（2015）08-0330-02