橋梁門(mén)式墩不平衡轉(zhuǎn)體承臺(tái)施工技術(shù)

趙佩力 丁健 鄧錫保 鄧學(xué)民 韓勝

（1 中鐵一局集團(tuán)（廣州）建設(shè)工程有限公司；2 中國(guó)鐵路廣州局集團(tuán)有限公司深圳工程建設(shè)指揮部）

1 工程概況

九漳特大橋3 號(hào)墩為轉(zhuǎn)體[1-3]門(mén)式墩，場(chǎng)地土類型為中硬土～巖石，場(chǎng)地類別為Ⅱ類。轉(zhuǎn)體墩（左墩）承臺(tái)為長(zhǎng)9m，寬6.5m，高度4m；非轉(zhuǎn)體墩（右墩）承臺(tái)為長(zhǎng)8.7m，寬5.5m，高度2.5m。承臺(tái)邊緣距北東聯(lián)絡(luò)線中心線最近距離5.5m。轉(zhuǎn)體系統(tǒng)[4-8]設(shè)置于左側(cè)轉(zhuǎn)體承臺(tái)結(jié)構(gòu)，承臺(tái)分為上下承臺(tái)，高度均為2m，右側(cè)非轉(zhuǎn)體承臺(tái)結(jié)構(gòu)高度為2.5m。如圖1 所示，轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)由下轉(zhuǎn)盤(pán)、上轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)(超高強(qiáng)混凝土球鉸)、轉(zhuǎn)體平衡系統(tǒng)(滑道及撐腳)、轉(zhuǎn)體助推系統(tǒng)(助推鋼牛腿)、轉(zhuǎn)體牽引系統(tǒng)(牽引索及張拉臺(tái)座)、結(jié)構(gòu)臨時(shí)錨固系統(tǒng)(砂箱及高強(qiáng)鋼筋)等組成。

圖1 門(mén)式墩轉(zhuǎn)體承臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

圖2 下球鉸定位施工

圖3 撐腳及砂箱安裝

圖4 上承臺(tái)支模體系施工

2 總體施工方案

門(mén)式墩承臺(tái)分為轉(zhuǎn)體墩承臺(tái)與非轉(zhuǎn)體墩承臺(tái)，非轉(zhuǎn)體墩承臺(tái)采用常規(guī)方法進(jìn)行施工。轉(zhuǎn)體墩承臺(tái)由上下兩層構(gòu)成，高均為2m。轉(zhuǎn)體墩轉(zhuǎn)體系統(tǒng)及承臺(tái)施工總體方案如下：

測(cè)量放樣出承臺(tái)精確位置，因承臺(tái)靠近北東聯(lián)絡(luò)線水溝，需進(jìn)行鋼板樁支護(hù)進(jìn)行防護(hù)。基坑開(kāi)挖過(guò)程中需做好基坑及營(yíng)業(yè)線監(jiān)測(cè)工作。樁頭破除采用環(huán)切法破樁頭，確保樁身范圍混凝土不被破壞。待樁頭破除完成及樁基檢測(cè)合格后澆筑C20 混凝土墊層。下承臺(tái)施工分兩次進(jìn)行第一次進(jìn)行0～1.4m 施工，第二次進(jìn)行1.4～2m 施工。下承臺(tái)第一次施工完成后精確安裝下座板、滑道、助推反力支座及張拉臺(tái)座鋼筋等。待轉(zhuǎn)體系統(tǒng)下承臺(tái)所有預(yù)埋構(gòu)件完成后進(jìn)行1.4～2m 部位混凝土澆筑，下承臺(tái)施工完成后進(jìn)行球鉸安裝。球鉸安裝完成，上承臺(tái)施工前進(jìn)行張拉臺(tái)座施工、安裝撐腳、砂箱及牽引索。因上轉(zhuǎn)盤(pán)與下承臺(tái)空間狹小高差僅有80cm，支撐體系選擇使用水密砂基礎(chǔ)支撐體系，進(jìn)行上轉(zhuǎn)盤(pán)、墩身及上部結(jié)構(gòu)施工，水密砂基礎(chǔ)清除在墩身施工完成轉(zhuǎn)體前進(jìn)行清除。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 下承臺(tái)施工

基坑臨時(shí)邊坡采用砂漿抹面處理，坡頂開(kāi)挖截水溝，設(shè)置擋水檻，基底設(shè)置集水坑，并安裝水泵，雨季施工采取抽排水。承臺(tái)墊層采用C20 混凝土，厚度20cm。墊層用方木支模，混凝土采用溜槽法澆筑。下承臺(tái)為C40 混凝土，采用溜槽施工，斜面分層澆筑，層厚控制在30㎝以內(nèi)。

3.2 下球鉸施工

3.2.1下球鉸定位

⑴球鉸吊裝：球鉸采用汽車吊進(jìn)行吊裝，吊裝過(guò)程中專人指揮，保證球鉸輕起輕落，移動(dòng)平穩(wěn)，就位準(zhǔn)確。

⑵精確定位及調(diào)整：利用球鉸骨架及調(diào)整螺栓將下球鉸懸吊，調(diào)整中心位置，然后依靠固定調(diào)整螺桿上下轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整標(biāo)高。

⑶固定：精確定位及調(diào)整完成后，對(duì)下轉(zhuǎn)盤(pán)球鉸的中心、標(biāo)高、平整度進(jìn)行復(fù)查；中心位置利用全站儀檢查，標(biāo)高采用精密水平儀及銦鋼尺多點(diǎn)復(fù)測(cè)，經(jīng)檢查合格后對(duì)其進(jìn)行固定；豎向利用可調(diào)定位板調(diào)整螺栓與橫梁之間擰緊固定，橫向采用在承臺(tái)上預(yù)埋型鋼，利用型鋼固定。

3.2.2下球鉸混凝土施工

由于下球鉸水平轉(zhuǎn)盤(pán)面積比較大，下盤(pán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，下轉(zhuǎn)盤(pán)混凝土的密實(shí)性是轉(zhuǎn)盤(pán)安裝成敗的關(guān)鍵。為此，在下轉(zhuǎn)盤(pán)上提前預(yù)留了振搗孔和排氣孔，混凝土澆筑時(shí)從下轉(zhuǎn)盤(pán)底向上依次進(jìn)行振搗，當(dāng)混凝土澆筑到振搗孔位置時(shí)，在水平方向振搗的同時(shí)，采用插入式振搗棒從振搗孔深入盤(pán)下，搗固密實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)觀察混凝土不產(chǎn)生下沉，而且周邊排氣孔有充分水泥漿冒出。

3.3 張拉臺(tái)座施工

張拉臺(tái)座設(shè)有兩座，張拉臺(tái)座A 長(zhǎng)1m，寬0.8m，高1.5m；張拉臺(tái)座B 長(zhǎng)1m，寬0.8m，高1.5m，承臺(tái)對(duì)角布置。反力座鋼筋綁扎完成后立木模板并用拉桿與承臺(tái)預(yù)埋插筋固定，然后澆筑C40 混凝土。施工過(guò)程中注意牽引反力座預(yù)留牽引索槽口中心線與轉(zhuǎn)臺(tái)切線方向一致。施工完成后注意將預(yù)埋插筋切割掉。

3.4 上承臺(tái)施工

為保證施工過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全，在上承臺(tái)與下承臺(tái)之間設(shè)置有砂箱與高強(qiáng)鋼筋組成的臨時(shí)錨固系統(tǒng)。除在滑道上均勻布置4個(gè)4000KN的砂箱外，在橋墩四角上下承臺(tái)之間各布置有8 根?32 高強(qiáng)螺紋鋼筋，用以平衡上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中可能產(chǎn)生的不平衡彎矩。砂箱內(nèi)設(shè)黃砂，黃砂水洗干凈并烘干后方可使用，砂箱在使用前預(yù)壓密實(shí)。

3.4.1上承臺(tái)支模體系施工

傳統(tǒng)支架體系一般由枕木、可調(diào)底座、立桿、橫桿、頂托、方木、模板組成，可調(diào)底座高度為60cm，立桿或頂托大于20cm，上下承臺(tái)空間僅80cm，不滿足打設(shè)條件；承臺(tái)預(yù)埋件較多（撐腳、砂箱等），鋪設(shè)底模時(shí)模板需相應(yīng)進(jìn)行開(kāi)孔，混凝土澆筑時(shí)會(huì)出現(xiàn)多點(diǎn)砂漿流出現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土不密實(shí)，砂漿污染環(huán)形滑道等；上轉(zhuǎn)盤(pán)與下承臺(tái)僅有80cm 高差，作業(yè)人員施工難度較大，施工時(shí)需俯臥身體，支架安裝、調(diào)整、拆除時(shí)難以操作，大大降低施工效率，施工安全質(zhì)量難以控制。

采用水密砂基礎(chǔ)取代傳統(tǒng)支模體系，施工簡(jiǎn)易快捷，材料無(wú)需特殊加工，拆除方便，高壓水沖洗清理即可。

3.4.2上轉(zhuǎn)盤(pán)鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋安裝

上轉(zhuǎn)盤(pán)是轉(zhuǎn)體的重要結(jié)構(gòu)，在整個(gè)轉(zhuǎn)體過(guò)程中形成一個(gè)多向、立體的受力狀態(tài)，上盤(pán)布有縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力鋼筋。上轉(zhuǎn)盤(pán)邊長(zhǎng)590cm，寬590cm，厚120cm；本橋牽引索采用強(qiáng)度級(jí)別1860MPa 的5 根?15.24 鋼絞線制成，兩道左右對(duì)稱的牽引索錨固于直徑5.3 米的型鋼牽引索道上，在型鋼索道上纏繞330°后穿入設(shè)置于下承臺(tái)兩側(cè)的張拉臺(tái)座。同一對(duì)索的錨固端在同一直徑線上并對(duì)稱于圓心，注意每根索的預(yù)埋高度和牽引方向應(yīng)一致，每對(duì)索的出口點(diǎn)對(duì)稱于轉(zhuǎn)盤(pán)中心，轉(zhuǎn)體施工時(shí)將兩道牽引索對(duì)稱地錨固于型鋼索道的錨板處，牽引索纏繞在索道上要注意防止相互交叉。牽引索外露部分圓順地纏繞在轉(zhuǎn)盤(pán)周圍，互不干擾地?cái)R置于預(yù)埋鋼筋上，并作好保護(hù)措施，防止施工過(guò)程中鋼絞線傷害或嚴(yán)重生銹。型鋼牽引索道采用18#槽鋼分4 段在工廠加工制造，采用螺栓固定于撐腳鋼管外側(cè)，索道安裝時(shí)應(yīng)保證與球鉸中心對(duì)中。

3.4.3上轉(zhuǎn)盤(pán)混凝土施工

上承臺(tái)施工時(shí)在上承臺(tái)躲開(kāi)預(yù)應(yīng)力筋位置預(yù)留8個(gè)后封混凝土振搗孔，采用?12PVC 管，兩頭采用膠帶封堵，避免進(jìn)漿。采用C40混凝土澆筑施工。

4 結(jié)論

基于對(duì)門(mén)式墩不平衡轉(zhuǎn)體承臺(tái)施工技術(shù)的研究，通過(guò)下轉(zhuǎn)盤(pán)及滑道采用定位骨架結(jié)合可調(diào)定位板粗調(diào)，結(jié)合專用自制微調(diào)裝置精調(diào)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)體系統(tǒng)精細(xì)安裝；上承臺(tái)采用水密砂基礎(chǔ)及砂漿墊層作為承臺(tái)支撐體系及底模，解決狹窄空間及密集預(yù)埋件條件下模板體系支撐難題，提高門(mén)式墩不平衡轉(zhuǎn)體承臺(tái)結(jié)構(gòu)的施工效率，保證施工質(zhì)量及安全。