射阳河特大桥水中承台施工

2006年优秀论文

作者：韩金志

徐州市交通规划设计研究院
  一、工程概况

射阳河特大桥是连盐高速公路上的一座景观桥梁，位于滨海县与射阳县交界处，主要跨越射阳河（五级航道）。射阳河特大桥中心桩号为K95+398，桥长503.92m，下部结构采用钻孔灌注桩基础，上部桥跨组合为7×25m部分预应力组合箱梁+71.48m系杆拱+2×（5×25m）部分预应力组合箱梁。主跨采用系杆拱，主墩为7#、8#墩，桩径1.8 m，水深9.0m，主墩设承台，承台高度3.0m，采用C30钢筋混凝土，每个承台水泥混凝土544.1m3，承台底标高0.5m。

二、平台施工

为方便施工并经方案比选确定射阳河特大桥水中墩承台施工采用护筒上焊接自制牛腿，然后在其顶上设纵横向工字钢梁做施工平台骨架。承台位置桩径1.8m，护筒直径2.3m,牛腿采用32#槽钢焊接，所有接触面均采用焊缝连接。

牛腿加工制作见图1《牛腿加工示意图》。

牛腿焊缝检算:

τ=N／（h×L）≤f

式中：

（1）、N为一根钻孔桩位置承台施工中作用于牛腿顶的力，按承台总的钢筋混凝土数量减去钻孔桩桩顶承台部分的钢筋混凝土计算，每个承台由12根钻孔桩支撑，钢筋混凝土密度取2.5T/ m3；

N=(544.1-3.14×2.32×3×12/4) ×2.5×10／12=822kN，考虑施工荷载及泵送混凝土的冲击荷载、工字钢纵横梁自重等，N取1000kN。

（2）、f为力作用于平行焊缝方向时的抗拉应力，取 f=160N/mm2；

（3）、h为有效焊缝厚度，取h=0.7×4=2.8mm；

则：L≥N／(h×L)=1000×103／(160×2.8)

=2232mm

=2.2m

取焊缝长度L=2.8m。

由于每个护筒有2个牛腿，每个牛腿与护筒有2个焊缝接触，因此牛腿高度取1/4焊缝长度，即0.7m。

牛腿加工验收合格后，与钢护筒焊接，焊接时沿护筒轴线对称布置，标高根据设计标高控制，牛腿与护筒焊接采用满焊，焊缝宽度、高度均满足规范要求。护筒加工完毕打入土中时控制其倾斜度不大于1%且顶面偏差不大于5cm，牛腿顶面高程不得高于设计高程。

钻孔桩施工完毕后在钢护筒的牛腿上搭设I45a工字钢纵横梁作为平台骨架，骨架每侧采用2根工字钢并联焊接，工字钢顶满铺10×20cm方木作为施工平台平面，在平台顶面上铺设竹胶板作为承台施工的底模板。为方便脱底模板，在骨架与方木之间间距1.0 m加设2~3cm高木楔块，每一纵梁或横梁的楔块用细铁丝穿孔并用一导绳连接，导绳连出承台范围外，拆卸底模板时候，借用外力拉导绳索拆除楔块，以利于整个底模板的拆卸。

承台支架见图2《射阳河特大桥水中墩支架布置示意图》。

7#、8#墩位置的水深达9 m，在水面施工承台无着力点，平台施工是承台施工的关键，把钻孔桩钢护筒上焊接的自制牛腿作为承台施工的着力点，承台施工的所有荷载都作用在牛腿上，牛腿的制作和焊缝的焊接是平台施工的关键。

三、承台模板、钢筋

承台底模和侧模板均采用18mm竹胶板拼装，底模板直接铺垫在平台方木上，侧模板采用整块竹胶板定型制作，竹胶板背后纵向采用10×10cm方木加固，纵向方木中心间距30cm，再在其背后横向布置10×10cm方木，中心间距60cm。整个承台高度范围内纵横向各设置6道对拉拉杆，拉杆在模内设10×10cm 方木作对撑，使之形成对拉，方木在混凝土浇筑过程中拆除，模板外面支撑利用钻孔灌注桩平台进行钢管加固。模板制作过程中注意检查，严格保证模板的强度、刚度和稳定性，整个模板板面之间平整、光滑，拼缝严密，所有模板拼缝用不透水胶带密封，保证混凝土浇筑过程中不漏浆。

底模尺寸、标高检查验收合格后按施工图绑扎钢筋。承台钢筋加工前技术人员进行专门技术交底，钢筋绑扎、安装前，先在底模上按施工设计图画出钢筋位置线，然后开始安装钢筋，上下钢筋网片之间设置间距1.0 m的φ25架立钢筋。钢筋绑扎过程中注意与钻孔桩钢筋的连接，把预埋钢筋固定，承台混凝土施工时钢筋不移位、不变形。

四、承台混凝土施工

承台高度为3m，每个承台混凝土544.1m3，属大体积混凝土，为保证施工平台的受力安全，减少一次性浇筑混凝土产生大量的水化热，分两次浇筑承台混凝土。第一次浇筑至承台底以上1m处，待混凝土强度达到设计强度的70%后，再浇筑剩余2m混凝土，把第一次浇筑的混凝土层面作为第二次浇筑混凝土的施工平台。施工第一次混凝土时严格控制混凝土的顶面标高，确保1m层混凝土顶面水平。第一次混凝土浇筑完成后，在表面全部拉毛并插入短钢筋，短钢筋间距1m×1m，呈梅花型布置，使第一次与第二次浇筑的混凝土接合成一个整体。

承台钢筋、模板检查验收合格后进行承台混凝土浇筑。混凝土由射阳河特大桥搅拌站集中拌制，混凝土输送泵送至模板边，通过溜槽入模。混凝土到达现场后，随时抽样测定混凝土坍落度，并制作试块。混凝土分层浇筑，每层厚度不大于30cm。浇筑的混凝土用插入式振捣棒振实，振捣棒的插入要紧跟混凝土的入模，防止漏振与过振，并注意在振捣上层混凝土时，振捣棒要稍微伸入到下层混凝土内。振捣时间以被振捣混凝土表面停止沉落和表面不再产生气泡为度。整个承台大面摊开施工，浇筑过程中整个承台混凝土数量分布均匀，以利于散热和减少施工过程中支架的不均匀受力。同时振捣棒尽量避免碰撞预埋件，并与模板保持一定距离。在浇筑混凝土过程中设专人值班，随时检查承台模板及支撑的变化情况，发现异常情况及时处理。混凝土浇筑结束承台顶面做好抹面工作，使表面平整光洁，以利于承台上部结构施工时模板安装。

自钻孔桩钢护筒打入水中到承台混凝土施工的时间较长，牛腿、焊缝、钢护筒一直在水中浸泡，有锈蚀现象，从施工安全考虑分两次浇筑承台混凝土，这样也有利于混凝土水化热的散热。

五、混凝土水化热的散热

由于承台混凝土方量大、产生的水化热也大，为降低混凝土水化热，减少混凝土裂缝，采取了以下措施散热：

（1）、用冷水拌制混凝土，以降低入仓温度。

（2）、尽可能采用较小的混凝土的塌落度，为满足泵送要求，塌落度采用12±2cm。

（3）、分层浇筑，使混凝土产生的水化热及时挥发，浇筑过程中的分层厚度不大于30cm。

（4）、选择在气温比较低的时间浇筑，前一天下午开始浇筑，至第二天早上浇筑结束，这一段时间为一天中的低温过程，混凝土散发热量较快。

（5）、混凝土浇筑结束后就用水泵在外模四周不停浇水，混凝土初凝后，在顶面保持2cm的水面，拆模后整个承台用湿润的土工布覆盖，并不停的洒水养生，直至混凝土表面不再有热量散发。

大体积混凝土浇筑易产生大量水化热，及时散热，可以减少混凝土表面及内部产生裂缝，保证承台的施工质量。

六、承台支架、模板拆除

承台混凝土施工完毕达到设计强度后拆除模板及支架：先拆除侧模，然后拆除调平木楔块，使底模和底模方木能够自由移动，拔出方木及底模竹胶板，此时工字梁已完全呈自由状态，没有承受任何压力，可以利用纵梁或横梁的预留孔及导绳，按顺序拉出工字钢纵横梁。

七、结束语

水中大体积混凝土承台施工的难点：一是水中承台施工平台的施工，二是承台模板的支立、加固，三是大体积混凝土的浇筑及水化热的散热。根据实际情况经过方案比选，确定了射阳特大桥水中承台的施工方案，解决了以上三个方面的难点，射阳特大桥水中承台顺利施工，质量符合规范要求。

参考文献：

1、连云港至盐城高速公路（盐城市境）（射阳河特大桥）施工图. 2004

2、JTJ 041-2000.《公路桥涵施工技术规范》. 人民交通出版社

3、周水兴，何兆益，邹毅松.《路桥施工计算手册》. 人民交通出版社

4、JTJ025-86.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》. 人民交通出版社