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浅论庐铜铁路永安河特大桥承台施工

作者:陈辉 字数:3080  点击:

摘 要:本文结合庐铜铁路郭公河特大桥施工实践,就铁路单线特大桥承台施工的关键环节和技术控制要点进行了简要阐述。

关键词:铁路特大桥;承台施工;关键工序;技术控制

中铁十九局集团六公司承建的新建庐江至铜陵铁路站前工程LTTL03标起止里程为:DK46+007~DK70+413,全长24.406km,本标段主要工量有:区间路基土石方1020940.6立方米、站场土石方317490立方米、特大桥12129.96延长米/4座、中桥87.21延长米/1座、框架式桥160.4顶平米、小桥47.1顶面平方米、涵洞732.6横延米。本标路基工程量大,工点极其分散,软土路基较多,正线路基软基处理主要采用CFG桩及水泥搅拌桩加固,站线、场坪区主要采用插塑板或袋装砂井排水处理。特大桥4座,其中永安河特大桥, 2079.845m,主跨为(40+56+40m)连续梁。西河特大桥有1-112m系杆拱,桥址跨西河,河面较宽,施工难度较大。

1 自然特征

1.1地形地貌

本桥位于安徽省无为县,桥址所在位置为丘陵、三级阶地(岗地)和长江冲积平原交集带,河网水系发育,多为蟹塘和水田。本桥跨越的主要河流为永安河。

1.2水文特征

桥址区地表水为郭公河、沟渠及密集的养殖塘水体,主要受大气降水补给,并以蒸发、人工灌溉汇往长江的方式排泄。

区内地下水主要为第四系孔隙水,赋存于第四系底层中,其中可以分为上部黏性土、粉砂中的潜水和中部-下部粉细砂、圆砾土中的微承压-承压水。其中、圆砾土层为主要含水层,具有埋深大、透水性强、水量丰富的特征,受大气降水及地表水补给,以蒸发或垂直渗入基岩裂隙中形式进行排泄。实测水位埋深0.2~8.98m。

1.3不良地质和特殊地质

桥址区内特殊岩土主要为淤泥质粉质粘土,深灰色,流塑,夹薄层粉土、粉细砂。该层于桥址区广泛分布,层面埋深0~9.4m,层厚0.9~28.3m,平均厚近12.1m。该层具有高压缩性、高灵敏度及低强度等特性,工程性质差。

2.工艺流程

承台施工工艺流程:施工准备→测设基坑平面位置、标高→挖掘机开挖→凿除桩头→检测桩基→基底检测及处理→绑扎钢筋→安装模板→灌筑混凝土→与墩台身接缝处理

陆地墩承台根据土层性质和实际情况,一般地段基坑采取放坡开挖或根据地下水情况带挡板支护基坑开挖,地下水位较高或渗透性很强时采取井管、排水管降排水或混凝土套箱围堰施工,确保基坑作业环境和施工安全。浅水墩承台采用草袋围堰或双壁钢围堰施工,跨公路段、江河大堤段承台施工,要加强基坑防护,基坑开挖后及时进行防护,确保既有公路和江河大堤安全。

陆地墩承台根据土层性质和实际情况,一般地段基坑采取放坡开挖或根据地下水情况带挡板支护基坑开挖,地下水位较高或渗透性很强时采取井管、排水管降排水或混凝土套箱围堰施工,,确保基坑作业环境和施工安全。浅水墩承台采用草袋围堰或双壁钢围堰施工,跨公路段、江河大堤段承台施工,要加强基坑防护,基坑开挖后及时进行防护,确保既有公路和江河大堤安全。

承台混凝土为大体积混凝土,施工中需采取降低混凝土入模温度、设置冷却水管和保温等措施,确保混凝土内在质量。

3.模板、钢筋安装

3.1钢筋安装

承台钢筋在钢筋加工场加工成半成品,运至现场绑扎。承台钢筋按规范进行焊接,钢筋网片之间采用架立钢筋焊接牢固,做到上下层网格对齐,层间距正确,并确保钢筋的保护层厚度。

3.2模板安装

模板全部采用钢模板,并保证模板强度、刚度和稳定性。模板安装必须严格按施工规范和验标进行施工。

模板拼装可利用小型吊具在基坑内逐块组拼,拼接表面必须平整、支撑牢靠。

支模前用全站仪测放承台四角点,墨线弹出模板的边线,支模后再用仪器进行复核校正。

4.安装冷却水管及测温元件

大体积混凝土承台,由于结构截面大,混凝土所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,通过安装冷却管及时将水泥水化热传导出去,从而控制承台大体积混凝土芯部与表面、表面与外部温差,保证混凝土不因温差效应开裂。

冷却循环水管采用φ32mm钢管(t=4mm),上下层冷却水管间距及同层冷却水管间距均采用1.2~1.5m。进出水口安设调节流量的水阀和测流量设备。

冷却水管安装时,要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠,以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水,并做通水试验。

每层循环水管被混凝土覆盖并振捣完毕,即可在该层水管内通水。通过阀门调节循环冷却水的流量。循环冷却管排出的水在混凝土灌注未完之前,不得排至混凝土顶面。

测温设备可采用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”,温度传感器预先埋设在测点位置上,基础承台测点位置分承台内部、薄膜下温度、大气温度、冷却水管进出水温度设置。测点温度、温差以及环境温度的数据与曲线用电脑打印绘制。当混凝土内外温差超过控制要求时,系统马上报警。测温点的布置应考虑由于大体积混凝土浇筑顺序时间不一致,应由各区域均匀布置,核心区、中心区为重点。

5.混凝土灌注及养护

混凝土所用原材料质量必须符合规定的要求,计量偏差必须控制在规定的允许偏差范围之内。原材料按技术条件的要求进行检验,采用自动化电子计量系统计量。混凝土由混凝土拌和站集中拌和,混凝土输送车运输,经混凝土输送泵泵送入模,混凝土分区布料、分层浇筑,采用插入式振捣器振捣,当混凝土自由落体高度超过2m时,采用串筒下料,防止混凝土离析。混凝土浇筑完毕后,在顶部混凝土初凝前,对其进行二次振捣,并压实抹平。控制表面收缩裂纹,减少水分蒸发;混凝土初凝后,加强保湿养护,防止水分蒸发。

大体积混凝土采用低水化热水泥,并采用“双掺技术”(即掺加粉煤灰及外加剂),降低混凝土的入仓温度等措施,以改善混凝土的性能,减小混凝土的水化热。气温较高时,泵送管加盖草袋,并在拌和水中投放冰块,以降低混凝土入模温度。或将循环冷却水管预先埋设在混凝土内部,根据结构尺寸分层曲折布置,每层上下设进出水口,并在结构不同位置和不同深度留出测温孔。混凝土灌筑后立即通冷水循环散热,定时测温,待混凝土内外温差小于15℃时停止注水。

6.冷却水管压浆

管道压浆采用与预应力相同的真空压浆工艺。压浆泵采用连续式,同一管道压浆应连续进行,一次完成。压浆前用空压机吹管清除管道内杂物及积水,水泥浆拌制均匀后,须经2.5mm×2.5mm的滤网过滤方可压入管道。管道出浆口出浆浓度与进浆浓度一致后,方可关闭进出口阀门封闭保压。浆体注满管道后,在0.50~0.60MPa的压力下保持2min,以确保压入管道的浆体饱满密实;压浆的最大压力不得超过0.60Mpa。

管道压浆采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐或普通硅酸盐水泥;掺入的粉煤灰、高效减水剂、膨胀剂等外加剂的含量按规定执行,严禁掺入氯化物或其它有腐蚀作用的外加剂。水泥浆的水胶比不得超过0.30,且不得泌水,流动度应为30-50s,水泥浆抗压强度不得小于同级混凝土强度并满足图纸设计要求;压入管道的水泥浆应饱满密实,体积收缩率应小于1%。

水泥浆自搅拌结束至压入管道的间隔时间,不得超过40min,管道压浆应控制在正温下施工,并应保持无积水无结冰现象。压浆时及压浆后3天内,结构及环境温度不得低于5℃。冬季压浆时要采取保温措施,并掺加防冻剂。

水泥浆试件的制备和组数,由试验室按常规办理。

7.结语

通过对以上关键工序进行严格的技术控制,已经完工的庐铜铁路永安河特大桥承台施工合格率100%,优良率98.5%,完全满足设计要求,并为今后累计施工积累了经验。


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