高墩空心墩

高墩空心墩（精选十篇）

高墩空心墩 篇1

在现今我国铁路工程不断发展的情况下,城市间交流在愈发频繁的同时也使得铁路工程建设具有了更高的重要性,在部分工程中,通过高墩空心墩技术的应用,能够有效实现施工目标,需要在工程建设中做好把握。而在高墩桥梁施工中,施工效率、线形控制、安全施工及可操作性等成为亟需解决的施工难题。在多年的高墩施工过程中,施工技术不断进步、完善,形成了滑模、翻模、内爬式翻升钢模板等不同的施工方法,提高了高墩施工的效率,翻模在铁路空心桥墩施工中得到了广泛运用。

本文结合新建张唐铁路京承联络线空心墩翻模施工实例,从工艺流程及技术措施的角度,提出一套规范有效的空心墩翻模施工方法,为线形控制、工程质量控制提供一套具有参考价值的技术资料。

1 高墩空心墩翻模施工工艺原理

1.1 工艺原理

翻模由滑模演变而来,它由3节段大块组合模板、支架和内外工作平台组成。随着各节段混凝土的灌注,早期通过液压千斤顶为动力提升平台并带动支架,目前多采用塔式起重机配合手动千斤顶使模板不断翻升直至墩顶。翻模施工时,模板可在施工现场制作,成本相对较低;模板和内外作业平台可一次安装,并且适用于多种混凝土运输和提升方式,施工速度快;对泵送混凝土施工,能够随模板上翻同步接长泵送管道,提高了混凝土灌注速度;能够随时纠正墩身施工误差,便于模板及时清理、修整、刷油,混凝土表面平整光洁;采用塔吊提升模板及工作平台,设备不复杂,经济合理;拆模后的混凝土表面平整光洁,能克服滑模施工的不足。

翻模工作原理是随着各个节段混凝土的灌注,通过塔吊为动力提升平台并带动吊架,进而模板不断上翻,直至墩顶。其基本结构包括平台、提升收坡机构、吊架和模板部分,总重量一般不超过25t。

1.2 工艺流程

高墩墩身翻模施工工艺流程如图1所示

1.3 施工质量控制要求

(1)所使用的规范、标准:《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213—2005)、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设〔2005〕160号、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设〔2005〕160号、《铁路工程施工安全技术规则》(TB10401.1—2003)。(2)根据墩身的具体外形,掌握翻模收坡情况,做好模板的收分工作,确保墩身的几何尺寸。(3)在工作平台提升过程中,随时检查平台的偏移情况,发现偏移,及时纠偏,防止因工作平台的偏移而影响模板的正常支立。(4)在模板的组装及浇混凝土前后随时掌握墩身的中线偏移情况,使用激光铅垂仪加强对墩身的线形进行控制。(5)在整体墩身的施工过程中,应有专人对工作平台的稳定性加以监测,避免各种事故发生。

2 工程概况

新建张唐铁路京承联络线(李家营至赵家店)是连接新建张唐铁路和既有京承铁路的一条联络线,设计为单线铁路,里程为LDK323+500~既有京承线K185+931、K187+482~K189+650,共计3480延米。其中柳河特大桥(中心里程L DK185+534.20)上跨寿王坟专用线和京承铁路及柳河,采用1-(64+64)T构连续梁+3-24+18-32梁施工,总长803.77米,墩身采用实心变截面、实心等截面、空心变截面共四种,墩身最大高度48.5m(10#墩),最小高度7.5m(20#墩)。本桥混凝土工程根据所在环境不同,混凝土分别采用C35、C40、C55三种。

3 总体施工部署

本工程采用无支架翻模施工。无支架翻模施工时,模板可在施工现场制作,成本相对较低;模板和内外作业平台可一次安装,并且适用于多种混凝土运输和提升方式,施工速度快;对泵送混凝土施工,能够随模板上翻同步接长泵送管道,提高了混凝土灌注速度;能够随时纠正墩身施工误差,便于模板及时清理、修整、刷油,混凝土表面平整光洁;采用塔吊提升模板及工作平台,设备不复杂,经济合理,拆模后的混凝土表面平整光洁,克服了滑模施工的不足。

3.1 施工安排

该工程钢筋主筋对每根4.5m的直螺纹套筒连接技术进行了应用,能够在对施工速度进行加快的同时有效实现施工周期的缩短。翻模方面,一套6m,4m翻一次,除了墩底为一次施工外,其余部分都按照4m/节方式循环施工。墩身钢筋方面,在地面进行加工,在成型后使用吊车以及塔吊将其吊运到平台上安装。主筋对直螺纹钢筋接头进行选择,以人工方式进行安装,每次高度为4.5m。内模方面,对钢管平台脚手架进行搭设,以此便于人员在平台上施工。对于40m以下空心墩,使用48m泵车实现混凝土材料的灌注,对于40m以上空心墩,则使用地泵以及塔吊灌注。当空心墩高度超出40m后,以塔吊提升大块钢模方式处理。

3.2 人员配套

3.2.1 人员投入

在每个空心墩班组中,对劳动力共25人进行配备,包含工种有安全员、管理人员、工长、技术人员、测量人员以及不同工种工人。

3.2.2 机械设备

设备方面,包括有泵车、塔吊、电焊机、吊车、全站仪、水准仪、气割设备、柴油发电机、混凝土搅拌运输车以及钢筋滚压机等。

4 施工方案

4.1 施工工艺流程图(见图2)

4.2 施工准备

4.2.1 场地准备

在将承台基坑按照分层方式进行回填、夯实处理后,通过机械设备的应用做好地表的碾压,在保证其具有良好平整性的同时在其表面对一层15cm厚石渣压实。同时,要在场地四周位置做好排水沟的设置,以此实现地表水的及时排除。

4.2.2 电梯塔吊安装

对于塔吊以及电梯,要严格按照施工要求做好基础方面施工,并做好混凝土材料的控制,当其强度在75%以上时,再对租赁合格的塔吊进行安装。对于空心墩以及塔身导向杆,每隔10m进行一次联接,以此在对其稳定性进行提升的同时实现施工安全的保证。如果空心墩高度超出40m以上,则需要做好电梯的设置,保证其同塔吊处于同一侧的同时每隔5m同墩身进行一次加固,通过通气孔的应用将导向按实现同墩身的固定,以此便于检查以及施工活动的开展。

4.2.3 模板设计

对于薄壁空心墩来说,其对内外两套模板进行应用,其中,内模使用的为定型钢模板,外模使用的为整体钢模板。由于墩身高度较高,倒用次数较多,一般使用6mm后钢板对外模面进行制作,并做好相应槽钢横肋以及槽钢竖肋的设置。表面方面,按照同一板面3mm进行控制,拼缝按照2mm控制。拉杆方面,对准20光圆钢筋进行应用,并通过双螺帽方式进行加固处理。

4.3 施工工艺

4.3.1 施工测量

在空心墩线型控制工作中,要保证由专业精测队进行控制。在该项工作中,其主要内容包括有空心墩高程测量、垂直度测量以及定位测量等内容。在实际工作开展中,为了避免因仪器设备误差情况的存在使墩身存在偏斜情况,则需要每隔4m通过全站仪的应用对四个角点进行设置,并做好墩身垂直度以及尺寸的复测,以此保证墩身线型能够满足设计要求。

4.3.2 钢筋制作绑扎

要在空心墩附近位置选择区域进行钢筋的加工,在加工完成后按照图纸钢筋编号以分类的方式做好钢筋的存放。主筋方面,其外侧为双排准20钢筋,间距13cm,单根钢筋长度为4.5m。同时,要做好钢筋端头的切齐工作,保证良好平整性的同时做好端头的扯丝,使用扭力钳将螺纹套筒拧紧。

4.3.3 混凝土浇筑养护

混凝土是工程开展的重点内容,其主要内容有:第一,混凝土拌合运输。要在拌合站以集中的方式对混凝土材料进行拌合,并使用混凝土运输车实现材料的运送,如果为垂直运输,则需要对地泵以及48m泵车进行应用;第二,混凝土浇筑。使用罐车对混凝土材料进行运输,对于高度在40m以下的空心墩,要使用汽车泵进行使用,如果高度超过40m,则要按照地泵泵送入模的方式施工。在施工中,由于每次翻模4m,则需要以串筒方式进行下料。插棒间距方面,要控制在50cm,在对上一层进行振捣时,则插入到下层,插入深度控制在5~10cm以内,以此对两层间存在的接缝进行清除。对于插入式振捣器,在实际应用时要保证模板同机头距离间为5~10cm,并保证将每次振捣时间控制在15~30s内。在每次对混凝土进行浇筑时,要保证其高出顶面2cm距离,作为下阶段凿毛工作开展时应用,以此对接茬混凝土的质量进行保证;第三,混凝土养护。养护也是混凝土施工中的重要环节,养护工作开展的好坏将直接对混凝土质量产生影响,在该工作中,通过高压水泵抽水方式的应用对洒水养生目标进行实现。

4.3.4 承台施工阶段

在承台施工中,要先做好墩身竖向钢筋的预埋,保证预埋钢筋外露承台顶面混凝土最小长度为50cm,最大长度控制在150cm。

4.3.5 首段墩身施工

在该环节中,要按照精确的方式对承台顶不同墩身的边线进行放样,并沿着墩身内外轮廓线抹一层厚4cm左右的砂浆水平带进行设置,以此作为模板的拆除以及找平层装置。

4.3.6 施工平台系统

该系统主要由工作平台、安全设施、提升机构以及模板系统这几部分组成:第一,提升机构方面,在联系实际的基础上可以选择吊车起重或者塔式起重。第二,工作平台方面,在模板的外侧位置通过三角牛腿桁架的应用进行加固处理,在其上方,则可以通过模板的搭设作为施工中小型机具以及人员工作的平台。平台由底部横向角钢、模板以及竖向槽钢这几部分组成,且分为上下两层,能够对模板的拆除以及组装提供作业空间。同时,其也分为内外两个部分,都在同模板实现固定的同时能够随着模板共同向上翻升。内模方面,则通过两排钢管脚手架的应用对施工平台进行搭设,以此对施工的便利性以及安全性做出保证。第三,模板系统方面,其由外模、内模以及拉杆这几部分组成。其中,外模为自制大块模板,每组高度为4m,每套2节。面板方面,对6mm钢板进行应用,以此在实现重量降低的同时更好地实现模板翻动。同时,内部使用定型模板进行拼装处理,并都使用塔吊以及吊车方式进行翻升。

4.3.7 模板翻升作业

当混凝土材料强度达到一定程度,其棱角以及表面不会在拆除中受到损坏后,则可以进行脱模处理。一般来说,当混凝土强度在2.5MPa以上则可以开展该项工作。在工作开展中,要先对前二节模板拉杆进行拆除,之后进行钢筋的绑扎。当钢筋绑扎施工完成之后,则可以将前二节模板通过塔吊以及吊车的应用翻升到第三节模板上,在以此模板为基础立模后进行混凝土的浇筑,之后,则按照该方式不断循坏,直至施工到墩顶位置。

4.3.8 实心段施工

在柱墩顶部的1m范围,为实心段。在对该方面内容进行处理时,需要在预留槽口位置对10×10cm的方木进行铺设,将间距控制在30cm。之后,再进行竹胶板的铺设作为支架,并陆续开展钢筋的绑扎以及混凝土浇筑工作。在完成拆模工作之后,则可以从孔中将方木取出,以此实现其重复利用。

4.4 竣工验收

工后施工单位进行了严格的竣工验收。从表1~表2的验收结果来看,所测量项目均在控制标准范围内,工后各部分未出现较大的质量偏差,整套施工建设过程安全有序,达到了质量控制要求。

5 结束语

在上文中,我们以实例的方式对高墩空心墩翻模施工技术的应用进行了一定的研究,其主要内容有:第一,所有空心墩都对2m的标准节进行了应用,在提升通用性的同时更利于相互间的调配,且线型美观、接缝一致,可以说是最为经济的组合方式;第二,空心墩都对内脚手架系统以及底部设入口进行了应用,在对施工安全进行保证的同时能够有效提升经济效益;第三,由于墩身具有较多的竖向主筋,在接长方面对直螺纹套筒连接技术进行了应用。对于高墩空心墩翻模施工工法来说,虽然施工成本有一定幅度的增加,但能够有效缩短钢筋的安装时间,这有助于加快施工进度,同时大大降低高空安全风险,是一种值得积极推广的技术类型。

鉴于上述分析,建议在同类工程中积极推广应用本套工艺措施,在更多的技术实践中使之不断完善,从而提高整个行业的施工水平。

摘要：本文结合高速公路空心墩翻模施工实例,从工艺流程及技术措施的角度,提出一套规范有效的空心墩翻模施工方法,为线形控制、工程质量控制提供一套具有参考价值的技术资料。

关键词：高墩空心墩,翻模施工技术,工程质量控制

参考文献

[1]苑三奇.高墩大跨度连续刚构桥施工技术分析[J].公路交通科技(应用技术版),2016(04):44-46.

[2]李文斌.桥梁高墩翻模法施工工艺及质量控制措施探讨[J].四川水泥,2016(05):144-146.

[3]仲维玲.高岚河特大桥薄壁空心高墩翻模施工技术[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2012(04):88-89.

[4]王建勋.平潭海峡大桥薄壁空心墩翻模施工技术研究[J].科学技术与工程,2011(01):277-279.

[5]苏鹏.连续刚构桥梁高墩悬臂施工监控与稳定性分析[J].水利与建筑工程学报,2016(03):266-267.

高墩梁桥地震响应分析 篇2

高墩梁桥地震响应分析

本文将对两座高墩桥梁的地震响应进行分析,一座是连续-刚构组合梁桥,另一座是刚构桥.这两种是高墩桥梁普遍采用的桥型,对其进行详细的动力分析对此类桥梁的抗震设计具有一定的指导作用.针对这两种桥梁结构,本文首先分析直接影响结构动力响应的`自振特性,从中总结高墩桥梁的特点,然后采用反应谱法、时程分析法分析结构地震响应,并对其结果进行比较,同时讨论桩-土相互作用对高墩桥梁地震响应的影响.

作 者：李茜 王克海 韦韩 Li Qian Wang Kehai Wei Han  作者单位：交通部公路科学研究院,北京,100088 刊 名：地震工程与工程振动  ISTIC PKU英文刊名：EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION 年，卷(期)： 26(3) 分类号：P315.952.2 关键词：高墩梁桥   时程分析法   反应谱法   桩-土相互作用  

高墩滑模的施工质量控制 篇3

关键词：高墩；滑模；质量；控制

中图分类号：U445.559 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0144-02

1 工程概况

南昌至宁都高速公路冈（上）至宁（都）D5合同段，路线长4.92 km。合同工期18个月，计划于2015年6月15日竣工。

朱源高架桥桥墩采用双柱式墩配钻孔灌注桩基础，左幅和右幅6、7号墩采用实体墩，墩高达48 m；龟庄高架桥桥墩采用单排双柱式墩配钻孔灌注桩基础，左幅6#、14#、15#和右幅7#、14#、15#采用实心墩；龟庄高架左幅7#～13#和右幅8#～13#采用空心薄壁墩，实心墩断面6.5 m×2.2 m，空心墩断面6.5 m×2.8 m。墩柱最高高度为58.085 m。

2 质量控制实施背景

近年来，山区高速公路建设中常遇到一些深谷需建高墩柱，一般采用滑模施工。滑模施工质量，一直影响着高墩的安全和使用品质。根据高速公路高墩桥梁施工经验，结合D5标段高墩滑模施工现况，探讨高墩滑模施工质量控制。

3 高墩滑模施工质量控制

3.1 施工过程中滑升垂直度控制

滑模模板提升过程中，受液压控制台和液压管长度影响，每台千斤顶过程受力略有偏差，加上人为操作和设备本身的差异，导致顶升速度快慢不一，进而使模板滑升产生偏差，导致模板偏移或扭转，因此在施工中要做好垂直度控制。

垂直度测量采用线锤配合激光垂准仪法，滑升一次测量一次，且每滑10 m全站仪复核一次平面位置。实践证明，此法可以保证滑模施工平面位置的准确，满足水平度和垂直度的要求。

3.1.1 平面位置控制

承台钢筋绑扎完成后，全站仪放出墩身四角点，保证墩身立模位置准确。浇筑砼前再次复核模板上口的四个角点。后续施工中，每滑升10 m必须复核四个角点，确保平面位置的准确。

3.1.2 滑模水平度控制

滑模试运行阶段，根据每台千斤顶实际油路长度开展行程调试，通过调整千斤顶的行程螺帽确保使每个千斤顶行程基本一致。在每单侧滑模千斤顶顶部安装水平管，滑升过程中通过水平管进行模板水平检查，每提升一次逐一水平管进行水平检查，发现水平偏移，按照施工交底要求调整水平，确保水平度满足规范要求。

操作平台堆料放置均匀，对称分层浇筑混凝土。平台四周受力不均匀将导致平台倾斜，造成顶杆弯曲、墩柱截面发生扭转致使滑升困难。因此要经常细心观测和耐心调整。每次滑升后在支撑杆上划线标记千斤顶预滑升的高度，施工中要确保全部千斤顶水平高差≤2 cm，相邻千斤顶水平高差≤1 cm。

3.1.3 垂直度测量控制

墩身中心线随滑模高度逐渐上升可能会产生偏移或扭转，甚至既偏移又扭转。造成这种现象的原因分析如下：

①每个千斤顶的理论行程不相同，导致提升高度一致，使平台产生倾斜或扭转，没有及时发现调整，使模板沿斜向滑升而出现墩身中心线产生偏扭。

②滑模施工平台上荷载分布不均匀，造成每个千斤顶的受力不一致，受力大的千斤顶每次爬升后有细微回油现象出现，造成实际行程减小，使滑模平台逐渐朝荷载较大的方向倾斜，同时带动模板亦随之倾斜。

③墩柱截面尺寸较大，同一平面的混凝土存在浇筑先后顺序，若浇筑总是沿同一方向进行而没有往复浇筑，则会造成一侧混凝土入模早于另一侧，单侧混凝土与模板的粘接力大于另一侧，模板滑升时两侧混凝土与模板间摩阻力差值随滑升不断增大，最终导致千斤顶受力不均匀。

为避免出现上述现象，在滑模施工中采取如下措施：

①外模用激光垂准仪对墩身4个面进行垂直度控制，每滑升一次立即量测，当偏差超过5 mm时，及时按施工交底要求处理。

②遇到只是墩身中心线发生偏移时，逐步控制与偏移方向相同的一侧千斤顶顶升行程大于另一侧，使模板反向倾斜达到符合要求。

③遇到只是墩身中心线发生扭转时，逐步升高与扭转方向相同的对角线上2个角端的千斤顶，促使模板产生反向扭转的趋势。

④遇到墩身中心线既偏移又扭转时，先校正偏移，再校正扭转。无论校正偏移还是扭转，当墩身中心线校正到原偏、扭值的一半时，即应调平工作平台，停止校正，原偏、扭值另一半依靠滑模模板的惯性即可恢复，否则容易产生反方向偏移和扭转，造成恶性循环，使墩身中心线蛇形上升，同时校正时要循序渐进，不要使顶升千斤顶行程差值过大。

激光垂准仪布置示意图，如图1所示。

3.1.4 薄壁空心墩外模的控制

薄壁空心墩控制外模的同时，内模通过4个角点到外模距离的方法控制平面位置，如图2所示。内模的水平度和垂直度通过水平管检测千斤顶高差，并同样在支撑杆上划线标记千斤顶预滑升高度的方法控制。实践证明，此法满足施工需求。

滑模施工速度较快，现场技术人员应勤量测，注意预防并及时纠正墩身的偏移和扭转。科学合理安排班组，防止疲劳施工出现技术失误，及时发现问题并掌握正确的处理方法，确保滑模施工顺利进行。

3.2 箍筋安装和钢筋保护层控制

绑扎墩身钢筋时，间距、位置及砼保护层厚度等必须符合要求。钢管焊接钢筋保护层限位装置，保证钢筋保护层厚度。钢筋接长时为下一节钢筋施工预留足够长度的接茬钢筋。接长时主筋和箍筋、对拉筋等应同步接长，保证钢筋笼形成一个整体，不变形。

3.2.1 箍筋安装

正常滑升阶段，混凝土浇筑、绑扎钢筋和滑升模板交替进行。模板每提升一定高度后，穿插进行接长顶杆及绑扎钢筋工作。主筋采用剥肋滚轧直螺纹机械连接，为操作方便与安装安全，主筋每节按4.5 m连接，并用每根支撑杆代替一根竖向筋。待竖向主筋连接和定位完成后，其上画出水平箍筋的位置，箍筋逐根绑扎，直至高于拟浇筑墩身混凝土顶面30～40 cm处。绑扎箍筋速度较慢，质量不好控制，绑扎一根箍筋需要多人同时操作，即费时又费力。为之改变箍筋加工形式，在加工总长度不变的基础上由闭口改为开口，施工过程中直接从主筋的一端插入另一端，按设计间距绑扎固定，箍筋的另一端在用手持液压钢筋弯曲机加工成设计形状，以此类推，往上绑扎箍筋，直至绑扎高度满足滑升高度要求为止。实践证明，按此法不仅速度快，质量控制也较好，满足了滑模滑升速度的要求。

3.2.3 钢筋保护层控制

钢模板安装前，首先定位放线，将墩柱的所有竖向钢筋全部按放线位置进行绑扎（留足保护层），不到位的钢筋按规范要求整改，确保钢模板安装完毕后，保护层的厚度满足设计要求。

钢模板安装严格按照放线位置布置，通过钢管焊接钢筋保护层限位装置，使保护层满足设计要求。将下好料的国标镀锌钢管按照图纸设计保护层的厚度分别与滑模的内外钢模板焊接，镀锌管按1 m间距内外交错布置，要求压扁的一头在上。此法可以保证保护层不致于过大或过小，确保保护层的厚度。

镀锌管控制保护层措施，使钢筋保护层控制由静态变成了动态，符合工艺要求；足够的强度和光滑的外表一定程度上纠正或弥补钢筋在绑扎过程中不规范的缺陷；解决了垫块易被压碎及脱落的问题，减少了垫块成本投入，有效地保证了钢筋保护层厚度。

4 滑模施工质量通病及其处理方法

滑模施工质量通病有支撑杆弯曲、模板倾斜；砼出现水平裂缝、断裂、局部坍落、蜂窝、麻面和露筋；墩柱倾斜或扭转等。分别介绍如下处置方法：

①滑模施工过程中踹安支撑杆的现象后，一般采用更换新的支撑杆来解决。施工中必须严格控制滑模模板的倾斜度，控制滑升速度，从而避免模板倾斜。

②滑模施工中，浇筑混凝土的振捣要符合规范要求，且往复浇筑。同时根据不同的环境温度对骨料含水率、混合料入模温度的影响合理的调整，确保合适的出模强度。对墩身缺棱掉角和蜂窝麻面及露筋部位，及时出现外观隐患部位的混凝土，用等强度的水泥砂浆修补并抹平。

③为防止墩柱偏斜或扭转现象出现，滑模施工操作平台上的荷载应均匀分布，技术人员及时对千斤顶行程偏差进行量测，细致、高频观测墩柱垂直度，控制好墩身中心线，一旦出现偏差要及时纠正。

5 结 语

目前，桥梁高墩施工中广泛采用滑模施工工艺，此工艺速度较快、成本较低，且具备较高的安全性，混凝土连续浇筑，避免了墩身施工缝的出现，加强了混凝土整体性。随着山区高速公路的增加，滑模施工通过不断改进的控制措施，被越来越多的工程施工采用。滑模施工中要控制好模板的水平度、墩身的垂直度，控制好出模强度，加强箍筋安装和保护层的控制，采用正确的方法预防并及时纠正滑模系统及混凝土墩身的偏移和扭转，解决滑模施工中的质量通病，确保工程的顺利实施。

参考文献：

[1] JTG F80/1-2004，公路工程质量检验评定标准[S].

[2] 田克平.《公路桥涵施工技术规范》实施手册[M].北京：人民交通出版社，2011.

薄壁空心高墩封顶施工工艺 篇4

沪昆客专云南段2标由我单位承建, 作者所施工的区域共有特大桥2座, 大桥5座, 其控制分部工程为38个圆端形薄壁空心桥墩。直曲线空心墩墩身外坡率均为40∶1, 内坡率均为50∶1, 墩身下部设置有1.5 m (25 m

空心桥墩施工采用厂制大块钢模, 运用汽车吊进行模板吊运拼装, 混凝土采用混凝土罐车运输, 汽车泵泵送入模。我标段桥梁工程的施工进度、质量和安全控制的关键在于空心桥墩的施工控制, 空心桥墩施工控制的关键点在于托盘封顶实体段的施工控制。

二施工方案选定

目前建筑施工解决竖向承重的常规办法是搭设满堂脚手架或预埋工字钢牛腿的方式。但我标段的薄壁空心桥墩封顶施工中存在以下几个问题: (1) 空心墩内部空间狭小; (2) 要求搭设的满堂脚手架很高 (最高达47 m) , 技术上要求高; (3) 材料进出通过的空间很小 (进人洞) , 施工很不方便; (4) 施工周期长, 同时模板的周转率很低, 施工很不经济; (5) 若分两次浇筑时, 第二次浇筑前砼表面无法进行凿毛并容易留下施工缝。 (6) 施工一次浇注混凝土方量大 (C型模板达74 m3) , 对支架要求较高; (7) 若采用预埋工字钢牛腿, 需要对墩柱模板进行切割, 耗工耗时, 而且其上面所铺的竹夹板不能拆除循环利用。

基于上述原因, 如果采取上述的传统办法解决空心桥墩墩顶实体段竖向承重问题, 不大现实, 必须寻求更经济可靠的办法解决上述问题。

通过比较分析, 空心桥墩顶部施工时利用墩顶实体段下的倒角部分搭设施工平台, 在倒角高度的空心墩壁预埋B16螺纹钢的钢筋网片, 然后墩顶实体段下部浇筑一层20 cm钢筋混凝土 (与墩顶砼同标号) 底层, 作为墩顶混凝土底模的方案进行封顶施工 (钢筋详细布置见图2、3) 。

三具体施工方法

1.预埋钢筋网片。在浇筑最后一段墩身部分前预埋的网片筋采用Φ16 HRB335钢筋, 纵横间距均为0.4 m, 预埋部分保证露出混凝土面长度为30 cm以便钢筋搭接焊接, 与墩身外侧主筋连接端做成直角弯钩, 并与主筋焊接成一体, 每根预埋筋与主筋相连数不得少于2根。

2.浇筑最后一段墩身砼。墩身上倒角部分及空心墩壁宽度共为100 cm, 防止墩身外侧出现施工缝, 浇筑墩身最后一段砼时倒角部分及空心墩壁预留60 cm~70 cm宽、20 cm高留封底时与中间空心部分一次浇筑, 且中间预留部分用三合板隔开。

3.布置中间预留部分网片。墩身部分浇筑完成后, 先拆除墩身内模模板, 然后补全中间部分钢筋网片, 并在空心部分采用竹夹板吊模, 最后浇筑一层同标号混凝土梁, 作为墩顶混凝土底模。

4.绑扎墩顶钢筋、浇筑墩顶砼。待墩顶底模混凝土达到一定强度后, 在墩身顶部的砼底模平台上绑扎墩顶钢筋, 然后对墩顶砼进行一次性浇筑。

四施工检算

空心桥墩封顶实体段底模的支撑系统检算的关键部位是封底的钢筋混凝土系统。支撑钢筋混凝土底层需要检算, 需要对其强度和整体稳定性进行检算。

1.荷载统计。载荷统计见表1。

2.荷载计算及效应组合。荷载计算及效应组合见表2。

3.钢筋混凝土底模抗压检算。墩身顶部底模支撑部分浇筑砼后已经与墩身连成一体, 其承受墩顶的压力经ANSYS软件分析得出:墩顶所产生的压力全部分散到墩身四周的壁厚上, 即其只产生沿墩身壁厚的轴压力 (见图4) 。

故只需直接验算把荷载加载到墩身顶部上所产生的应力, 然后与混凝土强度值对比即可;墩身顶部接触面积只考虑墩身顶部壁厚50 cm部分, 考虑混凝土的龄期较长, 现将混凝土强度按60%计算。

即底模支撑钢筋混凝土抗压强度满足要求。

五施工注意事项

1.预埋钢筋网片时必须严格按方案设计的高程和平面位置及间距进行埋设, 同时预埋钢筋端侧必须与空心墩的双层主筋钢筋焊接牢固;

2.钢筋网片中间搭接焊接时焊缝长度不小于20 cm且必须饱满, 封口严密。

3.搭设好支撑系统在进行封顶混凝土施工前, 埋设有钢筋网片的混凝土的强度必须达到75%以上。

4.由于空心墩内部比较潮湿, 中间空心部分外露钢筋容易发生锈蚀, 在浇筑墩身最后一段砼之前必须将钢筋外露部分涂水泥浆作防锈处理。

5.封顶实体段施工完毕后必须待其混凝土强度达到75%以上方可拆除支撑系统。

六施工成本分析

因钢筋网片下吊模的竹夹板可以循环重复利用故不再计算其成本, 本方案只考虑计算所用钢筋网片与墩身顶部空心部分20 cm厚混凝土的成本。

顺桥向钢筋量:m1=[11×3.75+2× (3.73+3.45+2.97) ]×1.58=97.249 kg

横桥向钢筋量:m2=2× (7.89+7.59+7.21) ×1.58=71.7 kg

空心底模砼量:V= (4.2×1.75+3.14×1.75×1.75/4) ×0.2=1.95 m3

墩顶封底底模所预埋钢筋均为制作承台及墩身钢筋下料时所剩下的废料, 钢筋与砼 (C35) 分别按市场价2000元/吨、400元/m3计算:

总材料费用$= (97.23+71.7) ×2000/1000+1.95×400=1117.86元

七施工效果

目前我分部已完成薄壁空心桥墩4个, 从方案设计的使用效果来看, 取得了较为明显的工期效益和经济效益。

本方案设计中采用的钢筋全是预先按设计中的尺寸和要求制作, 支撑系统安装非常方便;埋设有钢筋网片的墩身壁厚混凝土浇注完毕后需拆除空心墩内部的内钢模, 待这些工作完成后混凝土的强度已能满足要求, 可以搭设墩身顶部的空心部分支撑系统了。封顶施工完毕后, 就可以处理施工缝、绑扎顶帽钢筋、设置顶帽预埋件等。到可以浇注墩顶混凝土时, 封底底模混凝土的强度也已经达到规定要求。所以本方案设计中没有单独安排其安装时间, 而是利用工艺工期之间的间隔时间, 大大缩短了施工周期。

本方案与传统的满堂脚手架及埋设工字钢牛腿比较大大节约了周转材料的使用量, 且本方案中所用钢筋均为废料, 同时节约了材料费与人工费用, 封底竹夹板能重复使用, 取得了明显的经济效果。

高墩施工液压爬模注意事项 篇5

1、爬模安装埋件、挂座时必须系好安全带和佩戴必要防护用品。高强螺杆和爬锥连接必须要拧紧。爬锥上均匀涂抹脱模剂，防止爬锥拆卸困难。

2、混凝土强度必须达到15Mpa以上，才能进行模板爬升。

3、严禁夜间光线不足时进行爬升作业，应在白天进行。

4、在雷雨、大风（8级以上）、大雾等恶劣天气情况下，爬模不得进行操作。

5、液压泵应设专人操作，使用时压力不得高于16Mpa。

6、爬模爬升时除爬模操作人员外，其他人员一律离开爬模架，爬升到位后其他作业方可进行。

7、爬模时下端四周3米范围内用警戒线维护，所有人员不得进入警戒区，以防高空物体坠落。

8、爬升架体或提升导轨前，操作人员必须对机械运转情况进行检查，并准备好一切爬升工具，待所有准备工作就绪后，方可进行爬升。

9、爬模爬升时，爬升架上不准堆放重物。爬模施工安全措施

1、工人在进行模板安装及拆除时，必须佩带安全带，安全带应挂在安全的骨架上。

2、工人必须佩带安全帽，穿防滑鞋，发现违规者，应立即制止。

3、爬模操作人员必须经过严格训练后，方能独立操作。

4、模板吊升应由专人指挥。

5、模板上的脚手架必须符合安全要求，平台跳板必须与脚手架捆绑牢固，跳板尽量不要出现悬挑现象，若需要时，必须按照设计要求或规定的指标搭设跳板，发现有不符合要求时，应立即整改直至满足要求为止，否则不准进入下一道工序。

公路桥梁高墩施工技术探析 篇6

关键词：高速公路桥梁；桥梁高墩；施工技术

近年来，我国加快推进交通运输基础设施建设，总体建设规模持续扩大，交通运输基础设施建设进入了新一轮大发展、大建设时期。高速公路跨越深沟谷的高墩高架桥广泛应用于高速公路建设中。高速公路桥梁建设施工中的高墩施工技术是工程施工的关键环节之一，是控制工程施工进度和工程成本的关键。但是目前在桥梁的施工中的高墩技术存在着一些问题，建造的高墩技艺较差，工程的建设延误等。本文主要针对现在工程建设主要采用的滑模施工、爬模施工、翻模施工等高墩施工技术进行了分析和探讨，来全面地把握高墩施工技术。

1公路桥梁高墩施工的现状

在桥梁施工过程中，桥梁高墩施工时一种非常常见的施工方式，它在桥梁稳定方面起着非常重要的作用。随着交通事业的飞速发展，使得桥墩的高度越来越高，因此高墩的施工难度也越来越大。为适应工程需要，一种新型的模板体系—爬升模板应运而生。爬模施工技术的出现极大的降低了高墩施工的难度，简化了施工的步骤，由于爬模系统拥有体积小、质量轻、操作方便、安装拆卸方便等优点，深受各个欧美各国的喜爱，而广泛的应用于桥梁、高塔等建筑工程施工中。随着技术的逐渐成熟，在我国的桥梁修建过程中逐渐被采用，并且普及度越来越高。

2桥梁高墩施工的特点和难点分析

2.1施工安全度低、周期长

由于是高空作业，施工的安全度较低。高空作业模板的受力自成体系，从模板的受力性能考虑，高墩柱混凝土的一次浇筑高度一般为4—6m。对于20m以上高墩的施工次数至少在5次以上。这样每一根墩柱的施工周期相当长，受机械设备等因素影响，有的墩柱施工工期达到五、六个月之长。

2.2模板和机械设备的投入大

由于单根高墩柱的施工周期长，且受总工期的限制，各大桥的高墩柱只能采取平行作业的施工组织方法，每根墩柱至少配备4.5m高度的模板，使其自成施工体系，这样模板的投入相当大。受起吊能力的限制，高墩柱施工须配备大吨位的吊车，且全标段高墩柱数量多，分散于不同的山沟内，致使吊车等设备很难相互调配使用，导致机械设备的投入也大。

2.3离墩施工定位控制难度大

对于高桥墩来说，截面相对面积小、墩身高、重心高、墩身柔度大、施工精度要求高，是其显著的特点，施工时轴线很难精确控制。

2.4高墩施工接缝的处理要求高

高墩柱不只是一个简单的受压构件，还受到复杂的弯矩扭矩作用，必须保证墩身有一定的柔度，在荷载和各素作用下其弯曲和摆动不可避免，因此对高墩的施工质量要求很高，而高墩的施工缝如处理不到位，就成为墩身受力的薄弱处。

3桥梁高墩施工中的关键技术分析

3.1爬模施工

（1）爬模结构。其构成被分为承重架和礅身砼模型架两个部分。承重架与礅身衔接，用于负荷模板传递的压力。在其内部设计了液压和爬行双重系统，这是爬行模板的关键部分。承重架整体拥有两个工作平台。在顶部设有主模型的操作台，而在下部设有修补墩身砼和拆除联结的工作台，墩身砼模型架，也与内模连接，但是通过对穿螺栓联系。

（2）爬模施工工艺

爬模施工技术以空心桥墩中凝固的混凝土墩做为受力主要对象，而其内部上下爬架和液压顶升油缸则作为爬升设备的主体，内部油缸的活塞杆和下爬架联接，缸体又与上爬架铰接，同时，上爬架和外套架联接，外套架又与网架工作平台联接，由此得以支撑整个爬模结构。

油缸活塞杆与缸体间形成一个相对上升下降的系统，一个固定同时另一个上升，而上下爬架之间活动原理也相同，上爬架相对下爬架做上升运动，达到上爬架和外套架，而下爬架和内套架又进行交替爬升。由此就能达到整个爬模結构的爬升、就位、校正与其他后期检查和工序。另外，爬升支撑是由内爬支脚机构的上下爬架与墩壁两部分协调运作形成，其支点设计在内擘直线段部位，爬架上的爬靴则支撑在爬窝内，以此达到承力支撑整体结构，另一种方式是在爬窝位置上作穿墙螺拴，在穿墙螺检上联接支撑托架，使上下爬架的爬靴支在托架上，以此为支撑点向上爬升。

（3）爬模施工的优点。经济上，爬模施工技术相比其他一般高墩施工技术更加能够节省钢材，能够减少千斤顶的使用置，节省人力物力。这种技术相比其他技术更加安全，施工成果更好，如模板之间的接缝，模板表面的损伤和擦痕，同时能够缩短施工时间，在制模和爬升阶段工作置更小，整体施工效率大大提高。

3.2滑膜施工

滑模在高墩施工技术中通常适用于施场地较狭小且混凝土结构设计较高的工程。在人力物力较缺乏，工期较短，资金较紧张的情况下，这种施工方式是可以首先得到考虑的。在较大的山区高速路建设工程时，滑模施工可以作为一种易操作易管理的方案用在规模较小的施工地段，但不适用于高难度地形的大型高架桥建设。滑模施工意味着模板被挂在工作平台的围圈上，沿着将要施工的混凝土结构的界面周边进行组拼装配。随着混凝土的灌筑由千斤顶姑动向上滑升。滑模施工的结构主要包括内外模板、工作平台，工作吊篮设备，提升设备和混凝土平台。施工流程较为简单，通过滑模的组装，工作台提升，进入混凝土灌注，在此阶段不需要反复检查工作流程。混凝土灌注完毕后，对模板进行提升，在这个阶段需要注意模板与混凝土结构的平衡一致，是最需要严谨进行的阶段。以爬模施工不同的是，提升后进行接长顶杆和钢筋绑扎的工序，需要注意的是，钢筋的各接头部分需要施工前配好，以确保提升的顺利进行。滑模施工具有材料运用和周转少、施工作业周期间歇短、施工速度快、机械设备使用少，施工较为简单，一次成型，不用多次循环运作的特点，在经济方面来看，其成本和投入较低，既节约资源又能实现施工安全的优点。

3.3液压翻模施工

液压翻模施工也是高墩桥梁建设的常见方法之一，通常山区高速公路架桥在高墩60cm以上则更宜采用液压提升翻模方法施工，目前这项施工技术已经得到一定推广，并在其具体运用中取得了显著的经济和社会效益。

液压翻模主要由以下几个部分组成：工作平台，提升架，内外吊架，模板系统，液压提升设备中线控制系统及附属设备。其工作原理是建立在一定强度的墩身混凝土基础上的翻模施工工作平台，同时以液压千斤顶为动力提升工作平台，达到一定高度后，工作平台上悬挂内外吊架，施工人员将在吊架上进行模板的安装、提升、拆卸和钢筋的线性施工等一系列活动.混凝土的灌注、捣固和中线控制等作业都在平台上进行。内外模板共设三节，形成循环交替上翻的施工状态，直至完成整个墩身。

翻模设备吸取了滑模施工的优点，把平台和模板分成两个独立的体系，在延续滑模施工要求的连续性、复杂性的同时，改善混凝土表面质量筹的缺陷。液压翻模施工具有安全，可靠，施工快捷的特点，墩身混凝土质量好，而且可降低工人的劳动强度。

4结束语

总之，随着我国大型桥梁工程的不断修建，设备也随着时间推移会不断的老化，渐渐地不能满足人们的需求，因此桥梁高墩的施工技术也要不断的与时俱进，随着科技的研发而不断的完善，不断的进行技术改造，以便能够适应新的施工建设要求，满足人们日常生活发展的需要。为未来的经济建设贡献一份力量。

参考文献：

[1]赵勇浅谈桥梁高墩施工技术[J].中国高新技术企业，2010（03）.

[2]马晋浅谈高速公路桥梁建设中高墩施工技术[J].科技风，2010（16）.

变截面薄壁空心高墩稳定性分析 篇7

随着山区铁路、公路桥梁的不断建设, 跨越深谷的桥梁也越来越多, 由于山区地形复杂, 沟深坡陡, 因而修建的桥墩往往很高, 有的甚至超过百米。此时从结构力学特征和经济适用性出发, 高桥墩宜采用薄壁空心柔性墩。结构设计分析通常需要验算其强度、刚度和稳定性等。桥梁下部结构的设计和施工质量好坏是保证桥梁安全的关键, 就高桥墩而言, 稳定性验算则主要控制墩顶水平位移对桥墩正常使用的影响以及失稳破坏。文献[3]研究表明, 几何非线性对墩顶位移的影响十分显著, 柔性高墩尤为如此, 故在工程设计中应考虑几何非线性的影响。接下来将以变截面薄壁空心柔性高墩为分析对象, 采用有限元法, 分析其几何非线性稳定问题。

1 稳定问题分类

依照构件失稳是否发生质变可将稳定问题分为第一类失稳和第二类失稳。结构的第一类稳定是平衡分支问题, 结构失稳时处于弹性小变形范围, 结构的内力与外荷载成线性关系, 数学上归结为广义特征值问题 ([K0]+λ[Kσ]) {d}=0的最小特征值的求解。

其中, [K0]为结构弹性刚度矩阵;[Kσ]为初应力矩阵;λ为特征值。结构的第二类稳定是建立在大位移非线性理论的基础上, 在数学上可以表述为 ([K0]+[KL]+[Kσ]) {δ}={P}非线性方程的求解, [KL]为当前平衡状态下的大位移矩阵, 故第二类稳定问题需要计入几何非线性, 结构随着荷载增加其变形不断增加, 当荷载增长到某一极限时, 结构不能再承受更大的荷载, 同时结构的变形还会增长, 这时的荷载称为失稳极限荷载。

2 结构稳定问题的判别准则

分析杆件稳定问题常用的准则有Euler法则、能量法则、动力法则和初始缺陷准则, 这里采用能量法。

能量法是求解弹性系统的总势能不再正定时的荷载值, 据能量原理, 弹性系统在平衡位置时总位能Ep (外力势能V和内力势能U之和) 最小时为稳定平衡, 最大为不稳定平衡, 平衡判定由其一阶变分∂EP=0时二阶变分∂2Ep的结果, 即:

首先假定失稳时满足约束条件的形函数:

其中, ai为n个独立参数;ϕi (x) 为满足杆端变形条件的坐标函数。

形变势能U和外力势能V为:

由:

欲使式 (3) a1, a2, …, an有非零解, 则其系数矩阵行列式等于0, 故得特征方程为:

依照能量法本文3中实际算例设满足位移约束条件的本征函数为:

通过计算各kij, sij代入|[K]-[S]|=0得:

求得临界力:

3 实际算例

今有一变截面空心薄壁高墩, 墩高l=60 m, 墩底截面顺桥向宽b=3 m, 横桥向宽h=4.5 m, 壁厚为0.5 m, 顺桥向宽度不变, 横桥向放坡1∶100, 墩身材料为C30混凝土, E=3.0×104MPa, v=0.2, 如图1所示。

本例高墩假定其边界条件为一端固定一端自由, 令墩顶截面抗弯惯性矩为I, 则墩底截面惯性矩为k I (k=I底/I顶) , 任一x截面的惯性矩为I (x) =I (k- (k-1) x/l) , l为墩高。ANSYS中高墩采用Solid45单元模拟。

依据式 (5) 计算有:Pcr=147.86×103k N。

同能量法一样当墩顶承受1 060 k N的载荷时, 再利用有限元法进行计算:

1) 由Midas FEA进行线性屈曲分析其承载力计算结果为147.753×103k N;

2) 由ANSYS进行线性屈曲分析其承载力计算结果为151.43×103k N。

如表1所示列出了利用有限元计算所得5阶模态特征值进行比较。

由上述得知:利用能量法和有限元计算其结果相差在±5%内, 说明有限元法计算比较可靠, 但用能量法也不尽显完美而仅局限于弹性稳定问题的分析;一方面结构较为复杂时计算工作量大, 另一方面我们如何获得贴近实际的形函数也并非易事, 采用有限元法却可以避开这些问题;同时也可看出利用软件计算的结果小或大于能量法的计算结果, 究其原因是因为截面惯性矩在随着墩高不断变化, 使得整个桥墩的刚度也在变化, 但这在工程上能够满足所要求的精度。

4 考虑几何非线性的高墩稳定性

线弹性稳定性是建立在小位移理论基础上的, 而在实际工程中并不处于这样理想的状态, 甚至不可避免地存在一定的初始缺陷, 若此时仍用线弹性理论来分析问题显然会失真, 故用大位移理论对高墩做几何非线性稳定性分析是相当有必要的。

4.1 无初始缺陷的几何非线性稳定性

在前述相同工况下线弹性和考虑几何非线性因素及有初始缺陷时稳定特征值对比如表2所示 (ANSYS计算) 。

由表2看出, 在考虑几何非线性无初始缺陷的情况下, 墩的特征值有了明显变化, 稳定性降低了7%;若是线弹性情况下墩结构不论有无初始缺陷对稳定性影响均甚小, 因此这充分说明应该考虑几何非线性的影响。

4.2 考虑初始缺陷的几何非线性稳定性

在桥墩施工混凝土振捣过程中难免会有蜂窝或孔洞, 下面就据存在的初始缺陷进行非线性稳定性分析。假定初始缺陷为圆柱型孔洞, 直径D为0.1 m, 0.2 m, 深度H为0.15 m, 0.3 m, 位于墩的一收坡侧面中心处, 缺陷位置分别位于墩身不同高度, 5 m, 15 m, 25 m, 每隔10 m递增直到55 m, 缺陷示意图见图2。

采用ANSYS计算考虑几何非线性时一阶失稳特征值如表3所示。

稳定特征值与缺陷位置关系如图3所示。

由图3可看出, 随着缺陷部位逐渐升高, 墩的稳定特征值也在增大, 当缺陷位于35 m以上时, 墩的稳定特征值逐渐趋于变化平缓的态势, 同样的缺陷位于墩侧面较低部位对稳定性的影响比在较高部位大;缺陷不同时, 大缺陷对墩稳定性影响比小缺陷时影响大。

5 结语

1) 用能量法计算结构的稳定性尽管是比较可行的, 若形函数选取足够多的项, 其计算结果就越接近真实值, 可是当结构比较复杂时该法就显得有些不适宜了。

2) 在进行稳定性分析时, 考虑几何非线性时墩的稳定性影响比线弹性时较为真实, 故几何非线性的考虑是不容忽视的;高墩存在初始缺陷时其稳定性会降低, 因此在高墩施工过程中尤其中底部位的混凝土振捣要充分、密实, 以防产生蜂窝、孔洞等缺陷影响墩的稳定性。

摘要：用ANSYS对变截面空心薄壁高墩在考虑几何非线性及存在初始缺陷时进行稳定性分析, 把线弹性和考虑几何非线性稳定性计算结果进行对比, 发现涉及几何非线性时比在线弹性情况下对长细比大的墩稳定性影响较为明显, 说明几何非线性影响不容忽视;若进一步考虑存在初始缺陷, 则缺陷存在于墩中底部时对稳定性影响比在其偏上部大些。

关键词：变截面薄壁空心高墩,几何非线性,ANSYS

参考文献

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[7]陈伟明.具有初始缺陷的薄壁高墩稳定性研究[J].公路工程, 2011, 36 (3) :71-76.

[8]田志杰.超宽圆端形薄壁空心桥墩稳定性研究[D].兰州:兰州交通大学硕士论文, 2013.

公路桥梁薄壁空心高墩施工技术 篇8

近年来, 桥梁建设的工艺技术在不断地提升和加强, 空心薄壁高墩施工技术也不例外。这项工艺技术具有成本消耗低、跨度大等优点, 如果桥梁建设的位置地势复杂、险峻, 那么采用这种工艺技术为宜。这项施工技术不仅遵照普通桥梁建设的要求, 还具有一定的特性。因此, 加强和完善这项工艺技术是必不可少的。在桥梁施工的过程中, 设计和施工人员必须从实际的施工情况出发, 制定出符合周围环境的建设计划, 对各项技术环节进行科学合理地把控, 进而从根本上提升桥梁建设工程的施工质量和施工效率。

2 施工准备

2.1 塔吊选择

针对高墩相对集中的分幅桥, 施工中可选用重型塔吊, 其臂长通常为50~80m, 仅用一座塔吊即可支持多墩作业;针对单幅及幅距较远的桥梁, 施工中可选用由多个轻型塔吊组成的塔吊系统。塔吊起吊高度需根据墩身的实际情况及施工要求确定, 由于塔吊在上升至最大高度后, 需要依靠附着器和墩身进行连接, 所以为方便施工, 应将塔吊的基础设置在墩身平行线上。塔吊设置需严格按照厂家提供的图纸进行, 在基础混凝土的实际强度达到80%设计值以后才能对塔吊进行安装。

2.2 钢模板制备

薄壁空心高墩的钢模板主要有两种类型, 分别为变形模板与定型模板, 都需要使用厚度为5mm的钢板进行预加工, 由专门的正规厂家负责。由于钢模板加工成本较大, 所以在施工以前必须对墩身的实际尺寸进行分析, 确保模板具有良好的通用性, 以此尽量减少加工量。

2.3 脚手架搭设

用于高墩桥梁施工的脚手架主要为单管立柱扣件式钢管脚手架, 其构造如图1所示, 其最大高度50m。

2.4 测量放线

施工开始前由测量班组在承台顶端进行放线, 完成测量放线后对承台上的旧混凝土进行凿毛处理, 再使用高压水枪冲洗干净, 为后续施工做好准备。

3 桥梁空心薄壁高墩施工技术的相关技术方法

桥梁空心薄壁高墩施工技术大约可以分为4种技术方法, 分别是:爬摸技术、滑升技术、滑膜技术、拼装脚手架模板法。

爬摸技术主要应用于分节、分段式的桥梁建设工程之中。所以, 这种方式具有劳动强度低的优点。在实际施工的过程中, 该施工方式所应用的结构较为复杂, 并且工序烦琐, 所以其具有施工成本较高的缺点;滑升技术的主要优点是施工成本不高, 然而在实际施工之中, 应这种技术难以把控工程的整体质量, 并且存在一定的施工安全问题;滑膜技术的主要优点就是施工较快, 工期较短。但其也存在一定的缺点, 就是其需要消耗大量的支撑材料, 如提升系统、模板等等。由于其支撑材料的消耗, 导致施工成本的大幅度提升;拼装脚手架模板法具有施工成本低廉、施工时间短、施工安全性高的优点。这种方法主要由脚手架和模板组成, 在某些大型设备无法使用的施工现场, 这种方式的应用较为普遍。在实际施工过程中, 为了确保工程的经济效益, 降低施工成本, 应用这种施工方式为宜。钢模板的制作需要采用变形模板, 并且将其与定型模办的施工方式综合使用, 以此来提升工程的整体施工效率, 并且有效降低施工成本。

4 公路桥梁薄壁空心高墩施工技术要点

4.1 加强墩身测量的精度控制

4.1.1 墩中心的合理测量

根据实际施工情况可知, 墩柱中心的放样使用的是极坐标法, 在放样以后, 需要对放样点的坐标进行重新测量, 并对放样结果进行合理检测, 才能真正提高测量结果的准确性。在对每个墩台进行正式施工之前, 中心定位的测量需要使用全站仪, 才能在横向护桩、纵向护桩得到合理设置的基础上, 确保交底工作认真完成。

4.1.2 墩高程的合理测量

一般使用的是三角高程法, 钢条的直径为10mm左右, 并焊接为“丰”字形的觇标, 每两根横条直径的距离是16~22cm之间, 一共有三根横条, 以确保觇标可以被焊接在之前确定好的墩身钢筋上, 从而成为一个观测点, 即对竖直角进行有效观测。与此同时, 觇标之间的距离是用钢尺来测量的, 精度度要控制到毫米, 需要观测至少六次, 才能真正提高空心墩高程测量的可靠性和准确性。

4.1.3 墩垂直度的合理测量

通常包括两个方面:①边线垂直度;②中线垂直度, 一般中线垂直度的测量使用的是自动安平激光铅直仪, 每个墩设置有两台, 在桥墩的承台上安装, 并设置合适的保护罩。而激光接收靶是设置在工作平台上的, 可以传递墩身的竖向轴线, 并将桥墩中线的位置准确引导过去, 从而有效提高中心控制的可靠性和准确性。在模板每次翻身以后, 都需要仔细检查一次模板的位置, 以避免桥墩纵向与横向的扭转、偏移等超出施工要求规定的范围。

4.2 钢筋骨架安装的技术要点

在空心薄壁高墩技术施工的过程中, 钢筋骨架安装是必不可少的一个环节, 也是一个基础性的环节。在实际施工之中, 钢筋骨架的安装要注意几个方面:①在套接的过程中所选取的钢筋直螺纹套筒的丝扣长度要在4cm左右, 为了确保其能达到数值要求, 可以将其与桥墩直径相连接;②要确保钢板切面与中轴线的垂直, 避免弯曲现象的出现;③在主钢筋接长的过程中, 要对断面接头的数量进行控制。通常, 将其保持在钢金属量的1/2为宜;④在进行拼接的过程中, 要对丝扣和套筒的固定情况和连接情况进行详细地检测

4.3 混凝土施工

混凝土施工主要包含三方面内容, 分别为:制备、运输和浇筑。其中, 在制备方面, 主要由自动拌和楼负责, 制备完成后及时装车, 由专门搅拌车运输至施工现场, 然后在采取塔吊提升料斗的方式进行浇筑, 个别工程也可选取泵送法进行浇筑。就提升料斗的浇筑方法而言, 其混合料的坍落度应严格控制在10~13cm范围内;而泵送混凝土的坍落度则需控制在15~18cm范围内。水平浇筑采取分层法进行, 每个浇筑层的厚度为30cm, 浇筑后及时振捣, 由现场施工人员插入振捣棒进行均匀振捣。

4.4 模板安装

模板完成加工后及时进行质量检验, 检验完成且合格的模板在进入施工现场以后应对其实施刨光, 并整齐码放。安装模板以前需先使用钢丝刷轻刷其表面, 然后均匀抹上一层脱模剂, 脱模剂的使用可按照1:4的比例混合柴油与机油制得。

上述处理工作均完成的小型模板需在场地上进行拼装, 然后使用塔吊机进行统一吊装。由于模板上存在较多的接缝, 所以为有效防止漏浆现象的产生, 需对接缝进行封堵, 封堵材料以双面胶为主, 同时对错台进行严格控制, 以确保施工质量。模板吊装后及时固定, 先用16mm螺栓进行连接, 再用槽钢、拉杆等进行加固。安装工作完成以后由测量班组开展现场检测, 确保模板安装的实际误差在规范限度内。模板表面的平整的地方可选用长度为2m的靠尺进行检测。

5 结语

综上所述, 在桥梁建设的过程中, 空心薄壁高墩技术能够确保桥梁的质量, 是目前较为普遍应用的施工技术之一, 其具有一定的科学性和严密性。薄壁空心桥墩的外形与重力式桥墩非常相似, 但它却有着重力式桥墩无法比拟的优势, 这种桥墩具有刚度和强度高、截面积小、自重轻等优点, 在桥梁工程中采用此类墩身能够使混凝土圬工量大幅度减少, 有利于工程造价的降低。

参考文献

[1]郭瑞军.公路桥梁薄壁空心高墩施工技术探讨[J].山西建筑, 2015 (1) .

[2]王永亮.公路桥梁薄壁空心高墩施工技术浅析[J].华东科技:学术版, 2015 (10) .

高墩空心墩 篇9

关键词：薄壁空心墩,悬壁模板,塔吊,钢板板,施工技术,质量

1 工程概况

污河昔大桥属于厦蓉高速水口到榕江格龙段的工程项目, 全长786.96m, 跨径组成为5×40m+ (80+2×150+80) m+3×40m, 主桥为预应力混凝土连续刚构, 引桥为先简支后连续T梁。桥台采用重力式U型台, 扩大基础;主桥墩采用双肢等截面薄壁空心墩, 最高墩身123m;过渡墩采用薄壁空心墩, 引桥桥墩大于40m的采用实体薄壁墩、大于60m的采用空心薄壁墩, 其余采用圆截面双柱墩;墩身基础均为桩基础。由此可知, 薄壁空心高墩施工是大桥施工的重点和难点。

2 施工方案的确定

地形复杂、墩高、壁薄是本桥施工的主要特点, 考虑项目自身的特点, 提出两种施工方案:一为滑模施工;二为翻模施工。滑模由提升架、模板、工作平台、提升系统组成, 工期快, 但必须耗用大量滑升支承杆材料和测量-施工定位的劲性骨架材料, 成本较高。翻模由支架系统和模板系统组成, 采用整体式轻型爬架作为施工平台, 操作方便, 成本较低, 但机械提升支架及模板的速度较慢。综合比选后, 决定采用翻模施工技术。

3 施工方案

3.1 模板组成。采用定制悬臂模板作为墩身外模及工作平台, 墩身的内模由工地自制及自行支模。

3.2 工作原理。

墩身外表面的悬臂模板施工自承台开始, 即施工始于承台顶面。每墩有外侧横桥向面的垂直吊爬, 将这两墩之间横桥向面的垂直吊爬组成一个类似于内筒的整体工作平台, 单面整体吊爬。所有的吊爬面都是一经安装就可一直吊爬升到墩顶。

内筒整体吊爬提升由施工塔吊完成, 横桥向设两榀承重单元, 各榀承重单元支承在两个顺桥向对称设置的特制支座上, 支座坐落在锚定总成上。锚定总成由爬锥、受力螺栓及一次性、不可周转的埋件板和高强螺杆组成。支座的上部呈斜开放, 有利于平台横梁和牛腿的准确就位。承重单元上搭设木方和跳板, 跳板的上方设置垂直支撑, 以便形成一个物料平台。

这样, 在双墩之间设置三层平台:第一层是物料平台, 供操作人员绑扎钢筋、浇灌混凝土操作, 允许均匀分散堆放一些施工器材 (但要求控制在规定重量范围之内) ;第二层是主平台, 供操作人员移动模板、清理模板、涂刷脱模剂等;第三层则供作业人员拆除下层的支座与爬锥之用。筒内的模板悬挂在物料平台下方设置的双槽钢横梁上, 借助滚轮机构可以方便后移, 以利于模板的清理和涂刷脱模剂。

3.3 翻模组装

a.测量定位。复核墩中心, 使用全站仪定出桥墩中心, 并反复复核确认无误后, 做为翻模施工的依据。b.搭设平台支架。根据墩中心位置, 利用脚手杆搭设支架, 支架保持水平, 其高度应能满足钢筋接长需要。c.塔吊安装。施工塔吊基础, 根据厂家提供的安装指导书进行安装。随着墩身施工的不断加高, 每隔一定高度设置附墙杆, 将塔吊与墩身联结成一体, 确保塔吊的刚度和稳定性。d.模板组装。桥墩模板分为内模及外模, 模板由塔吊吊装。外模操作平台在模板组装前现场拼接。根据桥墩中心点, 内外模板涂刷脱模剂后按数量及顺序各自进行拼装, 相邻模板之间夹橡胶条, 以防止漏浆。内外模板分别用螺栓联结紧密, 外模用槽钢围带箍紧, 内模用槽钢围带加固, 内外模板通过φ22拉杆对拉, 拉杆上套PVC管, 以便拉杆的回收倒用。内外模间加撑木以保证壁厚要求。

3.4 提升设备。

模板、外移架、钢筋等的提升均采用塔吊提升, 必要时采用手拉葫芦配合。采用QTZ50 (TC5010) 塔吊, 左右幅共用一台。技术指标:3~10.68m吊重5.0t, 10.68~16m吊重3.3t, 16~20m吊重2.6t, 左右幅最远距离37m, 塔吊布置在两幅桥主墩中间, 可满足吊装需求。

3.5 墩的浇筑施工方法。

第一次浇筑使用的模板已经是悬臂模板施工的专用模板。在这第一次浇筑前注意要在模板的规定位置安装悬臂模板施工专用的爬锥等预埋件, 供悬臂支架的安装, 并直接采用对拉螺栓以承担混凝土的侧压力。在完成第一次浇筑之后可安装悬臂支架, 进入正常的悬臂模板施工, 进行第二次, 第三次……浇筑。

3.6 钢筋安装及灌注砼

a.利用塔吊吊钢筋, 按设计规范要求施工接头, 主筋直径大于20mm的采用直螺纹套筒连接, 同时准确放置各种预埋件。b.混凝土采用自动计量拌和站集中拌合, 罐车运输, 输送泵泵送入模, 泵管由墩内串入, 并不断接高。c.优化砼配合比。在满足泵送条件下严格控制砼坍落度, 其弹性模量也须满足规范要求。d.砼灌注要对称分层进行, 一般以层厚不超过30cm为宜。捣固要密实, 不能漏捣、重捣和捣固过深, 捣固棒不接触模板, 捣固时不许错动预埋件位置。待砼终凝后, 及时对砼表面进行凿毛处理。e.模板翻升。模板采用塔吊翻升, 手动葫芦配合翻动内模。模板每翻动一次4.5m, 同时接高内脚架平台。f.墩身养护。模板拆模后, 由上而下洒水养护, 确保混凝土表面润湿, 养护时间不少于7天。

4 施工过程控制

4.1 原材料的质量控制。

由于本桥墩为薄壁空心墩, 混凝土设计标号为C40, 且布有双排钢筋, 因此, 在施工过程中严格控制原材料的进场质量, 及时做好各项试验, 严禁不合格材料进场。

4.2 施工测量控制。

高墩线形控制是高墩施工的重中之重, 线形的好坏直接影响高墩的受力和线形的平顺度, 所以必须严格控制。线形控制主要通过测量来进行, 施工测量控制的内容包括中心定位测量、高程测量、垂直度测量。

a.定位测量。采用三维坐标控制法。每个墩台施工前, 先由测量班用全站仪进行精确定位, 在每次混凝土浇筑后、模板翻升前, 在混凝土面上进行复测定位。b.高程测量。采用自动安平水准仪法, 每翻升一次检验一次高程, 其高程误差应符合规范要求, 特别是墩顶最后一次必须控制好。c.垂直度控制。采用全站仪进行。测量时用全站仪对矩形空心墩的4个角进行定位, 再定出矩形空心墩的4条边的位置。

对于高墩主要是垂直度控制。采用八点的方法进行控制, 防止墩身发生扭曲。六点放样当桥墩发生扭曲时, 根本检测不出来。当采用八个点来控制时, 因为矩形墩有4条边, 每条边上放二个点, 两点确定一条直线, 所以桥墩四条边线得以确定。

5 空心高墩防摆动幅度偏大措施

本工程所处位置风力较小, 风力对测量影响不大。由于墩身较高, 为防止施工期间因墩身高度的加高, 墩身自由摆动幅度偏大, 对于超过70m高墩, 在施工到墩身的一半高度时将前后两薄壁空心墩采取钢结构临时锁定, 以减少其自由度, 增加整体刚度, 确保工程质量。

6 质量控制

a.为确保外观质量, 模板翻升到位后, 必须对模板进行彻底清理、调直、修补和加固。b.为确保墩身截面尺寸准确, 在每次灌筑混凝土后、模板翻升前, 在混凝土面上进行复测定位, 模板以测点为基准支立加固。c.模板加固时, 要外箍内撑, 且拉杆要拉紧, 位置均匀对称, 保证空心墩结构尺寸和定位尺寸。d.主筋套筒连接是保证钢筋整体质量的关键, 应设专人进行操作, 保证钢筋两端进入套筒的长度相等且拧紧。

结束语

在高墩施工中正确选用合理的施工工艺十分重要。采用整体式轻型爬架翻转模板施工划切实可行的施工工艺, 其操作方便、易掌握、成本低、工期短。爬架采用全封闭防护, 具有安全可靠等特点。实践表明, 整体式轻型爬架翻转模板在薄壁空心高墩施工中是切实可行的, 可在其它桥梁高墩施工中推广应用。

参考文献

[1]交通部公路规划设计院.JTJ-89公路桥梁设计通用规范[S].北京:人民交通出版社, 1989.

[2]交通部第一公路工程总公司.JTJ041-2000北京:公路桥涵施工技术规范[S].人民交通出版社, 2000.

[3]李强, 苏木禁止, 吴银利.大跨度空心薄壁高墩施工技术[J].铁道标准设计, 2007 (5) :47.

空心高墩混凝土水化热温度场分析 篇10

随着高铁和高等级公路的建设, 桥梁的跨度和高度不断刷新历史。为了满足新型桥梁强度, 刚度和稳定性的要求, 高强度混凝土大量应用其中, 而高强度混凝土水泥强度高, 外加剂掺量大, 水化速度快, 放热量多, 由此产生的水化温度应力是造成桥梁结构大体积混凝土开裂的主要原因之一。

空心高墩属于高、柔性结构, 竖向荷载大, 混凝土强度高。虽然国内外对桥梁大体积混凝土水化热温度场研究取得许多成果, 但是考虑掺加减水剂与粉煤灰的高强混凝土的水化热温度场研究还比较少。本文基于滑模施工的空心高墩工程实际情况, 采用大型有限元软件ANSYS, 以瞬态热传导方程和水化放热模型为基础, 通过绝热升温经验公式获得混凝土发热能力, 建立了三维高墩有限元模型, 对浇筑9d内的温度场进行分析, 并与实测数据进行对比, 为同类型的空心高墩混凝土水化热分析提供参考。

1 混凝土水化计算

1.1 水泥水化热

水泥水化热是大体积混凝土产生温度裂缝的主要因素。因此, 国内外也提出了一些对其进行估算的公式。目前主要的计算公式有:指数式、双曲线式、复合指数式等, 本文采用朱伯芳院士提出的复合指数表达式:

式中:a、b为计算系数, Q0为水泥水化热总量 (kJ/kg) , τ为混凝土龄期 (d) , 见表1。

1.2 混凝土绝热升温

混凝土的最终绝热温升, 与混凝土水泥用量、外加剂品种、粉煤灰掺加和混凝土的热学性能等有关。可以利用水泥水化热的热量来估算混凝土的最终绝热温升。混凝土的绝热温升假定混凝土处于一种不能散发热量的绝热状态, 所有由混凝土水化产生的热量积蓄起来, 所以混凝土内部的温度是持续上升的。空心高墩所用高强混凝土掺加有混合材料, 如粉煤灰、外加剂等, 其绝热温升公式为:

式中:θ (τ) —在龄期时的混凝土绝热温升 (℃) ;Q (τ) —在龄期时水泥的累积水化热 (kJ/kg) ;W—每立方米混凝土水泥用量 (kg/m3) ;c—混凝土比热 (kJ/kg·℃) ;ρ—混凝土密度 (kg/m3) ;F-混合材料用量 (kg/m3) ;k—折减系数, 对于掺加粉煤灰, 可取k=0.25。

2 空心高墩水化热温度场有限元计算

本文采用大型ANSYS有限元软件, 基于能量守恒原理的热平衡方程, 用有限元法计算各节点的温度及有限元模型的温度分布和变化情况。本次混凝土水化热属于瞬态热分析, 温度场随时间的变化而变化。

空心墩水化热温度场变化的仿真分析, 其目的是为了利用ANSYS软件能够较好地反映出现场实际的水化热温度场变化情况, 从而为以后相似环境下的水化热情况作出预测。但是由于大体积混凝土本身的复杂性及外界条件变化的不可预测性等诸多因素, 很难准确确定混凝土的性质和热力学参数及边界条件和温度荷载等, 只能尽量近似模拟影响大体积混凝土施工阶段水化热的各因素, 近似得出水化热温度场。

ANSYS瞬态热分析的主要步骤: (1) 建模; (2) 加载计算; (3) 后处理, 查看结果。

2.1 工程概况

某大桥位于河南省三门峡陕县境内, 上部采用 (3×50m+4×50m) 装配式连续T梁和 (4×25m) 装配式连续箱梁, 先简支后连续的结构体系。下部1号～6号桥墩采用矩形空心墩, 钻孔群桩基础, 其中1号～6号桥墩净高分别为67、74、86、101、63和55m, 4号墩净高101m, 采用C50钢筋混凝土结构, 滑模施工工艺, 为河南省公路建设史上第一高墩, 建设技术含量高, 施工建造技术复杂。

空心矩形桥墩的截面外围尺寸为7m×5.4m, 内边尺寸5.8m×4.5m, 短边壁厚1.2 m, 长边壁厚0.9m。混凝土滑模施工每层浇筑1m。浇筑期间, 白天气温34℃, 夜晚气温18℃左右, 混凝土入模温度为25℃。

2.2 单元选择及网格划分

空心墩水化热温度场有限元分析是三维瞬态温度场问题, 因此计算可选取三维实体热单元SOLID70, ANSYS的实体单元SOLID70有8个节点, 且每个节点上只有一个温度自由度, 具有三个方向的热传导能力, 并能实现匀速热流的传递。同时, 空心墩水化热的热传导主要在墩横截面上发生, 沿桥墩纵向温差很小, 故本次分析截取单位高度1m的空心墩进行建模。本文根据空心墩实际尺寸进行建模, 共划分单元数19200、节点数23496, 图1分别为分析段的空心墩实体模型和有限元模型。

2.3 温度场参数处理

为了能够得到更接近于实际情况的水化热模拟分析, 需要对在建模分析过程中用到的各种温度场参数进行确定。空心墩表面与大气环境进行着热对流, 属于热分析中第三类边界条件, 需要确定环境温度的变化。环境温度的确定可以采用正弦或者余弦公式来表示, 本次分析中, 采用了如下公式:

式中:T-气温 (℃) ;Ta-日平均气温 (℃) , 可取日最高气温与最低气温的平均值;Aa-气温日变化幅度 (℃) , 可取最高气温与最低气温差值的一半;τ-时间 (h) ;τ0-气温最高的时间 (h) 。

混凝土设计标号为C50, 实际配合比见表2。

混凝土的热力学参数主要包括热传导系数λ[kJ/ (m·h·℃) ]、比热容c[kJ/ (kg·℃) ]、导温系数ɑ (m2/h) 、密度ρ (kg/m3) 等, 影响混凝土热学性能的主要因素是骨料种类、水泥用量、外加剂掺量等。由于受实验现场条件限制, 无法对混凝土热学性能参数进行实验测定, 可根据混凝土各组成部分的含量进行估算。由朱伯芳所著《大体积混凝土温度应力与温度控制》, 可得浇筑时水的热传导系数为2.16kJ/ (m·h·℃) , 比热容为4.187kJ/ (kg·℃) ;普通水泥的热传导系数为4.593kJ/ (m·h·℃) , 比热容为0.536kJ/ (kg·℃) ;石英砂的热传导系数为11.129 kJ/ (m·h·℃) , 比热容为0.745kJ/ (kg·℃) ;花岗岩石子的热传导系数为10.467kJ/ (m·h·℃) , 比热容为0.708 kJ/ (kg·℃) 。

本工程所采用的混凝土配合比为每立方米混凝土材料用量见表2, 由此可求得各成份在每立方米混凝土中所占的百分比:水泥14.2%、砂34.5%、石子42.7%、水4.8%、粉煤灰3.58%。本文采用加权平均法对混凝土热学性能参数进行估算, 得热传导系数:λ=9.22[kJ/ (m·h·℃) ], 比热容:c=0.898 kJ/ (kg·℃)

2.4 模型荷载施加及其分析

在ANSYS中, 不能简单地将计算出来的水化热值作为边界条件来施加, ANSYS的水化热是通过生热率来施加的, 生热率就是单位时间内混凝土的生热量, 即所产生的热量对时间的导数, 在分析过程中, 将热生成率作为体荷载施加于模型上, 按照龄期的增长将荷载循环施加。本次分析将计算时间设置为216h, 即9d时间, 与实测时间大致相当。其中, 每2h为一荷载步。

本文对水化热分析进行了简化和假设: (1) 假设混凝土灌注过程为瞬时完成, 不计算灌注混凝土时间; (2) 不考虑混凝土收缩影响; (3) 不考虑混凝土的相变问题; (4) 混凝土导热系数不变。

3 空心高墩水化热温度场计算结果分析

3.1 水化热变化时程曲线

对有限元模型进行加载计算, 便可得出模型中各节点的水化热时程曲线及水化热期间瞬时温度场, 由于空心墩截面对称, 选取位于长、短边截面中心的2个节点的水化热时程曲线作为典型代表, 见图2、图3。

从图2～图3可以看出, 由ANSYS模拟出的主要节点水化热温度在出现最高温度之前迅速增加, 之后便相对缓慢下降, 最后降至环境温度便随着外界环境温度的变化而变化, 其变化形式同外界温度也呈余弦函数形式变化。

3.2 水化热瞬时温度分布

图4～图6为几个有代表性龄期的水化热瞬时温度分布图。

从以上图中可以看出:空心墩横截面四边及各角的中心温度为最高, 外表面和内表面温度最低, 其中外表面受环境影响最大, 内表面受环境影响较小;短边横截面的温度高于长边横截面的温度, 这是由于短边横截面比长边横截面宽, 水化产生的热量不容易散发;水化热前期, 内部高温面积较大, 只是表面由于环境温度影响温度相对较低, 随着水化进程的发展, 内部高温面积越来越小, 只截面中心温度较高, 随着水化反应结束, 内部温度基本稳定, 外表面温度随着环境温度变化而有所变化。

3.3 计算与实测数据对比分析

利用ANSYS进行水化热温度分析的目的之一即为模拟实际施工阶段的水化热情况, 从而在施工前对即将发生的水化热情况有所了解, 采取措施降低水化热, 控制由于水化热产生的温度裂缝, 保证施工质量。图7显示短边中点实测温度与计算温度的对比。

从图7可以看出, 水化热理论计算温度与实测温度变化均经过了温度上升和下降段, 其中温度上升阶段发展较快, 在达到峰值温度后缓慢下降, 并最终与环境温度相当, 环境温度一直按照余弦规律变化;考虑掺加粉煤灰和减水剂的作用后, 混凝土水化热峰值温度明显降低, 并且水化热峰值温度出现的时间延缓, 这说明它们起到了缓凝效应。

4 结语

本文应用大型有限元软件ANSYS对空心高墩滑模施工过程中的高强混凝土水化热温度场进行模拟分析, 得出如下结论:

(1) 建立了三维空心墩有限元模型对高强混凝土水化热模拟分析, 并与实测温度对比分析, 结果吻合良好。

(2) 考虑减水剂与粉煤灰的掺加对高强混凝土水化热生成率的影响, 使计算结果更加符合实际混凝土水化热温度变化, 并且粉煤灰和减水剂还能够起到延缓混凝土水化热峰值出现和降低峰值的作用。

(3) 本文计算结果为同类型空心高墩滑模施工混凝土水化热分析提供参考依据。

参考文献

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[2]刘兴法.混凝土结构的温度应力分析[M].北京:人民交通出版社, 1991.

[3]张朝晖.ANSYS热分析教程与实例解析[M].北京:中国铁道出版社, 2007.

[4]袁广林.大体积混凝土施工期的水化热温度场及温度应力研究[J].混凝土, 2005, (2) .

[5]王述银.粉煤灰和高效减水剂对水泥水化热的作用[J].中国三峡建设, 2000, (3) .