浅谈V型墩钢构的施工

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摘要：V型墩钢构的施工因为造型美观，经常被城市景观桥所采用，结合该工程对V型墩的施工进行控制，并有所体会，其主要从砼的原材、V型墩模板、支架等方面进行了阐述。

关键词：V型墩；混凝土；模板；支架

刘大线航道大桥主桥上部结构采用45+75+45米V构，梁第曲线采用圆曲线平滑过渡，圆曲线半径为R=346.8m。采用双箱单室，箱梁顶宽24.5m，单幅箱梁顶宽12.25m，底宽6.75m，腹板为直腹板，腹板厚度50cm-70cm，底板厚度28cm-60cm，顶板厚度28cm。中间支点根部梁高3.30m，跨中梁高2.0m，箱梁底面按圆弧线变化。全桥仅在边支点和V腿处设有横隔板。V腿为预应力混凝土构件，厚度1.3m，横桥向宽6.75m。V腿及主梁均采用55#混凝土。

V型墩结构由两个斜腿和其顶部主梁组成倒三角结构。V型墩斜腿为板式钢筋混凝土结构，斜腿轴线与墩中心线交角40°，上下固结，斜腿长约为7.1m，横向与固结处箱梁底同宽（6.75m）。V型墩顶部为主梁由0#块，0#块长20m，砼142m3，重约355t。结合工程实际情况及设计方指导意见，采用满堂支架法进行桥梁V型墩及现浇箱梁的施工。

一、施工方案

本桥V型墩有以下特点：

a、V型墩壁高度及斜长均不大；

b、V型墩壁厚度不大，但横向宽度相对较大，属板式结构。

根据以上特点，V型墩采用一次性浇筑，模板采用大块整体钢模。V型墩支架采用碗扣式钢管脚手架，立杆纵向间距为0.6m，横向间距0.6m，横杆步距1.2m，为抵抗水平推力，在支架纵立面加设斜撑杆，斜撑杆水平倾角45°，纵向间距1.2m，横向间距0.6m。为防止支架底座水平滑移，在支架外侧设限位桩。支架布置见附图一。支架受力计算见附录一

由于V型墩不能够承受本身自重荷载，所以在V型墩拆除外侧模板之前，临时锁定V形墩，使其形成一个稳定的倒三角。既V型墩混凝土强度达到90%后，在距承台7.1m位置设置水平内拉杆，内拉杆采用6根I25a型工字钢，工字钢与预埋钢板焊接，焊接采用角焊缝。通过设置内拉杆使V型墩具备拆除外模后承载自重的能力。施工箱梁0#块段时，箱梁传递 V型墩壁顶的荷载为墩壁顶面宽度5.5m范围内箱梁自重（包括模板、施工荷载），为209.15吨。对V型墩产生交大的变形及增加较大水平力，仅靠在满堂支架上固结水平撑杆、斜撑杆不能够克服V型墩的变形和位移，因此在V型墩上部（墩顶4.5m处）均匀布设6根临时预应力束，在混凝土达到设计强度的90%以上后，给每根预应力束施加65吨张拉力。通过满堂支架固结的水平撑杆、斜撑杆以及临时预应力束共同承受箱梁0#块段施工荷载所产生的水平力，如附图二。

分别就仅由墩身自重荷载作用和墩身及其顶部梁重2种状态计算，以2种工况下墩身根部两侧不出现裂纹，验算工况一工字钢、焊缝应力值和工况二V型墩根部混凝土应力值。

计算简图如下：

经计算取总水平力390吨，预应力筋采用pt930精轧螺纹钢，一个V型墩布置6束。（见附图二）

二、工况一应力计算：

1、工字钢受力验算

经CAD绘制出V型墩，得斜腿方量为72.63m3，I25a工字钢截面积A=4850mm2，允许应力【σ0】=170Mpa。

得斜腿自重：

工字钢受拉应力：

2、焊缝受力验算

工字钢与h=20mm预埋钢板焊接，焊条采用J506型。按照钢结构规范要求，T形角焊缝的抗拉应力ffw=160MPa。牛腿的焊缝连接图如下：

三、工况二应力计算：

根据施工图纸，考虑到施工及机具荷载，根据力的分解原则：（y方向为V腿轴力方向，x方向为垂直与轴力方向）

V腿强度达到90%后施加390t预应力，截面抵抗距，V腿根部截面

斜腿根部上缘拉应力：

四、V型墩支架计算

支架步距为0.6m×0.6m，横杆步距1.2m，在支架纵立面加设斜撑杆，斜撑杆水平倾角450，纵向间距1.2m，横向间距0.6m。

根据CAD制图，V型墩斜腿面积为10.76m3，自重为：

均布荷载为：

考虑施工机具及模板荷载，则均布荷载为：

斜撑承载力：

五、施工注意事项

1、按施工设计要求准确预埋预应力管道

2、V型墩在合拢前属于悬臂薄板，对水平预应力反应敏感，需要在墩壁内侧增设刚度较大的支撑杆，通过内撑外拉的作用使其刚度和承载力大大增强，以保证V型墩身根部混凝土不出现裂纹。

3、临时预应力水平束张拉按162534的顺序交错进行，使墩壁均匀受力，严格控制张拉力，并使各根精轧螺纹钢受力均匀。

参考文献：

[1]《建筑结构静力计算手册》 中国建筑工业出版社

[2]《装配式公路桥梁使用手册》交通部交通战备办公室

[3]《结构力学》 中国建筑工业出版社

[4]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 中华人民共和国交通部

[5]《钢结构》 中国建筑工业出版社