浅析特大桥主跨V肢施工技术

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摘要：本文通过对我国广珠城际快速轨道交通的正线双线特大桥的主跨V肢施工技术进行分析，并提出一些具体的施工方案，期望能对大桥的建设有所帮助。

关键词：特大桥；主跨V肢；施工技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、工程概况

本桥为广珠城际快速轨道交通的正线双线特大桥，位于广东省中山市境内，该地区属于珠江三角洲冲积平原，地势平坦，跨越大片厂房，沿途鱼塘和苗圃较多。期间跨越了鸡鸦水道和小榄水道。此方案所涉及的工程为跨越小榄水道195#墩～198#墩的主跨桥梁工程。水道与桥的夹角为73.5°，水道的斜向宽度为300m，主跨上部结构采用（100m+220m+100m）连续V型刚构拱跨越，通航孔净宽180m，通航净高不小于18m。

二、V肢及系梁部分

V肢斜腿为主跨、边跨拱圈的延续。外侧斜腿与水平面的夹角为34.6°，采用单箱双室箱型截面，横桥向宽10m，高4m，横桥向壁厚1.2m，高度方向壁厚1.2m，中隔板厚1.0m。内侧斜腿与水平面的夹角为46.4°，采用单箱双室箱形截面，横桥向宽13.8m，高为4m，横桥向壁厚2.0m，高度方向壁厚1.2m，中隔板厚1.5m，表一为部分工程数量。

名称 规格 单位 数量

斜

腿

支

架 工字钢 2I32a t 153.1

钢管 530×7mm t 49.87

钢管 630×10mm t 116.35

贝雷梁 300×150cm 片 2002

槽钢 [32a t 43.5

槽钢 [20a t 231.37

钢板 δ＝6mm t 24.3

钢筋 Ⅱ级 t 27.3

混凝土 C30 m3 2129

混凝土预制桩 Ф500×100mm m 5960

斜腿 混凝土 C40 m3 4426.8

钢筋 Ⅱ级 t 1611

表一V肢部分工程数量

三、V肢及系梁施工方案

（一）V肢方案概述

V肢施工最好采用直径为2.2m的钻孔桩以及壁厚0.1m直径为0.5m的混凝土预制管桩来做桩基，横向设立柱，桩头做承台，每排三根，联接其纵横向；把横梁设在立柱顶上，纵梁最好使用贝雷梁，保持其间距大约为0.45m，贝雷梁穿过横梁与横梁固结。模板侧模和底模使用大块钢模板，内模采用竹胶板和组合钢模板之间相互配合组装来完成，通过对拉杆和撑杆来对其进行固定。分五次来浇筑整个V肢，在完成第二层浇筑后张拉第一层预应力精轧螺纹钢筋，拉力大约为500t，在第三层浇筑完成后张拉第二层的预应力精轧螺纹钢筋，拉力大约为500t。待第五次混凝土浇筑完成后分级张拉，每排总拉力均张拉至1000t。

（二）支架方案

为了使现场的设计意图得到更好地满足，在对方案制定的时候，提出了以下两种支架方案。

支架方案1：

采用四排临时支架（①、②、③、④），需要的桩基础采用直径Ф2.2钻孔桩，75m的桩长，入弱风化花岗岩4m（设计要求）；支立模板，桩顶浇筑2500mm×2000mm承台，其中①、②临时墩承台长12m，③、④临时墩承台长14.65m；在承台上浇筑钢筋混凝土立柱，其中①、②临时墩立柱截面为1200mm×1500mm；③、④临时墩柱截面为1500mm×1500mm；上铺贝雷梁，立柱顶设横梁做纵梁，在拱座上将贝雷梁下端进行锚固，贝雷梁间距0.45m纵梁上铺2~20a槽钢做分配梁，间距大约为0.5m，并且很好的焊连接固定贝雷梁点。

支架方案二

采用六排临时支架（①、②、③、④、⑤、⑥），其中①、②、③、④支架桩基采用直径Ф2.2钻孔桩，桩长大约75m，入弱风化花岗岩4m（设计要求），⑤、⑥采用18φ500×100mm预制管桩的桩基础；①至④号支墩承台及立柱同方案一，其中采用型钢或混凝土联系梁联结每个支墩的三个立柱之间的关系；⑤、⑥临时支墩承台截面尺寸为1500mm×1000mm，其中⑤支墩承台长12m，⑥支墩承台长14m；⑤、⑥号支架上立柱采用4φ630×10mm的螺旋管承台上预埋钢板与螺旋管焊接，支墩立柱采用2~20a槽钢形成剪刀撑连接，纵向⑤与①、⑥与④号支墩间采用2~32a工字钢形成剪刀撑连接；混凝土横梁设立在立柱上部，立柱与横梁间设滑板，做纵梁需要设置贝雷梁，穿过混凝土横梁的贝雷梁，浇筑横梁并且将其固结到一起，在拱座上锚固贝雷梁的下端，纵梁上铺2~20a槽钢做分配梁，间距0.5m，与贝雷梁点焊连接固定。

针对以上两种方案，我们分析：

第一种方案中，一是在两侧采用两排支墩，分开其纵梁和上部后就能更好的对其滑动，对于容易产生较大变形，水平部分的荷载相当的敏感，并且对其并没有约束；二是贝雷梁做的纵梁伸到①、④号支墩外侧6m多，一个6m的悬臂梁的变形加上在①、④支墩顶部梁截面的转角乘以6m的变形的总和相当于外伸梁的变形，其值达13cm。

第二方案中，通过混凝土纵梁与横梁的固结，在下面其竖向变形的情况进行立柱约束下，可通过贝雷纵梁约束其水平位移，外伸梁部分可通过增加的⑤、⑥号支墩来加强其变形大的问题进行解决，使其成为简支梁。

因此最终决定采用第二种方案，以第二种方案编制施工工艺。

四、特大桥主跨V型斜腿支架施工

（一）支架组成

1、2、3、4号支墩由1200mm×1500mm和1500mm×1500mm方墩柱组成，基础为ø2.2m的钻孔桩，桩采用2500×2000mm钢筋承台连接。支架⑤、⑥号支墩均采用18ø500×100mm混凝土预制桩作基础，分别采用12×1.0×1.5m和15×1.0×1.0mC25钢筋混凝土承台、4ø500×10mm钢管支墩和4ø630×10mm钢管支墩、工作平台及2~20a和2~32a型钢联结系组成。

（二）基本要求

支架结构应尽量加强对立模标高的调整要求的满足，按施工弧度立模和设计标高。应尽量使得支架构件的连接越来越紧密，从而使得支架减小变形，使沉降量符合预计数值。

（三）直径2.2m钻孔桩施工

采用3根Ф2.2m钻孔桩也就是斜腿基础①至④号临时墩。采用冲击钻机成孔，水下混凝土进行灌注成桩。

（四）预应力管桩施工

采用18φ500×100mm预制桩进行斜腿基础⑤、⑥；根据桩位处实际地质情况进行预制桩的插打深度，以最后每10锤不大于20mm的贯入度为准，桩身允许承载力140tt，预制桩的桩顶标高为+3.0m，极限弯矩不小于200KN・M。

1.施工准备

采用浮吊对打桩设备插打管桩进行配合，采用D62筒式柴油锤的桩锤，其施工的主要技术要求如下：

（1）图纸尺寸与桩位的误差最大不能大于20mm；

（2）第一节桩入土时垂直度的误差不得大于0.5%，桩身倾斜率在施打过程中也不能大于0.8%；

（3）上下两节桩的中心偏差在接桩时不得大于2mm；

（4）应对称进行焊接，焊缝连续饱满，应自然冷却焊好后的接头8分钟后才能进行施打，严禁焊好即打或用水冷却；

（5）每根桩的最后1m沉桩锤击数及总锤击数规定：PHC桩，总锤击数不宜超过2000，最后1mPHC桩，沉桩锤击数不宜超过250；

（6）当桩的打击贯入度复核设计要求的时候，就应当立即停锤，从而完成施工记录。

2.桩的吊运及堆放

（1）吊桩时，桩身可采用夹具夹持或绳扣捆绑，为防止桩被和绳扣磨损，吊点处应用木块或麻袋等衬垫；

（2）吊桩时应使各吊点同时受力，减少震动，徐徐起落，对桩身裂损进行防止；

（3）桩的堆放应符合下列要求：

①堆放场地应坚实、平整，尽量不均匀沉降减少；

②宜采用多点支垫堆放，更好的桩身的挠曲避免变形；

③桩多层堆放时，应在同一垂直面上对各层垫木进行完整的堆放，最大的堆放层数不宜超过三层；

（4）装运桩时，应符合下列规定：

①采取加固措施是相当必要的；

②应采用系绑和加撑等措施，使得桩发生倾倒的行为得到有效的预防；

③装运时应采用特殊支架，防止管桩滚动，必要时采用绳系绑等措施，防止坠落。

3.接桩要求

接桩时，宜同槽拼制上下两节，应对拼接处的预埋件的加工制作更好的符合设计的要求，应平整密实接头，上下节桩拼接时应更好的使得纵轴线弯曲矢高符合规范规定，并在桩上编号，以便对号接桩及吊运。

4.试桩

（1）在地质相同的情况下，按桩数的1％计试桩的根数，要求其不得少于2根。

（2）试桩的桩顶强度不足或如有破损时，应凿除强度不足和破损段，并将其修补平整。

（3）由试桩贯入度最终确定桩的承载力。

5.锤击沉桩

（1）应将桩架导杆调成垂直后再进行打桩；

（2）在进行打桩的时候可以将锤提升到桩架顶，然后将吊桩很好的插入桩位，如果出现偏差就应该拔起桩进行重新插，插好后在桩顶将桩锤、桩帽轻落，再检查桩锤、桩帽及桩的中心线与送桩是否一致，如有偏差应立即纠正后再开锤前应；

（3）以保护桩顶和减少锤击应力，在适当的弹性桩垫打进行桩顶设置后才能进行打桩，并在锤击过程中即时更换和修理，防止桩被打坏；

（4）较低落距更适合刚开始打桩时候采用，重锤低击的方法更适合在锤击过程中采用；

（5）在两个方向桩的垂直度进行观察，当第一节桩入土3m时，应对桩架导杆的垂直度进行停锤复核，对于发现问题必须校正后方可继续沉桩；

（6）应进行一次沉到设计标高的打桩工作，避免中途出现停顿；

（7）按贯入度控制桩的承载力，应控制其贯入度在20（mm/10击）；

（8）若遇到贯入度打桩过程中发生剧变，突然桩身产生位移、倾斜或有严重回弹，桩身或桩顶有可能出现严重破碎、裂缝等情况，应立即停止打桩，并找出原因，更有效的采取一些方法措施；

（9）当桩尖在打桩时对于已达到设计标高而贯入度仍较大时继续进行锤击，最后使得贯入度接近控制贯入度为止。

（五）V肢临时预应力张拉

V肢临时水平预应力索共设置二层，采用φ32精轧螺纹钢筋，布置在斜腿截面外腹板和中腹板上。第一层临时水平预应力筋设在第二层混凝土内，第二层临时水平预应力筋设在第三层混凝土内，每排总张拉力均为1000t,布置22条拉索,每条张拉力45.5t。分两次张拉，第二层混凝土浇筑完成后，第一层张拉500t；第三层混凝土浇筑完成后，第二层水平预应力筋张拉500t，第四、第五次浇筑完成后，两排均张拉至1000t。在中间设置锚箱，所有的水平预应力筋均在拱座上搭的平台上张拉。

总而言之，本文通过对我国广珠城际快速轨道交通的正线双线特大桥为案例对V肢桥梁进行分析，并且提出一些施工的方案进行分析，选择，从而提出一些具体的施工技术，逐渐的将我国大跨桥V肢桥梁逐渐推上一个更高的水平。

参考文献：

[1]翁卫军,李良清,苏在林.李子沟特大桥主跨悬灌梁施工技术[J].铁道标准设计,2000,08:15-17.

[2]李坚军.广珠城际轨道工程小榄特大桥施工技术[J].山西建筑,2008,34:3-4.