红柳河特大桥工程的施工技术探讨
2017-5-11 14:17:19 点击：
红柳河特大桥是兰新铁路第二双线的重点和难点工程，也是兰新铁路第二双线新疆公司重要的科研项目之一。该桥位于新疆维吾尔族自治区和甘肃省瓜州市交界位置，天气变化无常，昼夜温差较大，一年四季干燥，大风、沙尘暴肆虐。如何做好整个工程的施工，保障工程质量成为研究者重点关注的问题。
文中以红柳河特大桥工程为研究对象，认真分析该工程特点及所处地区自然条件，阐述承台、混凝土、墩身等施工方法，其成功经验为其它类似工程提供重要指导和借鉴。
1·工程概况
兰新铁路第二双线红柳河特大桥位于新疆维吾尔自治区和甘肃省交界位置，地理位置、气候环境非常恶劣，于2012 年9 月9 日顺利贯通。红柳河特大桥总长度为1652m，该桥为33 孔48m 阶段拼装简支箱梁桥，每孔箱梁均包括11 节预制箱梁节段、10 个湿接缝组装完成，最大箱梁节段宽度为12.2m，整孔梁质量为1700t，最大墩高和纵坡分别为46m、18%。该大桥工程需要在高空、大风等不利因素下施工，安全风险度较高，施工极易受客观因素的干扰。
2·红柳河特大桥关键施工工艺
2.1 承台施工
红柳河特大桥1#～13# 桥墩、中方台承台开挖深度比较浅，其中，7# 墩开挖深度为5m，基坑使用挖机进行开挖操作，通过人工清理的方法展开施工。10# 桥墩基坑开挖深度控制为9m，承台基坑使用水泥搅拌桩格栅式承台支护，长臂挖机与小挖机配合完成开挖操作。9# 桥墩基坑开挖深度控制为10m，承台基坑运用沉井式承台支护，承台混凝土在拌合站完成集中拌和操作，借助罐车输送到施工现场。混凝土养生在混凝土初凝后实现覆盖，并由专职人员完成不间断洒水工作。整个承台施工操作，并未出现任何安全质量事故。
2.2 墩身施工要点
红柳河特大桥桥墩进行施工过程中，1#～6#、13# 桥墩仅有1m 高，因此，使用一模到顶的施工办法。7#～12# 桥墩墩身高度相对比较高，其中，9#、10# 桥墩高度为32m，使用翻模施工法完成施工，所用模板由指定厂家定制的钢模板。桥墩混凝土在拌合站集中完成拌和工作，钢筋加工在标准钢筋加工场完成制作，并由拖车运输到施工现场。墩身模板控制标准如表1。
2.3 节段拼装施工
红柳河特大桥节段简支箱梁属于大吨位、大截面箱梁，最重节段为150t，整孔自重为1700t，在不同程度上会加大造桥机在承重、线形控制等各项要求，使用普通造桥机，根本无法完成架设操作。加之，该大桥工程地处大风区，且多数孔跨墩高度为50m，在高空大风区域等不利因素影响下，实施箱梁的拼装、湿接缝操作，安全风险较高。通过比较研究和考察，采用1700t 外包式造桥机，把各梁段吊装至造桥机腹内，完成湿接缝等施工操作。施工总流程如下：造桥机组装→梁节运输→调整线形→湿接缝施工→张拉、过孔及压浆操作→封锚。
2.4 钢筋绑扎要点
整个工程所用钢材经质量检验符合规范的施工规定，方可应用到施工现场，试验不达标的钢材不能使用。钢筋加工流程如下：检验钢材质量→钢筋下料→定型→制成定位网片→绑扎、焊接。钢筋下料采用钢筋调直机、砂轮切割机完成下料，严格控制其尺寸，保证其处于允许偏差范围之内。
钢筋弯曲成形根据1∶1 比例放大样，长钢筋由中部向两端进行弯曲，弯起位置不得出现裂纹、断裂的情况。钢筋成型后仔细检查，随之分类完成捆扎、挂标识存放工作。在模具上实施网片焊接时，钢筋必须互相平直并焊接牢固。所有钢筋在施工现场进行绑扎，采用22# 扎丝绑扎骨架，通过点焊法对重点位置和容易变形的部位进行焊接，以此保障骨架的几何形状。钢筋使用电弧焊，接头焊缝焊接平整，不能出现较大的缺陷、裂纹。
2.5 模板施工
桥墩模板施工使用钢模，模板组拼使用吊车进行安装，必须合理设置吊点位置，为防止发生碰撞变形。吊装快到位时，下落速度变慢。根据模板编号逐块实施起吊拼接。施工过程中，每隔4m 或6m 为一段，组装拼接外模、墩身内，组立一段浇注一段，每次组织模板底部均立于已经浇筑的模板上。
挑选专人检查模板组件，确定满足截面尺寸要求无误之后，根据模板设计图进行组立，内外膜之间设计精轧螺纹钢对拉螺栓，两端使用精轧螺帽实施紧固，确保模板整体强度、刚度达到具体浇筑要求。当定型模板组装成型后，所用螺栓无需拧紧，留出少量松动。模板前后方向偏斜利用手拉葫芦调整至正确位置，调整左右偏斜在模板底部倾斜一段塞入垫片完成。调整完毕，拧紧所有螺栓。安装钢筋的同时，如果墩身下部混凝土强度达到拆模要求，可自下而上对下部4 米的外模实施拆模操作。拆模过程中，采用手拉葫芦把下面与上面一节模块上下挂紧。并配备两条钢丝拴在上下模板之间。拆除上部、左右的连接螺栓，借助设置在模板上的建议脱模器拆除下节模板。随之，进一步拆卸四周模板并悬挂在上节模板上，这种拆模和钢筋安装工作同步进行的方法，能有效节省施工时间，在一定程度上减少对吊车的占有时间。湿接缝模板施工使用定制钢模，安装顺序为底模、侧模、内模。底模、外侧模、内侧面均采用双螺母对拉螺杆实施拉紧与梁端密贴操作。整个施工中，挑选专人检查拉螺杆松紧度，如果出现松脱的情况，及时对螺母实施紧固操作，避免出现漏浆的情况。湿接缝混凝土初凝之后，微拧内外模板之间的对拉螺栓，避免螺栓与混凝土凝固在一起拔不出来。当混凝土强度达到设计强度的80%时，开始预应力张拉，张拉完成后进行拆模，拆模顺序分别为外侧模、内膜、底模。
2.6 混凝土浇筑施工要点
墩身混凝土施工时，使用混凝土罐车运输至现场，塔吊配合吊斗实施运输，水平分层完成浇筑。在混凝土浇筑前，采用清水把混凝土施工缝、模板内表面洒水润湿。浇筑混凝土过程中，混凝土泵管出口设置在串筒漏斗口，促使混凝土顺着串筒垂直下落，防止混凝土在下落过程中与钢筋、模板碰撞，严禁由一个点或超过2m 距离浇筑混凝土。混凝土浇筑严格遵循水平分层要求，每层浇筑厚度为25～30cm。必须注意，箱梁湿接缝必须实施对称浇筑，分别由两端向中心实施浇筑。整孔梁所有湿接缝一次浇筑完成，中间不可进行停顿。
2.7 预应力施工要点
红柳河特大桥工程梁部设置后张法预应力混凝土箱梁，张拉根据孔道摩阻试验设定的摩阻系数，并将其换算后实施恰当的控制。梁体湿接缝强度满足设计强度50Mpa 时进行预应力张拉，使用单端对称同步张拉，遵循“控制张拉力为主、伸长量为辅助”的原则进行。预应力张拉完工后，压浆材料、工艺必须满足客运专线预应力混凝土预制箱暂行技术标准的各项要求。进行压浆操作前，先采用砂浆对钢绞线、锚具各缝隙实施封堵，并在封堵表面使用聚氨酯防水涂料完成涂刷操作，避免压浆操作中出现漏浆的情况。
3·保证大桥施工质量的措施
大桥施工过程中，严格按照合同、设计、规范要求对资料进行收集和处理，确保设计文件的完整性和准确性。
为保障整个工程安全施工，成立以项目经理为首的安全保证体系，由主管生产的项目经理担任组长，设置专业的安全员、监督人员，加强施工现场的控制工作。施工技术人员在大桥施工中发挥着重要作用，具有丰富经验、技术熟练地施工人员是保障大桥工程质量的重要保障。为大桥工程顺利实施，应在施工前对施工人员开展技术培训，不仅要讲解气候复杂区域施工技术和施工方案，也要让施工人员掌握大桥施工规律，防止大桥施工中出现质量问题。
红柳河特大桥施工前，要合理选用施工材料，必要情况下，采购人员可亲自到材料生产厂家检验产品质量，保障施工中所用施工材料达到质量标准。选好所用材料后，还应对材料进行复试，依据当地气候环境合理控制外加剂使用量，如果外加剂使用量和所用材料出现问题，必然对整个桥梁工程带来负面影响。
为保障新浇筑混凝土与原先浇筑的混凝土良好结合，对上层混凝土实施浇筑时，振动棒应插入下层5～10cm 左右，严格遵循规范要求实施振捣，保证混凝土密实。混凝土浇筑完工后，待混凝土表面收水并硬化后即可开始养生，混凝土带模养护通过浇水养生，待混凝土达到一定强度后拆除模板，拆除模板后用薄膜将桥墩实施密封包裹。如果拆模后混凝土表面存在蜂窝、麻面情况，则先对其实施局部处理，随之使用水泥浆完成填补操作。
4·结论
总之，作为新建高速铁路兰新工程中唯一的节段箱梁拼装特大桥工程，文中深入分析红柳河特大桥工程施工特点和施工环境，详细介绍承台施工、墩身、模板、混凝土等施工要点，有效解决高速铁路高墩、大坡度、高空作业下的施工难题，其成功施工案例为日后类似工程提供重要借鉴和参考。
文中以红柳河特大桥工程为研究对象，认真分析该工程特点及所处地区自然条件，阐述承台、混凝土、墩身等施工方法，其成功经验为其它类似工程提供重要指导和借鉴。
1·工程概况
兰新铁路第二双线红柳河特大桥位于新疆维吾尔自治区和甘肃省交界位置，地理位置、气候环境非常恶劣，于2012 年9 月9 日顺利贯通。红柳河特大桥总长度为1652m，该桥为33 孔48m 阶段拼装简支箱梁桥，每孔箱梁均包括11 节预制箱梁节段、10 个湿接缝组装完成，最大箱梁节段宽度为12.2m，整孔梁质量为1700t，最大墩高和纵坡分别为46m、18%。该大桥工程需要在高空、大风等不利因素下施工，安全风险度较高，施工极易受客观因素的干扰。
2·红柳河特大桥关键施工工艺
2.1 承台施工
红柳河特大桥1#～13# 桥墩、中方台承台开挖深度比较浅，其中，7# 墩开挖深度为5m，基坑使用挖机进行开挖操作，通过人工清理的方法展开施工。10# 桥墩基坑开挖深度控制为9m，承台基坑使用水泥搅拌桩格栅式承台支护，长臂挖机与小挖机配合完成开挖操作。9# 桥墩基坑开挖深度控制为10m，承台基坑运用沉井式承台支护，承台混凝土在拌合站完成集中拌和操作，借助罐车输送到施工现场。混凝土养生在混凝土初凝后实现覆盖，并由专职人员完成不间断洒水工作。整个承台施工操作，并未出现任何安全质量事故。
2.2 墩身施工要点
红柳河特大桥桥墩进行施工过程中，1#～6#、13# 桥墩仅有1m 高，因此，使用一模到顶的施工办法。7#～12# 桥墩墩身高度相对比较高，其中，9#、10# 桥墩高度为32m，使用翻模施工法完成施工，所用模板由指定厂家定制的钢模板。桥墩混凝土在拌合站集中完成拌和工作，钢筋加工在标准钢筋加工场完成制作，并由拖车运输到施工现场。墩身模板控制标准如表1。
2.3 节段拼装施工
红柳河特大桥节段简支箱梁属于大吨位、大截面箱梁，最重节段为150t，整孔自重为1700t，在不同程度上会加大造桥机在承重、线形控制等各项要求，使用普通造桥机，根本无法完成架设操作。加之，该大桥工程地处大风区，且多数孔跨墩高度为50m，在高空大风区域等不利因素影响下，实施箱梁的拼装、湿接缝操作，安全风险较高。通过比较研究和考察，采用1700t 外包式造桥机，把各梁段吊装至造桥机腹内，完成湿接缝等施工操作。施工总流程如下：造桥机组装→梁节运输→调整线形→湿接缝施工→张拉、过孔及压浆操作→封锚。
2.4 钢筋绑扎要点
整个工程所用钢材经质量检验符合规范的施工规定，方可应用到施工现场，试验不达标的钢材不能使用。钢筋加工流程如下：检验钢材质量→钢筋下料→定型→制成定位网片→绑扎、焊接。钢筋下料采用钢筋调直机、砂轮切割机完成下料，严格控制其尺寸，保证其处于允许偏差范围之内。
钢筋弯曲成形根据1∶1 比例放大样，长钢筋由中部向两端进行弯曲，弯起位置不得出现裂纹、断裂的情况。钢筋成型后仔细检查，随之分类完成捆扎、挂标识存放工作。在模具上实施网片焊接时，钢筋必须互相平直并焊接牢固。所有钢筋在施工现场进行绑扎，采用22# 扎丝绑扎骨架，通过点焊法对重点位置和容易变形的部位进行焊接，以此保障骨架的几何形状。钢筋使用电弧焊，接头焊缝焊接平整，不能出现较大的缺陷、裂纹。
2.5 模板施工
桥墩模板施工使用钢模，模板组拼使用吊车进行安装，必须合理设置吊点位置，为防止发生碰撞变形。吊装快到位时，下落速度变慢。根据模板编号逐块实施起吊拼接。施工过程中，每隔4m 或6m 为一段，组装拼接外模、墩身内，组立一段浇注一段，每次组织模板底部均立于已经浇筑的模板上。
挑选专人检查模板组件，确定满足截面尺寸要求无误之后，根据模板设计图进行组立，内外膜之间设计精轧螺纹钢对拉螺栓，两端使用精轧螺帽实施紧固，确保模板整体强度、刚度达到具体浇筑要求。当定型模板组装成型后，所用螺栓无需拧紧，留出少量松动。模板前后方向偏斜利用手拉葫芦调整至正确位置，调整左右偏斜在模板底部倾斜一段塞入垫片完成。调整完毕，拧紧所有螺栓。安装钢筋的同时，如果墩身下部混凝土强度达到拆模要求，可自下而上对下部4 米的外模实施拆模操作。拆模过程中，采用手拉葫芦把下面与上面一节模块上下挂紧。并配备两条钢丝拴在上下模板之间。拆除上部、左右的连接螺栓，借助设置在模板上的建议脱模器拆除下节模板。随之，进一步拆卸四周模板并悬挂在上节模板上，这种拆模和钢筋安装工作同步进行的方法，能有效节省施工时间，在一定程度上减少对吊车的占有时间。湿接缝模板施工使用定制钢模，安装顺序为底模、侧模、内模。底模、外侧模、内侧面均采用双螺母对拉螺杆实施拉紧与梁端密贴操作。整个施工中，挑选专人检查拉螺杆松紧度，如果出现松脱的情况，及时对螺母实施紧固操作，避免出现漏浆的情况。湿接缝混凝土初凝之后，微拧内外模板之间的对拉螺栓，避免螺栓与混凝土凝固在一起拔不出来。当混凝土强度达到设计强度的80%时，开始预应力张拉，张拉完成后进行拆模，拆模顺序分别为外侧模、内膜、底模。
2.6 混凝土浇筑施工要点
墩身混凝土施工时，使用混凝土罐车运输至现场，塔吊配合吊斗实施运输，水平分层完成浇筑。在混凝土浇筑前，采用清水把混凝土施工缝、模板内表面洒水润湿。浇筑混凝土过程中，混凝土泵管出口设置在串筒漏斗口，促使混凝土顺着串筒垂直下落，防止混凝土在下落过程中与钢筋、模板碰撞，严禁由一个点或超过2m 距离浇筑混凝土。混凝土浇筑严格遵循水平分层要求，每层浇筑厚度为25～30cm。必须注意，箱梁湿接缝必须实施对称浇筑，分别由两端向中心实施浇筑。整孔梁所有湿接缝一次浇筑完成，中间不可进行停顿。
2.7 预应力施工要点
红柳河特大桥工程梁部设置后张法预应力混凝土箱梁，张拉根据孔道摩阻试验设定的摩阻系数，并将其换算后实施恰当的控制。梁体湿接缝强度满足设计强度50Mpa 时进行预应力张拉，使用单端对称同步张拉，遵循“控制张拉力为主、伸长量为辅助”的原则进行。预应力张拉完工后，压浆材料、工艺必须满足客运专线预应力混凝土预制箱暂行技术标准的各项要求。进行压浆操作前，先采用砂浆对钢绞线、锚具各缝隙实施封堵，并在封堵表面使用聚氨酯防水涂料完成涂刷操作，避免压浆操作中出现漏浆的情况。
3·保证大桥施工质量的措施
大桥施工过程中，严格按照合同、设计、规范要求对资料进行收集和处理，确保设计文件的完整性和准确性。
为保障整个工程安全施工，成立以项目经理为首的安全保证体系，由主管生产的项目经理担任组长，设置专业的安全员、监督人员，加强施工现场的控制工作。施工技术人员在大桥施工中发挥着重要作用，具有丰富经验、技术熟练地施工人员是保障大桥工程质量的重要保障。为大桥工程顺利实施，应在施工前对施工人员开展技术培训，不仅要讲解气候复杂区域施工技术和施工方案，也要让施工人员掌握大桥施工规律，防止大桥施工中出现质量问题。
红柳河特大桥施工前，要合理选用施工材料，必要情况下，采购人员可亲自到材料生产厂家检验产品质量，保障施工中所用施工材料达到质量标准。选好所用材料后，还应对材料进行复试，依据当地气候环境合理控制外加剂使用量，如果外加剂使用量和所用材料出现问题，必然对整个桥梁工程带来负面影响。
为保障新浇筑混凝土与原先浇筑的混凝土良好结合，对上层混凝土实施浇筑时，振动棒应插入下层5～10cm 左右，严格遵循规范要求实施振捣，保证混凝土密实。混凝土浇筑完工后，待混凝土表面收水并硬化后即可开始养生，混凝土带模养护通过浇水养生，待混凝土达到一定强度后拆除模板，拆除模板后用薄膜将桥墩实施密封包裹。如果拆模后混凝土表面存在蜂窝、麻面情况，则先对其实施局部处理，随之使用水泥浆完成填补操作。
4·结论
总之，作为新建高速铁路兰新工程中唯一的节段箱梁拼装特大桥工程，文中深入分析红柳河特大桥工程施工特点和施工环境，详细介绍承台施工、墩身、模板、混凝土等施工要点，有效解决高速铁路高墩、大坡度、高空作业下的施工难题，其成功施工案例为日后类似工程提供重要借鉴和参考。
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