水中桥墩系梁混凝土施工

[摘要] 西小江大桥水中桥墩系梁采用木桩土围堰方式进行混凝土施工是一种因地制宜行之有效的方法。
1．工程概况
西小江特大桥位于浙江省绍兴县杨汛桥镇，是连接杭金衢高速公路特大桥之一。
该桥设计荷载为汽-超20，挂-120，其桥梁上部结构为5×20+4×30+2×20+17.5+17×20，全桥总长：621.54m，桥面总宽28.0m，为分离式双向4车道，分两幅修建，中央设分隔带，各幅宽13.5m。
上部结构采用后张预应力空心板梁，共计728片，其中20m梁板611片，30m梁板117片。并分为两个阶段施工，先简支--后连续，全桥跨联布置分有2跨一联，4跨一联，5跨一联，6跨一联四种。
桥面纵坡以14#墩为变坡点，杭州方向坡度为1.3%，衢州方向坡度为1.2%，桥面横坡各幅向外侧单向设置均为2%。
西小江大桥5#-9#墩处于河中，原设计图中各立柱间不设水中系梁。后设计考虑结构受力、立柱的稳定性等问题。在5#-9#水中墩立柱与立柱间增设高度为1.2m的系梁。共计10根（指左、右幅），这对加固桩基础和桥梁下部结构的刚度及稳定性起到积极的作用。
水中系梁长12.7m，宽1m，高1.2m。原系梁顶标高为4.20m，系梁底标高为3.00m。设计考虑到西小江水位标高为3.80m。为保证工程的顺利进行，将5#-9#墩系梁顶标高调整为5.00m，虽然设计提高了水中系梁的施工标高值，但水中系梁施工周期较长，西小江水位实际标高为4.40m，系梁仍处在水中作业，给施工带来诸多不便，因此水中系梁采用木桩土围堰方式进行施工。
2．水中系梁混凝土施工
水中系梁施工主要程序：
木桩土围堰→搭设悬挂式支架→底模安装→钢筋骨架绑扎→安装侧模板→浇筑系梁砼→拆模及砼养护。
2．1围堰施工
西小江大桥水中系梁围堰从河水深度、流速、通航和经济角度等方面考虑。因地制宜，充分利用水中平台的双排松木支撑桩作为围护柱，在松木桩的内腔沿四周紧贴木桩内侧垂直插入用木条钉制的木网片。角片高5m，宽3m，待木网片全部插好固定后，为防止渗漏及内填粘土流失，采用彩条布贴于木网片内表面，然后在两彩条布之间倒入粘土进行填实，彩条布借助粘土的重力和推力自然下沉，并与木网片及河床紧密相粘，在倾倒填筑粘土时应从一个方向向另一个方向逐渐推进，将槽内的水挤出。以增加密实性减少渗透量，填筑粘土应高水面50cm左右，这样形成一个密实牢固的长方形土围堰。
2．2水中悬挂式支架搭设
围堰成功后，用大流量水泵进行堰内抽水，待水位降到低于系梁底标高40cm时，开始安装悬挂式支架。在系梁施工的全过程中直至砼强度达到规定后，包括模板拆除之前，围堰内的水位始终保持不变，切不可过低降低堰内水位，否则堰内外水位高差问题导致堰壁向内的侧压力增大，危极到施工安全，故对围堰内的水位标高的监控十分重要。
水中系梁处于河中，河床淤泥较深。就地搭设承重支架，由于沉降量太大是不可靠的，只能借助水中平台的松木桩横空采用悬挂式支架方案施工。其施工步骤为：
1、先用φ20cm长6m的松木联接成总长15m的两根横托梁。用8#铁丝暂时夹固在三根钻孔桩桩头左右两边。
2、在松木横托梁上每隔30cm铺设一根10×10（cm）的方木作横挡，并用铁钉和铁丝将其固定在横托梁上。
3、在方木上铺设已按系梁平面尺寸做成的底模板。模板的中心线与桥墩中心轴线相重合。
4、然后在围堰双排木柱上。用φ20cm长为6m的松木，每组三根叠成"品"字形。共计6组，每组间隔1.5m，最后用φ13mm的钢丝绳与底模下面的横托梁系紧系牢，并同时按设计的系梁底标高进行调整。
2．3系梁钢筋骨架安装
水中悬挂式支架搭设并调整好后，应抓紧时间安装钢筋骨架。
钢筋骨架拼装之前按照设计图尺寸进行放样下料。
由于系梁主筋长度较长达12.07m，在安放时，受到围堰长度和立柱钢筋的限制，只能先穿中间后从两边倒回的方法，才能顺利穿插安放进去。
然后钢筋骨架按照设计尺寸，施工技术规范要求进行拼装绑扎，并在钢筋与底模侧模之间设置垫块，垫块与钢筋扎紧，按梅花状错开放置。
2．4侧模板安装
侧模板由两种结构拼装而成，一种是用于桩柱的圆弧的部位，采用钢结构形式，另一种是用于系梁直线部位，采用竹木结构形式，钢模板与木模板的接口均用M16mm螺栓联接式一整体。
侧模板固定采用对拉螺杆和斜撑木进行加固。在模板的上下端用16mm的螺杆对拉模板外侧的竖向加强木（10×10cm）。
再增加四组松木对底模进行第二次加固，通过八组松木挑梁完全可以承受系梁施工过程中的所有重量。
侧模板拼装完成后，以系梁中轴线为基准，对模板作最后总体较正，加以斜撑支护增强模板的稳定性。
2．5浇筑系梁砼
砼采用HZW25A强制式搅拌站拌制，输送方式采用砼输送泵送至系梁处进行浇筑。
砼浇筑施工方法，采用分层斜向浇筑，由于砼连续不断供应，整个系梁体积砼只需1小时左右就能浇筑完毕，可不考虑初凝及重塑问题。但上层与下层前后浇筑距离应保持在1.5m以上。砼分层浇筑厚度不宜太厚，由于泵送砼的塌落度较大，浇筑厚度控制在50cm左右，振动移动距离控制在50cm以内。
砼的振捣方法采用阶梯式接力方法进行振捣。保证砼振捣密实，待砼终凝后可停止抽水，让其处于水中自然养护。
2．6模板拆除
水中系梁砼强度达到2.5Mpa以上可抽水拆除其侧模板。由于系梁单跨跨径为5.5m，大于规范规定的4m跨径。所以系梁砼强度必须达到设计强度标准值的75%以上时，即在砼强度能承受其自重力及其他可能叠加荷载时，方可拆除系梁底模板。
3．结论
实践证明，西小江大桥水中桥墩系梁采用木桩土围堰方式进行混凝土施工是一种因地制宜行之有效的方法。

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