特大桥主墩施工方法与流程

本发明涉及桥墩施工技术领域。具体地说是特大桥主墩施工方法。

背景技术：

某特大桥所在的地区的地形地貌条件、地址条件和水文气象条件如下：

地形地貌：桥址区地貌上属于构造溶蚀剥蚀低山地貌单元，表现为不规则锥形或椭圆形山峰、条形山脊与悬崖陡坡地形，灰岩出露地带分布岩溶地貌，石芽、溶沟、溶槽、落水洞、溶洞等地貌形态均有分布。工程区地面高程473.73-668.94m。相对高差约为195.21m。该大桥为跨越沟谷及斜坡而设，工程区斜坡陡缓相间，基岩裸露于陡坎，斜坡及沟谷植被较发育，缓坡处多为旱地或梯田。

地质条件：场地出露及钻孔揭露的地层主要有新生界第四系全新统坡冲洪积(q4al+pl)、残坡积层(q4al+dl)、古生界二叠系下统栖霞+茅口组(p1q+m)灰岩地层。桥墩工程地质情况：17号主墩桩号k70+992.5，位于沟谷北侧陡缓交界地带，主墩位于缓坡上，自然坡度约8°，表层覆盖第四系残坡积碎石土，厚度2.5～4.2m，下伏基岩岩性为灰岩；18号主墩桩号为k71+170.5，位于沟谷南侧斜坡上，坡度较陡，自然坡度约45°，表层零星覆盖第四系残坡积粉质黏土和碎石土，厚度1.2～4.5m，下伏基岩岩性为灰岩。

水文、气象条件：桥址区地表水系主要为龙碗大堰流水和主沟溪水，常年流水，主要接受大气降水的下渗补给，天降暴雨时水量激增，受季节影响较明显，枯水季节，水量较小；雨季时期，周围地表水汇集于冲沟，水量较大，属季节性溪流，可能产生小规模洪流。场地地下水主要有第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩溶水三种类型。场地地表水及地下水对混凝土结构和钢筋混凝土中钢筋具有微腐蚀性。

此外，目前的墩身模板在需要进行加固时，通常将加固模板与桥墩的顶帽处进行紧固连接，但是受限于施工空间的影响，施工周期长，施工难度较大，同时厚模板与桥墩之间的连接稳固性较差，不利于提高桥墩的使用寿命，同时现有的加固模板结构单一，承重能力差，进而在一段时间之后容易产生变形，并不能达到预期的加固支撑效果，不利于实际使用。

技术实现要素：

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种针对复杂地形条件下的特大桥主墩施工方法，并提高墩身本体与墩身顶帽连接处的稳固性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

特大桥主墩施工方法，包括如下步骤：

(a)承台施工；

(b)塔机基础施工，安装塔吊；

(c)准备液压爬模系统；

(d)进行墩身首节段、墩身第二节段和墩身第三节段的施工，同时按照墩身首节段、墩身第二节段和墩身第三节段的施工进度安装液压爬模系统；

(e)利用安装好的液压爬模系统进行墩身正常节段施工，液压爬模系统反复爬升，完成墩身正常节段施工；

(f)墩顶施工；

(g)拆除液压爬模系统；

(h)利用加固模板对墩身本体和墩身顶帽的连接处进行加固。

上述特大桥主墩施工方法，在步骤(b)中：塔机基础尺寸为7.5m×7.5m×1.6m，混凝土强度等级为c35，地基承载力大于或等于160kpa；塔机基础独立设置在承台侧面，塔机基础配筋如下：塔机基础底部和塔机基础顶部设置钢筋网，配筋采用hrb400φ25@200mm，竖向拉筋采用hrb400φ16@400mm梅花形布置。

上述特大桥主墩施工方法，在步骤(b)中：塔机基础开挖至标高后，若地基承载力大于或等于160kpa则不需要回填碎石垫层，若地基承载力小于160kpa则需回填100mm厚碎石层夯实，周边模板配模后再安装钢筋和浇注混凝土，塔机基础周围地面低于混凝土顶面100mm以利排水，拆模后基坑回填碎石土并夯实。

上述特大桥主墩施工方法，在步骤(c)中：液压爬模系统采用zpm100液压自爬模系统。

上述特大桥主墩施工方法，在步骤(c)中：

第一步：支模，进行首次混凝土浇筑，完成墩身首节段施工；

第二步：拆除墩身首节段施工模板，安装液压爬模系统的中平台和上平台，利用液压爬模系统的上平台合模进行第二次混凝土浇筑，完成墩身第二节段施工；

第三步：利用液压爬模系统提升墩身第二节段施工模板，安装液压爬模系统的吊平台；

第四步：合模，进行第三次混凝土浇筑，完成墩身第三节段施工。

上述特大桥主墩施工方法，所述加固模板的数量为两个，且两个加固模板分别位于墩身的两侧，所述加固模板的上表面与墩身的顶帽下表面相贴合，所述加固模板的底部与墩身的连接处设置有连接机构，所述加固模板的内部设置有加固机构。

上述特大桥主墩施工方法，所述连接机构包括承载板，所述承载板的顶部开设有放置槽，所述加固模板位于放置槽的内部，且加固模板的外表面与放置槽的内表面相贴合，所述墩身的外侧、对应承载板的位置处开设有凹槽，所述承载板插入凹槽，且承载板的底部装设有多个三角支架，多个所述三角支架沿着承载板的长度方向呈均匀分布设置，所述三角支架与墩身之间通过第一螺栓固定连接，所述三角支架的顶部与承载板之间通过第二螺栓固定连接。

上述特大桥主墩施工方法，所述承载板远离墩身的一侧开设有多个定位槽，多个所述定位槽沿着承载板的长度方向呈均匀分布设置，且定位槽的内部开设有两个螺孔，所述加固模板的底部、对应各个定位槽的位置处均装设有定位板，所述定位板为l形结构，且定位板的外表面与加固模板的外表面相贴合，所述定位板的宽度等于定位槽的宽度，且定位板插入定位槽，所述定位板远离定位槽的一侧装设有两个锁紧螺栓，所述锁紧螺栓螺纹连接于螺孔的内部，且定位板通过锁紧螺栓固定连接在承载板的一侧。

上述特大桥主墩施工方法，所述定位槽为方形结构，所述墩身的一侧、对应各个三角支架的位置处均开设有缺口，缺口的横截面积等于三角支架侧面的横截面积，所述三角支架靠近缺口的一侧插入缺口的内部。

上述特大桥主墩施工方法，所述加固机构包括上壳体和下壳体，所述下壳体的内部开设有加固槽，所述加固槽的内部装设有多个中空六角形状的加强筋，多个所述加强筋在加固槽的内部形成蜂窝状结构，且加强筋的内部填充有混凝土。

上述特大桥主墩施工方法，所述下壳体的顶部四角处均开设有l形卡槽，所述上壳体的底面、对应各个l形卡槽的位置处均装设有l形卡板，所述l形卡板插入l形卡槽，所述下壳体的上表面开设有两个梯形卡槽，两个所述梯形卡槽关于下壳体的水平向轴截面呈对称分布设置，所述上壳体的底面、对应各个梯形卡槽的位置处均装设有梯形卡板，所述梯形卡板插入梯形卡槽。

上述特大桥主墩施工方法，所述下壳体的两侧均开设有夹层，所述上壳体的底面、对应各个夹层的位置处均装设有夹板，所述夹板插入夹层，且夹板的侧面开设有多个第一定位螺孔，多个所述第一定位螺孔沿着夹板的长度方向呈均匀分布设置，所述下壳体的外侧、对应各个第一定位螺孔的位置处均开设有第二定位螺孔，所述第二定位螺孔的外侧装设有定位螺杆，所述定位螺杆穿过第二定位螺孔和第一定位螺孔，且定位螺孔的螺杆部均与第一定位螺孔和第二定位螺孔螺纹连接。

上述特大桥主墩施工方法，所述上壳体的顶部装设有多个锯齿，所述锯齿的竖直向轴截面为三角形设置，且多个锯齿沿着上壳体的宽度方向呈均匀分布设置。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1、通过设置有连接机构，在对加固模板进行安装时，利用三角支架将承载板搭建起来，然后将加固模板进行装配至放置槽的内部，然后在进行装配定位板，如此使得加固模板与墩身连接紧固，进而增强加固模板的稳定性，通过自下而上的装配方式，可以有效的避免施工空间较小造成施工困难的问题，进而提高安装效果。

2、通过设置有加固机构，在加固模板的内部形成蜂窝状的空腔，并向加固模板的内部填充混凝土，如此可以有效的提高加固模板的整体结构稳固性，同时将上壳体和下壳体进行多级加固，进一步的加强加固模板的承载能力，如此使得加固模板的使用寿命得到大大增强，利于实际使用。

3、液压爬模施工方案及塔机基础施工方案适用于复杂的地形地貌条件、地址条件和水文气象条件。塔机基础能够适用于t7525-16d型塔吊，t7525-16d型塔吊最大附着高度200m、最大起重量16t、工作幅度4～75m。塔机安装高度为153米(钩底相对基础上表面高度，第一道附着安在36米的位置，第二道附着安在60米的位置，第三道附着安在84米的位置，第四道附着安在108米的位置，第五道附着安在123米的位置)，安装臂长为75米。安拆时，采用75吨汽车吊进行辅助吊装作业，塔机基础周围20m范围必须回填平整，保证安装作业时75吨汽车吊就位场地塔吊零部件的临时堆放。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明图1的a部放大图；

图3为本发明的承载板局部结构示意图；

图4为本发明的等轴侧示意图；

图5为本发明的加固模板爆炸图；

图6为本发明图5的b部放大图；

图7为本发明的上壳体结构示意图；

图8为本发明的正视图。

图中：1墩身、2加固模板、3连接机构、4加固机构、31承载板、32放置槽、33三角支架、34定位槽、35螺孔、36定位板、37锁紧螺栓、41上壳体、42下壳体、43加固槽、44加强筋、45l形卡槽、46l形卡板、47梯形卡槽、48梯形卡板、49夹层、410夹板、411第一定位螺孔、412第二定位螺孔、413定位螺栓、5锯齿。

具体实施方式

本实施例特大桥主墩施工方法，包括如下步骤：

(a)承台施工。

(b)塔机基础施工，安装塔吊。

塔机基础尺寸为7.5m×7.5m×1.6m，混凝土强度等级为c35，地基承载力大于或等于160kpa；塔机基础独立设置在承台侧面，塔机基础配筋如下：塔机基础底部和塔机基础顶部设置钢筋网，配筋采用hrb400φ25@200mm，竖向拉筋采用hrb400φ16@400mm梅花形布置。

塔机基础开挖至标高后，若地基承载力大于或等于160kpa则不需要回填碎石垫层，若地基承载力小于160kpa则需回填100mm厚碎石层夯实，周边模板配模后再安装钢筋和浇注混凝土，塔机基础周围地面低于混凝土顶面100mm以利排水，拆模后基坑回填碎石土并夯实。

(c)准备液压爬模系统；液压爬模系统采用zpm100液压自爬模系统。

(d)进行墩身首节段、墩身第二节段和墩身第三节段的施工，同时按照墩身首节段、墩身第二节段和墩身第三节段的施工进度安装液压爬模系统；具体包括如下步骤：

第一步：支模，进行首次混凝土浇筑，完成墩身首节段施工；

第二步：拆除墩身首节段施工模板，安装液压爬模系统的中平台和上平台，利用液压爬模系统的上平台合模进行第二次混凝土浇筑，完成墩身第二节段施工；

第三步：利用液压爬模系统提升墩身第二节段施工模板，安装液压爬模系统的吊平台；

第四步：合模，进行第三次混凝土浇筑，完成墩身第三节段施工。

(e)利用安装好的液压爬模系统进行墩身正常节段施工，液压爬模系统反复爬升，完成墩身正常节段施工。

(f)墩顶施工。

(g)拆除液压爬模系统。

(h)利用加固模板对墩身本体和墩身顶帽的连接处进行加固。

如图1至图8所示，加固模板2的数量为两个，且两个加固模板2分别位于墩身1的两侧，加固模板2的上表面与墩身1的顶帽下表面相贴合，通过加固模板2对有潜在危险的桥梁主墩进行再次加固，进而提高桥梁的使用寿命，加固模板2的底部与墩身1的连接处设置有连接机构3，连接机构3的设置是为了增强加固模板2与墩身1的连接稳固性，加固模板1的内部设置有加固机构4，加固机构4的设置是为了增强加固模板2的承载能力。

连接机构3包括承载板31，承载板31的顶部开设有放置槽32，加固模板2位于放置槽32的内部，且加固模板2的外表面与放置槽32的内表面相贴合，墩身1的外侧、对应承载板31的位置处开设有凹槽，承载板31插入凹槽，且承载板31的底部装设有多个三角支架33，多个三角支架33沿着承载板31的长度方向呈均匀分布设置，三角支架33与墩身1之间通过第一螺栓固定连接，三角支架33的顶部与承载板31之间通过第二螺栓固定连接，在进行装配三角支架33和承载板32时候，首先在墩身1的周侧开处凹槽和缺口，将承载板31和三角支架33的一部分分别插入该凹槽和缺口的内部，进而提高整个连接机构3的纵向阻碍力，且利于连接机构3的安装作业，首先将三角支架33安装在墩身1的外侧，并且通过第一螺栓进行紧固连接，然后将承载板31放置在三角支架33的上面进行安装，最后通过第二螺栓将承载板31和三角支架33之间进行紧固连接，如此便在墩身1上延伸出提供加固模板2的承载空间，相比较现有技术中的槽钢拼接式，具有显著的进步，使得加固模板2可以得到更加稳固的承载力。

承载板31远离墩身1的一侧开设有多个定位槽34，多个定位槽34沿着承载板31的长度方向呈均匀分布设置，且定位槽34的内部开设有两个螺孔35，加固模板2的底部、对应各个定位槽34的位置处均装设有定位板36，定位板36为l形结构，且定位板36的外表面与加固模板2的外表面相贴合，定位板36的宽度等于定位槽34的宽度，且定位板36插入定位槽34，定位板36远离定位槽34的一侧装设有两个锁紧螺栓37，锁紧螺栓37螺纹连接于螺孔35的内部，且定位板36通过锁紧螺栓37固定连接在承载板31的一侧，将加固模板2放置在放置槽32的内部，且加固模板2的外表面与放置槽32的内侧相贴合，这时候进行安装定位板36，对加固模板2进行进一步的限位，避免加固模板2发生偏移，在对定位板36进行安装时，首先将定位板36插入定位槽34的内部，然后锁紧螺栓37穿过定位板36螺纹连接于螺孔35的内部，如此便完成了定位板36的安装作业。

定位槽34为方形结构，墩身1的一侧、对应各个三角支架33的位置处均开设有缺口，缺口的横截面积等于三角支架33侧面的横截面积，三角支架33靠近缺口的一侧插入缺口的内部，将定位槽34做方形的设置，是为了增强定位板36与承载板31之间的稳固效果，同时在安装三角支架33时，在墩身1的外侧开出缺口，是为了使得三角支架33与墩身1的稳固性更强，增强挂载能力。

加固机构4包括上壳体41和下壳体42，下壳体42的内部开设有加固槽43，加固槽43的内部装设有多个中空六角形状的加强筋44，多个加强筋44在加固槽43的内部形成蜂窝状结构，且加强筋44的内部填充有混凝土，将加固模板2做分离式设置，是为了解决原有的加固模板2的结构单一，在长时间使用过程中容易发生断裂的问题，在加固模板2的内部形成蜂窝状的空腔，并向加固模板2的内部填充混凝土，如此可以有效的提高加固模板2的整体结构稳固性，同时将上壳体41和下壳体42进行多级加固，进一步的加强加固模板2的承载能力，如此使得加固模板2的使用寿命得到大大增强，利于实际使用。

下壳体42的顶部四角处均开设有l形卡槽45，上壳体41的底面、对应各个l形卡槽45的位置处均装设有l形卡板46，l形卡板46插入l形卡槽45，下壳体42的上表面开设有两个梯形卡槽47，两个梯形卡槽47关于下壳体42的水平向轴截面呈对称分布设置，上壳体41的底面、对应各个梯形卡槽47的位置处均装设有梯形卡板48，梯形卡板48插入梯形卡槽47，在对下壳体42和上壳体41进行盒盖时，l形卡板46卡接于l形卡槽445的内部，梯形卡板48卡接于梯形卡槽47的内部，进而完成了上壳体41和下壳体42之间的初步定位，且保证了上壳体41与下壳体42之间的便于对齐，进而便于安装。

下壳体42的两侧均开设有夹层49，上壳体41的底面、对应各个夹层49的位置处均装设有夹板410，夹板410插入夹层49，且夹板410的侧面开设有多个第一定位螺孔411，多个第一定位螺孔411沿着夹板410的长度方向呈均匀分布设置，下壳体42的外侧、对应各个第一定位螺孔411的位置处均开设有第二定位螺孔412，第二定位螺孔412的外侧装设有定位螺杆413，定位螺杆413穿过第二定位螺孔412和第一定位螺孔411，且定位螺孔413的螺杆部均与第一定位螺孔411和第二定位螺孔412螺纹连接，夹层49在下壳体42是独立设置，如此在浇筑的过程中，夹层49的内部是不会给上壳体41和下壳体42的合盖造成干扰的，同时当夹板410插入夹层49的内部，有效的增强了加固模板2的密封性，进而增强其防水防潮的性能，使得加固模板2的使用寿命得到提高，同时通过定位螺栓413穿过第一定位螺孔411和第二定位螺孔412，是为了对上壳体41和下壳体42最后一步的安装作业，利用定位螺栓413的螺纹紧固力，使得上壳体41与下壳体42之间连接更加稳固。

上壳体41的顶部装设有多个锯齿5，锯齿5的竖直向轴截面为三角形设置，且多个锯齿5沿着上壳体41的宽度方向呈均匀分布设置，设置有锯齿5，是为了增强加固模板2与墩身1顶帽处的连接稳固，保证加固模板2不易发生横向移动。

当进行安装加固模板2的时候，在墩身1的外侧开设有缺口和凹槽，将承载板31和三角支架33的一部分分别插入该凹槽和缺口的内部，通过第一螺栓将三角支架33紧固连接在墩身1的外侧，通过第二螺栓将承载板31和三角支架33之间进行紧固连接，将加固模板2放置在放置槽32的内部，且加固模板2的外表面与放置槽32的内侧相贴合，这时候进行安装定位板36，对定位板36进行安装时，首先将定位板36插入定位槽34的内部，然后锁紧螺栓37穿过定位板36螺纹连接于螺孔35的内部，如此便完成了连接机构3的安装作业，这时候加固模板2上面装设有的锯齿5是卡入墩身1的顶帽下方对应锯齿5开设的锯齿槽的内部，同时在加固模板2的内部形成蜂窝状的空腔，并向加固模板2的内部填充混凝土，如此可以有效的提高加固模板2的整体结构稳固性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

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