高山峡谷地区桥梁临时支架基础设计及吊装施工

金山网镖6与应用
高山峡谷地区桥梁临时支架基础设计及吊装施工
周明杰
(中铁十六局集团铁运工程有限公司,内蒙古鄂尔多斯017000)
摘要:以重庆龙潭互通式立交桥现浇梁施工为例,介绍了处于喀斯特地形的高山峡谷地区高支架现浇梁施工关键技术。地质环境差的高支架现浇梁施工,对地基基础要求高,安全风险大,物流组织复杂困难。针对施工过程中遇到的河道、陡坡、山洪及泥石流、场地狭小等地质环境问题,采用筑岛填筑、浇注挡土墙、设置排水沟、爆破开挖等多种方式形成施工平台,然后施作桩基础、扩大基础和条形基础保证了高支架的设置问题;综合采用汽车吊、塔吊组合的方式解决了施工材料吊运和支架吊装问题。实践证明,这些措施安全有效、科学合理,满足了工期要求,提高了经济效益。
关键词:高支架现浇梁;喀斯特地形;高支架;滑坡体;条形基础
D0I:1013219/jgjgyat202102019
中图分类号:U445.35文献标识码:B文章编号:1672-3953(2021)02-0082-004
近年来,我国向西南地区高速公路投资不断加大,在桥梁工程施工中遇到了更大的技术难题,很多桥梁施工处于高山峡谷之中,施工地质环境极差。高支架现浇梁施工,施工周期长,对地基基础要求高,安全风险大,物流组织复杂困难。本论文结合施工案例,提出了根据不同的地形、地质环境制定不同的支架基础方案和吊装方案。
1工程概况及施工难点分析
1.1工程概况
龙潭互通式立交位于重庆市石柱县龙潭乡境内,为现浇箱梁,梁高分170cm和180cm两种,梁宽从8.56m到23.78m不等,共有9联30跨。桥梁位区属溶蚀中低山河谷斜坡地貌,线路主要位于斜坡中部,斜坡地形坡角一般40〜90。,沿沟谷左侧斜坡中下部往下游进行,跨越杨家河沟和龙潭河,桥梁顶面高度7-57m,均跨越沟谷地段。
化学效应
1.2施工难点分析
曲靖地震桥梁地处重庆喀斯特地形,且均为高支架匝道桥梁,桥梁荷载大,线形复杂,给支架设计及施工带来极大的困难,主要体现在以下三个方面:
(1)由于是匝道桥梁,箱梁纵横向线形极其复杂,且地形沿桥梁纵向起伏较大,由此给临时支架的设计
工作带来极大的困难。
收稿日期:2020-12-12
作者简介:周明杰(1986—),男,工程师,主要从事高速公路建设工作。
(2)现浇梁多位于河道、陡坡、悬崖、山谷软弱土层上,临时支架基础施工困难,承载力无法满足施工要求;且雨季时间长,临时支架基础受到山洪冲刷的威胁,支架存在极大的安全隐患。
(3)受地形条件限制,施工作业现场场地狭小,机械设备难以进入,支架施工极其困难。
2现浇梁支架结构体系设计
通过专家现场勘察、方案比选,决定采用钢管柱+贝雷梁+满堂盘扣式脚手架支架方案(见图1)临时支架结构设计由上而下分别为:①竹胶板底模;
②10cm X10cm方木,间距30cm;③I14工字钢,间距120cm;④盘扣支架;⑤横向I22b工字钢分配梁,间距120cm;⑥贝雷梁;⑦横向双拼工字钢I56b;⑧0609mm钢管柱;⑨支架基础采用桩基础、扩大基础或条形基础。
上述结构中,盘扣支架的设置主要是为适应桥梁复杂多变的线形;使用不同规格长度的钢立柱组合以适应不同支架高度,满足喀斯特山区地形高支架现浇梁施工要求;针对不同的地质条件,设置了桩基础、扩大基础或条形基础等不同类型的支架基础。实践经验证明,采用上述方法,能较好解决地处山坡、陡壁、河流区域桥梁高支架的设置问题。
3复杂地质条件下支架基础解决方案3.1湍急河流中的支架基础设计与施工
现浇梁与龙潭河走向呈30。角,正线与匝道桥
盘扣式满堂调坡架321贝雷用14#工字钢14#工字钢
10X10方木
120cm
歸曲12。cm
间距45cm
抱箍
I
6311=1
50cm_ 2609mm<16mm
钢立柱
完整基岩界囲
56工
机改移河道至左侧后,再开挖河道右侧的条形基础,
挖至河床下持力层,大功率水泵抽干水,在持力层钻
眼,插入032mm抗滑钢筋,抢工完成条形基础。条
形基础横断面设计为3层扩大条形基础:第1层基
础横断面3.0m宽X1.8m高,相邻的基础中间填
充20cm厚C20砼并抹平,然后施工第2层、第3层
基础。基础高出历年最高洪水位1m,此设计可以
满足条形基础之间泄洪需求,确保基础底部不会被
河水冲空,保证支架安全。
沿顺河道方向浇筑C15砼挡土墙(见图3)进
行河水导流,挡墙基础1.0m宽,墙身高度4.0m,墙
身宽度0.7m,保护施工平台不被山洪冲刷,确保汛
期洪水不进入施工平台。
866
(a)植
(b)立面
图1现浇梁支架体系(单位:cm)
多次跨越河流,大部分支架位于河道之中。由于工程量大、施工任务繁重,仅靠枯水期无法完成现浇梁施工任务,因此,支架施工不得不考虑在雨季施工。该地5〜10月为汛期,每年山洪爆发10次以上,严重威胁支架安全,普通支架基础无法满足雨季排洪需要,且现场无法满足支架安装施工机械场地需求。按照常规做法,支架基础可采用以下几种方案[-2]:(1)桩基础方案。填筑施工平台,冲击钻作业成孔,灌注水下混凝土。
(2)条形基础方案一。在枯水期填筑施工平台,并分层碾压至洪水位高度以上1m,然后施作条形基础。
(3)条形基础方案二。在枯水期改移河道,然后放样、开挖至持力层,施工条形基础。
以上几种方案各有特点,经过详细探讨方案比选,最后决定在第3种方案基础上进行优化,采用筑岛填筑施工平台方案(见图2),即把条形基础延伸至山体的岩石,使河水无法进入封闭的施工平台。需在枯水季节(0月20日〜次年4月份),用挖掘
图2筑岛填筑施工平台图3设置挡土墙
以上措施解决了在狭窄的山谷中支架安装所需的施工场地,有效避免了山洪对支架基础和支架的冲击,
保证了施工安全和工程顺利进行。
3.2陡坡地段支架基础方案
山坡角度在40〜60。的陡坡地段,多数地带土质松软、含水率高、易滑塌,不具备机械开挖条件,基础设计为人工挖孔桩基础(见图4)o人孔挖桩施工中综合运用了设置截水沟、卸载减压、注浆固结、支顶、边坡挂网锚喷防护相结合的措施进行山体加固(见图5),然后进行桩基开挖,确保开挖作业安全。
3.3悬崖峭壁上支架基础方案
A、B、C匝道桥台处山体岩石陡壁达到80〜90°,支架基础位于陡壁上的岩石上,开挖设备无法进入,支架基础设计成扩大基础。采用人工打眼爆破方法,把山体爆破成施工平台,然后在平台上浇筑C30钢筋混凝土扩大基础(见图6)。爆破法开挖施工平台,需要在爆破点300m范围做好警戒防护工作,撤离人员、机械设备后方可实施爆破作业。
3.4山谷软弱地基处理方案
在山谷中遇到软弱土层时,承载力无法满足施工需求,要对软弱土层采用换填碎石处理。采用20 t压路机进行碾压(见图7),经检测地基承载力不小于400kPa,方可进行条形基础施工。基础设计为截面尺寸为3.0m宽X1.5m高的C30钢筋砼基础,并预埋钢板。
图6陡壁岩石地基扩大基础图7软弱土层换填处理4施工材料吊运和支架吊装问题解决方案
针对施工场地狭窄、施工材料运输吊装的难题,综合采用汽车吊、塔吊组合的方式,较好的解决了施工材料吊运和支架吊装问题。
4.1汽车吊方案
在已经完成的毗邻桥面上利用汽车吊进行吊装作业,利用25t或者75t汽车吊完成材料吊运和支架安装。毗邻桥面有两种工况:第1种工况,本条高速公路线路已完成架设简支T梁,并完成湿接缝施工之后。第2种工况,现浇梁桥面已经完成张拉、压浆工序,并且压浆强度达到设计强度的100%,即强度大于50MPa。经计算,这两种工况下,桥梁均可满足25t和75t吊车在桥面上起重作业。
地处山谷底的高支架安装,使用100t吊车方能满足吊装要求,作业场地需要15.0mX12.0m,多数情况下,现场无法满足场地需要。
(1)吊车作业场地在山体坡脚时,采用机械开挖山坡扩大场地。当山体坡脚为中风化岩和弱风化灰岩时,直接采用300型挖掘机进行破碎作业,形成垂直开挖面。
(2)当山体坡脚地质为强风化岩石、土质或者滑坡体时,则需要对山体进行综合加固防护处置。采用山体上方施作截水沟、卸载减压(见图8)、填缝灌浆、边坡挂网锚喷防护相结合的措施进行山体加固(见图9)。等山体固结后,对坡脚进行开挖,并施作重力式挡土墙,避免山体滑坡。
图8易滑坡地段卸载减压图9综合措施加固山体(3)当吊车作业场地处于河道边时,在保证不淤堵河道情况下,在河道中埋设数根080cm、壁厚10 mm的钢管,然后筑岛填筑施工平台。吊装作业完成后及时清理施工平台,防止河道淤堵。
4.2塔吊方案
根据地形、吊装重量和覆盖范围多采用QTZ63(5013)型和80型(5612)型塔吊,大臂半径为50m 和56m。
(1)首先在AutoCAD软件上画出1:1图形,设置塔吊位置,塔吊既要尽可能多的覆盖现浇梁作业范围,又要便于材料吊装,塔吊高度要高于支架10m。塔吊尽可能地设置在墩柱旁边,在墩柱上设置塔吊附着。
(2)山谷狭窄的地方,要考虑塔吊大臂作业时和山体、树木的碰撞。此种情况,利用全站仪免棱镜模式现场采集塔吊有可能碰撞的山体或者树木的坐标和高程,并在AutoCAD软件中导入采集的障碍物数据,模拟施工现场,对塔吊的位置进行微调;也可通过设置塔吊大臂的长度避开对山地的碰撞,必要的时候,可以采用人工砍伐障碍树木。塔吊基础施工时,采用全站仪准确放样,满足施工需要。
5结束语
龙潭互通现浇梁施工中,通过采用上述措施,保证了施工安全和进度,取得了良好的社会经济效益,为类似工程提供了参考。
参考文献[2]刘海军,邓刚,张宇,等.秦岭峡谷地带现浇梁支架施[1]罗中华.易滑坡陡壁山区桩基施工关键技术[J].国防交通工方案[J].公路交通科技(应用技术版),2012(03):134-
工程与技术,2019(05):7476.137.
On the Primary Design and Erecting Construction of the Temporary Support for Bridges in High-Mountain and Narrow-Valley Regions
ZHOU Mingjie
(The Railway Transport Engineering Co.Ltd.of the16th Bureau Group of China Railway,Ordos017000,China)
Abstract:With the casting-in-place construction of the inter-communi c ation flyover at Longtan of Chongqing as a practical en-gineringexample,introducedinthepresentpaperarethekeyconstructiontechniquesfortheta l cast-in-placesupportsinhigh-mountainandnarrow-va l eyregionswhicharelocatedinkarstlandform.Thecasting-in-placeconstructionofta l supportsinthe poor geological environment is much demanding in foundation,high in safety risks,and difficult and complex in the organiza­tion of logistics.Aiming at solv
ing the problems of river courses,steep slopes,mountainous floods,mud-rock flow,and the difficulties of the narrowness of the site and other geological and environmental factors,we have the island-building filling per-formed,retaining wa l s cast,draining ditches provided,and the blasting-digging and many other forms adopted to help estab-ishtheconstructionplatformfortheproject,afterwhichthepilefoundationisbuilt,thefoundationisexpanded,andthebar-typefoundationisbuilttoensuretheprovisionoftheta l supports.Thecomprehensiveuseoftheautocranesincombination with the tower cranes helps solve the problems in transporting and lifting construction materials,and the erection of the sup-ports.Practiceshowsthatthosemeasuresadoptedfortheprojectarereliable,e f ective,scientificandrational,andtheyalso help meet the requirement in construction duration with economic benefits improved.
Keywords:cast-in-place beam with the help of ta l supports;karst landform;ta l support;landsliding body;bar-type foundation
(上接第39页)
[5]汤青青,张丽娟,孙国文,等.三乙醇胺一氢氧化钙对大掺
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[7]孙国文,汤青青,张丽娟,等.大掺量粉煤灰早期活性激发淮北市国税局
及其作用机理哈尔滨工程大学学报,2019,40(03):540-547.
A Study of the Performance of the Shotcrete of Initial Support
for Tunnels in High-Permeability Areas刘小华自杀
WANG Heng
(TheTunnelEngineeringCo.Ltd.ofthe18thBureauGroupofChinaRailway,Chongqing400700,China)
qygAbstract:BasedontheprojectofContractectedSection5oftherailcivilengineeringinChongqing,anduponthebasisofsum-mingupthepreviousexperienceofthemix-ratiodesigninshotcrete,ourpaperstu
diesthesingleblendingandcompoundblend-ngoftriethanolamineandbuildingrubberpowder,andcomparesthereboundamount,mechanicalproperties,electricfluxval-ue,impermeability grade and chloride ion di f usion coe f icient of the modified shotcrete,from which we obtain the conclusions as follows:(1)The rebound amount of C-10(the mix ratio of0.06%triethanolamine and2%rubber powder)is lower than those of other mix ratios,and the rebound amount is88.92%of that of the benchmark mix ratio(C-0);(2)C-10has the best mechanical performance,and its strength is108.44%of that of C-0;(3)Compared with those of C-0,C-2(the triethanolamine content of0.06%),C-4(rubber powder content of2%),and the four mixing ratios of C-10for90d,the developing trend of e­lectric flux and chloride ion diffusion coefficient is C-4〉C-0〉C-2〉C-10,and the developing trend of the impermeability grade is C-10〉C-2〉C-0〉C-4.That is to say,the effect of the double—blending is better than that of the single blending.C-10is al­ready applied to practical engineering,and the actual application is good in result.
Keywords:shotcrete;trethanolamne;rubberpowder;reboundrato;durablty

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