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新建铁路张家口至集宁一次复线
DK74+689后河5号特大桥
空心墩顶部实体段与顶帽施工方案
编制：
审核：
张集铁路总承包中铁四局工程指挥部
二零零八年五月
工程简介
张集铁路后河5号特大桥有空心墩13个，为双线圆端形桥墩。
分两种坡比，一种为45: 1 （外） 175 : 1 （内），另一种为65: 1 （外）
/65 : 1 （内）墩颈横向宽度8.8m，纵向宽度4.4m，墩顶实心段高度
1.5m。下面以65： 1为例，空心墩结构图示见图1
底部实心段立面OB-480侧面
底部实心段
立面
OB-
480
侧面
工艺概述
空心墩顶部实体段与托盘、顶帽一次立模，分两次浇筑。
采用在实心段底部空心墩侧壁预留孔，孔内插A3钢棒，在钢棒上 面放置横向和纵向上下两层工字钢，在工字钢上面铺方木，在方木上 面铺竹胶板作为底模，由两层工字钢及方木作为底模支撑系统。为了 减轻支撑系统的重量，减少空腔内型钢、方木和模板的安装拆卸工作 量，顶部实心段1.5m及托盘、顶帽分两次浇筑。因空心墩在托盘底 面存在较大的应力，而施工缝又不宜留在应力较大的部位及临近部 位，故首次浇筑1m高的实心段，待已浇筑混凝土达到一定强度后， 再一次浇筑完成顶部0.5m的实体段与托盘、顶帽。后浇筑混凝土重 量依靠已浇筑1m高的钢筋混凝土结构及原有的底模支撑系统支撑。
先浇筑混凝土与后浇筑混凝土经过养护后形成一个整体共同作用， 施
工完成后堵塞预留孔。详见图2。
平 面 图
]
工 字 钢
说明:
本图除工字刚、钢棒、竹胶板外，其余尺寸均以厘米计。
施工工艺
3.1预留孔施工
施工至实体段以下最后一节空心薄壁墩身时，在距离该节顶面一 定高度的位置，沿四周墩身墩壁上，预埋 32根内径巾100mm勺硬质
PVCf,管两端采用聚乙烯胶带封堵，管内填塞接近最佳含水量能够 拍实的土，以防局部漏浆堵塞孔道。PVC管预埋位置的管底距该节混 凝土顶部高度为：下工字钢高 +落架木楔+上工字钢高+方木高+模板 高。上下工字钢均采用20a的普通工字钢，落架木楔10cm方木10cm xiOcm,模板采用厚度为1.5cm的竹胶板，故总高为 20+10+20+10+1.5=61.5cm PVCf采用在墩身钢筋内焊接井字形钢筋 骨架定位，并紧贴内模固定。pvc管长度40cm距墩壁外侧10cm, 既保证了钢棒的锚固深度，又不致使预留孔贯通。混凝土浇筑完毕拆 模后，侧壁凿出预埋PVCf，并掏净孔内土。
3.2模板安装
安装钢棒，钢棒直径不宜过大或过小，以略小于预留孔直径为宜， 选用巾90mm的A3钢。钢棒外露20cm,采用人工安装，孔洞口空隙处 填塞木楔。将钢棒插入预留孔内，然后在钢棒上安装上下两层工字钢 及落架木楔，在上层工字钢上铺方木，方木间距 10cm,在方木上铺
订竹胶板作为底模。
3. 3混凝土浇筑
在底模上绑扎钢筋网片，浇筑顶部实体段 1m高混凝土。混凝土 浇筑完毕，强度养护至设计强度的 50%寸，即可凿毛。绑扎托盘、顶
帽钢筋，预留孔、预埋件施工完毕，即可浇筑剩余部分混凝土。强度 养护至设计强度的50%寸，即可拆除模板。
3.4支撑材料拆除
施工人员通过内脚手架进入墩身空腔内， 拆除落架木楔，使顶模
脱离墩身后，拆除其余上下两层工字钢及方木，最后抽出钢棒。将预 留孔清扫干净，采用掺有膨胀剂的同标号混凝土将预留孔堵塞密实。
3.5支撑系统荷载计算
3.5.1钢筋混凝土自重荷载R
混凝土分两次浇筑，支撑系统只承受 1m高的混凝土（ 35n3）自
重荷载。
Pi=35 m3 >26 KN / m 3=910KN
3.5.2模板及支撑材料自重P2 （分为P2i、巳、P23三部分）
底模为厚1.5cm竹胶板，自重不计。
方木 10cm>0cm（密度为 0.6T/m3）, 2 根 5.46m长，2 根 6.24m 长，2 根 6.73m 长，2 根 7.07m 长，2 根 7.33m长，2 根 7.51m 长，2 根 7.64m 长，2 根 7.72m长，1 根 7.75m长。
內=（5.46 X2+6.24 X2+6.73 怎+7.07 X2+7.33 怎+7.51 X2+7.64 >
2+7.72 >2+7.75 >） >0.1 >0.1 >0.6 >0二 7.15KN。
上层工字钢为10根3.4m长，2根3.33m长，2根3.12m长，2 根2.76m长，2根2.4m长的20a型普通工字钢（单位长度质量 27.9 kg/m）
_2
住2二（3.4 >0+3.33 >+3.12 >2+2.76 >2+2.4 >2）X27.9 >0 =15.96
KN。
下层工字钢为2根4.4m长，4根1.25m长，2根1.35m长的20a
型普通工字钢(单位长度质量 27.9 kg/m )
耳二(4.4 >2+1.25 >4+1.35 >2)>27.9 X10"2=4.6 KN。
3.5.3人员、振捣设备重R
荷载集度取 2.5 KN/ rr2,P3=(3.14 >2.2232+4.4 >2.223 >2) >2.5=35 KN
3.5.4振动棒振捣产生荷载 R
荷载集度取 2 KN / m 2, R=(3.14 >2.2232+4.4 >2.223 >2) >2=28 KN
3.6检算
3.6.1钢棒检算
钢棒受力简图见图3。
钢棒选用 巾 90mm的 A3钢。[(T ]=170MPa [ t ]=85MPa
面积 A二nX92/4=63.62cm2
抵抗拒 Wn>92/32=71.57cm3
容许抵抗剪力[Q]=2/3 >A>[ t ]= 2/3 >63.62 >85X1O-1=36O.5KN 容许抵抗弯矩[M]= W>(T ]=71.57 X170X10" =12.17 KN.m 单根钢棒承受荷载 P=1/32 >P1+ P21+ P22+ P23+ P3+ P4)= 1/32 >910+7.15+15.96+4.6+35+28)=1/32 >000.71=31.27 KN
Mk=px_=31.27 X).2=6.25 KN.m < [M]
Qna>=P = 31.27< [Q]
3.6.2上层工字钢检算
上层工字钢为10根3.4m长，2根3.33m长，2根3.12m长，2 根2.76m长，2根2.4m长的20a型普通工字钢。简化为18根3.18m 长，承受由模板传递的竖向荷载。受力简图见图 4。
■ I
图4
材料特性及截面几何特性为：E=210Gpa [(T ]=170Mpa、
4
W=237000rnn lm
[?]=L/400=3180/400=7.95mm
强度检算：q=(P1+R1+?+R+R)/18/L
=(910+7.15+15.96+35+28)/18/3.18=17.4 KN/m
(T ma>= Mmax/W二 q L 2/8/ W=17.4 X3.182/8/(237000 X0-6)=92.8Mpa
< [(T ]。满足要求。
刚度检算:q=(卄丹+氐)/18儿
=(910+7.15+15.96)/18/3.18=16.3 KN/m
9
?ma>=5qL3/384EI=5 X16.3 >3.183/384/210XI0
=1.36mm< [ ?]。满足要求。
3.6.3下层工字钢检算
下层工字钢为2根4.4m长，4根1.25m长，2根1.35m长的20a
型普通工字钢。简化为8根2.06m长，支撑于插入墩身的钢棒上，承 受由上层工字钢传递而至的竖向荷载。简化为均布荷载。
材料特性及截面几何特性为：E=210Gpa [(T ]=170Mpa、
4
W=237000mm lm
[?]=L/400=2060/400=5.15mm
强度检算：q = (P1+ P21+ P22+ P23+ P3+ P4)/ 8/L
=(910+7.15+15.96+4.6+35+28)/ 8/2.06=60.7 KN/m
-6
(T ma>= MhXW二 q L2/8/ W=60.7X2.062/8/(237000 X0 )=135.87Mpa
< [(T ]。满足要求。
刚度检算：q=(P 1+R1+R2+ P23”8/L
=(910+7.15+15.96+4.6)/8/2.06=56.9KN/m
9
?max=5qL3/384EI=5 X56.9 X>.063/384/210X0
=1.3mm< [?]。满足要求。
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