CN116219902B - 一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，属桥梁施工技术领域。包含以下步骤：S1，预制混凝土填充块；S2，下墩柱混凝土施工，拆除墩柱内部模板；S3，墩柱空腔内壁安放无线温度传感器；S4，墩柱空腔按顺序吊放混凝土填充块A、填充块B；S5，上墩柱继续施工；S6，上墩柱施工的同时，填充块内部预留空心柱浇筑灌浆料；S7，填充块外部空腔浇筑混凝土；S8，墩柱内部填充混凝土施工完成；S9，上墩柱施工完成；S10，整个墩柱施工完成。本发明可实现内部填充混凝土一次施工完成，不用分层浇筑，具有施工速度快、水化热量低，降低墩柱表面开裂风险，同时减少海上现浇混凝土浇筑量，节约混凝土海上运输成本等优势。

Description

一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法
技术领域
本发明涉及一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，属于桥梁施工技术领域。
背景技术
跨海大桥混凝土墩柱具有尺寸大、施工作业困难、混凝土裂缝控制严格等特点，为了防止船舶撞击等对混凝土墩柱造成不利影响，一般大桥下墩柱内部会填充一定高度的填充混凝土，达到增强混凝土墩柱整体刚度的目的。填充混凝土施工部分属于大体积混凝土施工，如果下墩柱与填充混凝土同步浇筑，模架体系很难实现，同时需要采取冷却管等措施降低水化热问题；大桥混凝土墩柱一般采取墩柱主体与内部填充混凝土分开施工工艺。为减小内部填充混凝土水化热对墩柱薄壁结构的不利影响，一般采取在已完成的混凝土空心墩柱内壁铺设一定厚度的柔性隔热层再浇筑混凝土的做法，隔热效果与柔性隔热层的传热系数及厚度有直接的关系。一般材料如果太厚，虽然能够起到较好的隔热效果，但会明显降低薄壁空心高墩柱的抗撞击作用；如果柔性材料太薄，薄壁空心高墩柱的抗抗撞击作用较好，但隔热层的隔热效果较差。隔热层的厚度决定了隔热效果和墩柱抗撞击作用，两者很难实现平衡。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其采用装配式建筑施工理念，通过在墩柱内部提前放置一定尺寸的预制混凝土填充块，再浇筑少量混凝土填充空隙部分，减少内部混凝土浇筑量，实现将大体积混凝土浇筑转变为普通混凝土浇筑施工，解决了跨海大桥薄壁空心高墩墩柱内部填充大体积混凝土施工难题，同时解决了薄壁空心混凝土墩柱主体与内部填充混凝土的密实性及较小水化热的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，所述薄壁空心高墩的墩柱包括下墩柱、上墩柱、墩帽以及内部的空腔，具体包括以下步骤：
S1，预制混凝土填充块：根据现场进度统筹安排，在大桥墩柱施工前提前预制一定数量的混凝土填充块，混凝土填充块包括混凝土填充块A、混凝土填充块B；
S2，建造下墩柱：根据墩柱分段施工要求，逐步完成内部填充混凝土面以下下墩柱混凝土的施工，达到拆模要求后拆除下墩柱内部模板及落地支撑架；
S3，混凝土填充块吊放前，在填充混凝土一半高度位置的下墩柱空腔内壁位置安装一个无线温度传感器；所述填充混凝土包括灌浆料和ECC混凝土；
S4，通过浮船将提前预制好的混凝土填充块运送到施工现场，采用吊装设备按顺序先后分层吊放2块混凝土填充块A和1块混凝土填充块B；
S5，上墩柱继续进绑扎钢筋、支设模板、浇筑混凝土施工工作，实现上墩柱混凝土主体结构与下部的空腔内混凝土填充块同步吊装施工，不影响墩柱施工的整体工期；
S6，墩柱空腔内混凝土填充块吊装完成后，上墩柱施工的同时，先用流动性高的灌浆料灌满混凝土填充块内部的预留空心柱，增强混凝土填充块的粘接力和整体性；待混凝土预制块层间周边均匀溢出灌浆料，停止灌注；
S7，在混凝土填充块内部预留空心柱浇筑密实后，再用ECC混凝土对混凝土填充块外部周圈的空腔进行填充浇筑，避免墩柱在撞击时填充混凝土断裂的发生，增强混凝土填充块的整体性和韧性；浇筑后ECC混凝土上表面与混凝土填充块B齐平，达到内部填充混凝土面；
S8，墩柱内部填充混凝土浇筑完成，做好养护工作，并通过无线温度传感器及时记录填充混凝土内部水化热温升情况；
S9，上墩柱继续重复进行绑扎钢筋、支设模板、混凝土浇筑、模架拆除与混凝土养护作业，直至上墩柱施工完成；
S10，整个墩柱施工完成。
进一步地，所述步骤S1中，混凝土填充块设计要满足吊装、码放、后期新浇筑填充混凝土水化热量、整体性、安全性多方面因素。
进一步地，所述步骤S4中，吊装设备为浮吊。
进一步地，所述步骤S4中，不同类型混凝土填充块的功能不同，需严格按照先后顺序吊放，且上下分层码放整齐，吊装过程中应采取措施防止混凝土填充块碰撞下墩柱混凝土结构及上部正在施工的上墩柱模板体系。
进一步地，所述步骤S7中，对于双腔的墩柱来说，在进行填充混凝土浇筑时，墩柱左、右两个空腔需要同步浇筑。
进一步地，所述混凝土填充块还包括顶面的预留吊装槽、预留吊点；预留吊点设置在预留吊装槽内，且不凸出混凝土填充块顶面，保证混凝土填充块多层码放时的平稳。
进一步地，所述预留吊装槽以及预留吊点的数量均为4-6个，所述预留空心柱的数量为3-5个，且预留吊装槽与预留空心柱间隔设置。
进一步地，所述混凝土填充块A采用高阻尼混凝土预制而成，即在普通混凝土内部添加一定数量的颗粒阻尼球，实现墩柱防撞耗能功能；所述凝土填充块B采用UHPC混凝土预制而成，用于增强墩柱上部填充混凝土的刚度。
进一步地，所述混凝土填充块的平面尺寸应综合考虑吊重、墩柱内部尺寸、上墩柱施工模板选型及悬挑长度、空隙部位后浇筑的ECC混凝土水化热热量因素。
进一步地，所述混凝土填充块与墩柱的内壁间距为400-600mm；所述混凝土填充块高度大小应综合考虑吊重、分段次数因素，在满足吊重的情况下尽量减少吊次。
本发明的技术方案取得了如下有益效果：
1、本发明的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块及施工方法，采用装配式建筑施工理念，通过在墩柱内部提前放置一定尺寸的预制混凝土填充块，再浇筑少量混凝土填充空隙部分，减少内部混凝土浇筑量，实现将大体积混凝土浇筑转变为普通混凝土浇筑施工，解决了墩柱内部填充大体积混凝土大量水化热不利影响的施工难题，同时减少海上现浇混凝土浇筑量，节约成本。
2、本发明的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块及施工方法，解决了传统墩柱内部填充大体积混凝土施工难题，即在传统施工技术中通过在混凝土墩柱主体与填充混凝土之间铺设隔热层解决水化热传递，但存在墩柱空腔填充不密实、分层隔断的问题。
3、本发明的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块及施工方法，混凝土填充块分别采用高阻尼混凝土和UHPC混凝土预制而成，高阻尼混凝土可实现墩柱在撞击作用下具有耗能减振的作用，UHPC混凝土可增强墩柱刚度，预制块内部预留空心柱采用灌浆料、外部空腔采用ECC混凝土填充浇筑，增强混凝土填充块的整体性和韧性。
4、本发明的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块及施工方法，在墩柱薄壁内侧混凝土填充一半高度位置，安装无线温度传感器，实现无损数据收集，实时记录墩柱内壁温度变化情况，可与墩柱外壁温度进行对比，确定内外温差曲线。
附图说明
图1为本发明的施工步骤流程示意图；
图2为本发明实施的双腔薄壁空心高墩构造立面图；
图3为本发明实施的双腔薄壁空心高墩A-A剖面图；
图4为本发明实施的双腔薄壁空心高墩B-B剖面图；
图5为本发明实施的混凝土填充块平面图；
图6为本发明实施的混凝土填充块C-C剖面图。
图中：1、墩柱，11、下墩柱，12、上墩柱，13、墩帽，14、空腔，2、混凝土填充块，21、混凝土填充块A，22、混凝土填充块B，23、预留空心柱，24、预留吊装槽，25、预留吊点，31、灌浆料，32、ECC混凝土，4、无线温度传感器，100、内部填充混凝土面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-6，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，本实施例的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，薄壁空心高墩的墩柱1包括下墩柱11、上墩柱12、墩帽13以及内部的空腔14，如图1所示，具体包括以下步骤：
S1，预制混凝土填充块2：根据现场进度统筹安排，在大桥墩柱1施工前提前预制一定数量的混凝土填充块2，如图2所示，混凝土填充块2包括混凝土填充块A21、混凝土填充块B22。混凝土填充块2设计要满足吊装、码放、后期新浇筑填充混凝土3水化热量、整体性、安全性多方面因素。此外，如图3-6所示，混凝土填充块2还包括顶面的预留吊装槽24、预留吊点25。预留吊点25设置在预留吊装槽24内，且不凸出混凝土填充块2顶面，保证混凝土填充块2多层码放时的平稳。本实施例中，预留吊装槽24以及预留吊点25的数量均为4个，预留空心柱23的数量为3个，且预留吊装槽24与预留空心柱23间隔设置。混凝土填充块A21采用高阻尼混凝土预制而成，即在普通混凝土内部添加一定数量的颗粒阻尼球，实现墩柱1防撞耗能功能。凝土填充块B22采用UHPC混凝土预制而成，用于增强墩柱1上部填充混凝土的刚度。混凝土填充块2的平面尺寸应综合考虑吊重、墩柱1内部尺寸、上墩柱12施工模板选型及悬挑长度、空隙部位后浇筑的ECC混凝土32水化热热量因素。本实施例中，混凝土填充块2与墩柱1的内壁间距为500mm。混凝土填充块2高度大小应综合考虑吊重、分段次数因素，在满足吊重的情况下尽量减少吊次，一般10m的填充高度分成3段为宜。
S2，建造下墩柱11：根据墩柱1分段施工要求，逐步完成内部填充混凝土面100以下下墩柱11混凝土的施工，达到拆模要求后拆除下墩柱11内部模板及落地支撑架。
S3，混凝土填充块2吊放前，在填充混凝土3一半高度位置的下墩柱11空腔14内壁位置安装一个无线温度传感器4。填充混凝土3包括灌浆料31和ECC混凝土32。
S4，通过浮船将提前预制好的混凝土填充块2运送到施工现场，采用浮吊吊装设备按顺序先后分层吊放2块混凝土填充块A21和1块混凝土填充块B22。不同类型混凝土填充块2的功能不同，需严格按照先后顺序吊放，且上下分层码放整齐，吊装过程中应采取措施防止混凝土填充块2碰撞下墩柱11混凝土结构及上部正在施工的上墩柱12模板体系。
S5，上墩柱12继续进绑扎钢筋、支设模板、浇筑混凝土施工工作，实现上墩柱12混凝土主体结构与下部的空腔14内混凝土填充块2同步吊装施工，不影响墩柱1施工的整体工期。
S6，墩柱1空腔14内混凝土填充块2吊装完成后，上墩柱12施工的同时，先用流动性高的灌浆料31灌满混凝土填充块2内部的预留空心柱23，增强混凝土填充块2的粘接力和整体性。待混凝土预制块2层间周边均匀溢出灌浆料31，停止灌注。
S7，在混凝土填充块2内部预留空心柱23浇筑密实后，再用ECC混凝土32对混凝土填充块2外部周圈的空腔14进行填充浇筑，避免墩柱1在撞击时填充混凝土断裂的发生，增强混凝土填充块2的整体性和韧性。浇筑后ECC混凝土32上表面与混凝土填充块B22齐平，达到内部填充混凝土面100。对于本实施例的双腔墩柱1来说，在进行填充混凝土3浇筑时，墩柱1左、右两个空腔14需要同步浇筑。
S8，墩柱1内部填充混凝土3浇筑完成，做好养护工作，并通过无线温度传感器4及时记录填充混凝土3内部水化热温升情况。
S9，上墩柱12继续重复进行绑扎钢筋、支设模板、混凝土浇筑、模架拆除与混凝土养护作业，直至上墩柱12施工完成。
S10，整个墩柱1施工完成。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，所述薄壁空心高墩的墩柱（1）包括下墩柱（11）、上墩柱（12）、墩帽（13）以及内部的空腔（14），其特征在于，具体包括以下步骤：
S1，预制混凝土填充块（2）：根据现场进度统筹安排，在大桥墩柱（1）施工前提前预制一定数量的混凝土填充块（2），混凝土填充块（2）包括混凝土填充块A（21）、混凝土填充块B（22）；
S2，建造下墩柱（11）：根据墩柱（1）分段施工要求，逐步完成内部填充混凝土面（100）以下下墩柱（11）混凝土的施工，达到拆模要求后拆除下墩柱（11）内部模板及落地支撑架；
S3，混凝土填充块（2）吊放前，在填充混凝土（3）一半高度位置的下墩柱（11）空腔（14）内壁位置安装一个无线温度传感器（4）；所述填充混凝土（3）包括灌浆料（31）和ECC混凝土（32）；
S4，通过浮船将提前预制好的混凝土填充块（2）运送到施工现场，采用吊装设备按顺序先后分层吊放2块混凝土填充块A（21）和1块混凝土填充块B（22）；
S5，上墩柱（12）继续进绑扎钢筋、支设模板、浇筑混凝土施工工作，实现上墩柱（12）混凝土主体结构与下部的空腔（14）内混凝土填充块（2）同步吊装施工，不影响墩柱（1）施工的整体工期；
S6，墩柱（1）空腔（14）内混凝土填充块（2）吊装完成后，上墩柱（12）施工的同时，先用流动性高的灌浆料（31）灌满混凝土填充块（2）内部的预留空心柱（23），增强混凝土填充块（2）的粘接力和整体性；待混凝土预制块（2）层间周边均匀溢出灌浆料（31），停止灌注；
S7，在混凝土填充块（2）内部预留空心柱（23）浇筑密实后，再用ECC混凝土（32）对混凝土填充块（2）外部周圈的空腔（14）进行填充浇筑，避免墩柱（1）在撞击时填充混凝土断裂的发生，增强混凝土填充块（2）的整体性和韧性；浇筑后ECC混凝土（32）上表面与混凝土填充块B（22）齐平，达到内部填充混凝土面（100）；
S8，墩柱（1）内部填充混凝土（3）浇筑完成，做好养护工作，并通过无线温度传感器（4）及时记录填充混凝土（3）内部水化热温升情况；
S9，上墩柱（12）继续重复进行绑扎钢筋、支设模板、混凝土浇筑、模架拆除与混凝土养护作业，直至上墩柱（12）施工完成；
S10，整个墩柱（1）施工完成。
2.根据权利要求1所述的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其特征在于：所述步骤S1中，混凝土填充块（2）设计要满足吊装、码放、后期新浇筑填充混凝土（3）水化热量、整体性、安全性多方面因素。
3.根据权利要求1所述的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其特征在于：所述步骤S4中，吊装设备为浮吊。
4.根据权利要求1所述的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其特征在于：所述步骤S4中，不同类型混凝土填充块（2）的功能不同，需严格按照先后顺序吊放，且上下分层码放整齐，吊装过程中应采取措施防止混凝土填充块（2）碰撞下墩柱（11）混凝土结构及上部正在施工的上墩柱（12）模板体系。
5.根据权利要求1所述的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其特征在于：所述步骤S7中，对于双腔的墩柱（1）来说，在进行填充混凝土（3）浇筑时，墩柱（1）左、右两个空腔（14）需要同步浇筑。
6.根据权利要求1所述的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其特征在于：所述混凝土填充块（2）还包括顶面的预留吊装槽（24）、预留吊点（25）；预留吊点（25）设置在预留吊装槽（24）内，且不凸出混凝土填充块（2）顶面，保证混凝土填充块（2）多层码放时的平稳。
7.根据权利要求6所述的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其特征在于：所述预留吊装槽（24）以及预留吊点（25）的数量均为4-6个，所述预留空心柱（23）的数量为3-5个，且预留吊装槽（24）与预留空心柱（23）间隔设置。
8.根据权利要求1所述的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其特征在于：所述混凝土填充块A（21）采用高阻尼混凝土预制而成，即在普通混凝土内部添加一定数量的颗粒阻尼球，实现墩柱（1）防撞耗能功能；所述凝土填充块B（22）采用UHPC混凝土预制而成，用于增强墩柱（1）上部填充混凝土的刚度。
9.根据权利要求1所述的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其特征在于：所述混凝土填充块（2）的平面尺寸应综合考虑吊重、墩柱（1）内部尺寸、上墩柱（12）施工模板选型及悬挑长度、空隙部位后浇筑的ECC混凝土（32）水化热热量因素。
10.根据权利要求1所述的一种跨海大桥薄壁空心高墩内部填充块的施工方法，其特征在于：所述混凝土填充块（2）与墩柱（1）的内壁间距为400-600mm；所述混凝土填充块（2）高度大小应综合考虑吊重、分段次数因素，在满足吊重的情况下尽量减少吊次。
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