新建大同至西安铁路客运专线站前施工段桥梁墩身工艺性试中铁十局集团大西铁路客运专线指挥部二◦一0年四月二十五日大西铁路客运专线站前施工-3标段1. 桥梁墩身试验方案工程概况大西铁路客运专线站前施工-3标段为TDK9+100-DK332+568.31（TDK20+400二DK3O4+O0Q正线长度为40.352km工程处于太原市郊区，主要工程地貌为地形平坦开阔的太原晋中盆地工程范围为太原枢纽分界点至晋中萧河特大桥桥尾（路桥分界），本标工程通过晋中市开发区、榆次区、太谷县及太原市小店区、清徐县等多个县区本标段工程主要包括路基、桥涵、无碴轨道、铺轨、信号接地线、站场设备及建筑物、相应的大临及配合辅助工程等线下主要工程“两桥一站”，桥梁全长37.50km,路基2.85km;站场1座，晋中站中心里程为TDK19+300桥梁为鸣李跨石太铁路特大桥桥长8558m晋中潇河特大桥桥长28940m根据目前了解的设计情况，桥墩主要采用双线圆端型实体桥墩，混凝土标号为C35;墩咼一般在20m以下，其中在11m及以下时为等截面形式，在11m以上时米用45:1的变截面形式1.1 墩身工艺性试验的依据及目的编制依据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）；《客运专线无碴轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》（铁建设2[007]85号）；《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号）；《铁路混凝土施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）；《铁路混凝土施工质量验收补充标准原材修订条文（铁建设[2009]152号）《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（科技基[2005]101号）；《铁路混凝土与砌体施工规范》（TB10210-2001）；《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）；《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）；大西铁路客运专线工程建设关于加强样板工程管理的通知（大西2[010]33号）大西铁路客运专线工程建设桥涵施工管理办法（大西铁工管[2010]61号）本集团公司近年来铁路客运专线、高速铁路等类似施工经验、施工工法、科技成果。
1.2 墩身工艺性试验目的通过墩台工艺性试验，熟悉和掌握墩身模板、混凝土施工控制要点，获取混凝土最佳的施工参数并验证配合比，总结施工工艺标准去指导墩身试验工程施工和进一步规范墩身作业施工，使墩台施工达到内实外美的质量要求；同时通过试件验证耐久性混凝土指标3．试验墩拟选位置及高度根据目前已到位的施工图掌握的桥墩设计标准及当前征地迁改、道路通行等现场情况，试验墩里程初步定在晋中潇河特大桥11#桥墩，里程为DK305+359处，试验墩身结构形式为圆端型实心墩，墩高为6m,墩身模板采用桁架式无拉杆整体钢模4.1 4．墩台身模板设计、加工及验收模板设计与加工模板采用厂制桁架式定型钢模板，委托具有相应资质的厂家根据墩高、形式要素设计和制作模板设计与加工必须符合现行国家标准《钢结构设计规范》（GBJ17）等相关规定，所用材质必须符合《碳素结构钢》（GB7O0等相关规定，满足强度、刚度及稳定性要求，并按“组合合理、互换性好、刚度足够，安拆方便”的原则进行设计与加工，并确保质量与精度；模板设计必须首先提供计算书，经审核通过后方可进行加工模板拟由标准板（直线板）、边模板（圆端形）组成对于实心墩模板设计时，另外配套设计和加工一套门架，便于施工人员上下及上下料。
4.2 模板验收模板加工完成后必须在厂内进行检查验收，并按墩高编号逐套试拼，以确保接缝质量，不合要求时必须在厂内按标准整改到位检查的主要内容包括下列各项：① 模板的高度、截面尺寸和模板表面平整度是否符合设计要求；② 模板焊缝是否达到验收标准要求；③ 螺栓及预留孔位尺寸、位置是否符合设计要求；④ 模板间拼缝v1mm以靠尺密贴两模板或手摸无挡触感为准；⑤ 模板强度、刚度、整体稳定性是否满足要求；⑥ 模板是否易于拼装及拆解⑦ 门架必须便于安装并适于人员上下5．混凝土配合比设计按大西公司《过渡期使用结构混凝土的安排》要求，墩身C35混凝土配合比已于3月15日10mm25mn两种级配形成5-25mm连续级配，砂子采用豆罗砂强度检测已于4月12日完成；按照耐久性要求，5月10日可出具完整的配合比报告混凝土原材料检测严格按《铁路混凝土施工质量验收补充标准原材修订条文（铁建设[2009]152号）执行6.1 6．试验墩施工模板现场拼装和工作平台安装模板拼装支立前进行打磨除锈，精确放出底面结构外轮廓线，而后按底边线及模板编号进行安装，安装时采用人工配合汽车吊，整体式桁架式模板间采用螺栓连接，墩身内部无拉杆，模板拼缝间夹双面胶粘密封（双面胶一定要平直）。
墩身周围搭设双排架，禁止搭单排架，墩顶搭设作业平台并搭设具有上下人梯设施的门架6.2 脱模剂选用本试验墩拟选用水溶性无机脱模剂待试验墩脱模后，与其它施工单位进行外观对比，据对比的结果确定正常施工时脱模剂的选用品种脱模剂涂刷前先清理干净模板表面，并使用角磨机将表面污迹及浮锈清理干净，然后用毛刷均匀涂刷脱模剂涂刷时注意如下事项：涂刷时要从一个方向开始，不能使用太多，但必须涂刷均匀，不能重复进行涂刷，也不能有漏刷现象；① 涂刷时先从上部开始，由上而下；② 涂刷时避免在大风天气进行，以防止污染已清理干净的模板；也不能在雨天进行，防止被雨水冲淋失匀6.3 钢筋加工与安装钢筋加工采用在钢筋加工场集中加工成半成品，再运到施工现场进行绑扎和安装钢筋加工质量要求及标准：钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均清除干净；加工后的钢筋，应平直，表面无削弱钢筋截面的伤痕钢筋弯制和末端弯钩符合设计要求；受拉热轧光圆钢筋末端作成180°的半圆形弯钩，弯曲直径不小于2.5d，钩端留不小于3d的直线段；受拉热轧带肋钢筋末端采用直角形弯钩，弯曲直径不小于5d，钩端留不小于3d的直线段；弯起钢筋弯成平滑的曲线，半径小于钢筋直径的10倍（光圆钢筋）或12倍（带肋钢筋）；光圆钢筋制成的箍筋不小于箍筋直径的2.5倍，平直部分的长度不小于箍筋直径的5倍；弯制钢筋宜从中部开始，逐步弯向两端，弯钩一次完成。
钢筋安装：钢筋与模板之间用水泥砂浆垫块支垫，垫块强度不低于设计的混凝土强度，垫块互相交错，分散布置确保保护层厚度绑扎和焊接的钢筋半成品，在运输、安装和浇筑混凝土过程中不得有变形、开焊或松脱现象现场绑扎钢筋时，必须保证其在模型中的正确位置，钢筋骨架安装就位后，施工人员不得在骨架上随意行走和递送材料6.4 预埋件安装按照施工图埋设相应预埋件及沉降观测元件，并确保预埋件及沉降观测元件位置埋设准确和牢固混凝土浇注目前我标段部分拌和站已通过验收，具备混凝土生产条件混凝土配合比届时根据理论配合比及骨料实测含水率调整为施工配合比，在开盘前必须由项目部试验员根据大西公司混凝土拌和站管理办法提交四方签认的混凝土施工配合比通知单墩身混凝土灌注模拟施组确定的运输灌注条件，采用罐车运输、泵送入模方式灌注，墩身内采用两套或三套连接串筒输送到墩身内，悬空不大于1m以防止溅起浮浆污染上部模板表面混凝土搅拌时间开始暂按通用工艺标准暂按2-3min控制，具体根据实测坍落度进行调整控制在混凝土到达施工现场灌注前，由试验人员按规定对混凝土的坍落度、入模温度、含气量、泌水率等指标进行现场检测，并填绘相关图表；同时按规定至少拟做6组试件，其中同条件养护试件脱膜抗压强度试件2组、同条件养护抗压强度试件1组、28d与56d标准养护抗压强度试件各1组、耐久性1组。
同条件养护试件放置于墩旁进行同条件养护混凝土灌注采用横向分层、斜向分段连续灌注，由两端向中间循序渐进的施工方法，分层厚度不大于30cm混凝土灌注入模时下料要均匀，注意与振捣相配合,混凝土的振捣与下料交错进行；混凝土振动时间，应以表面没有气泡逸出和混凝土面不再下沉为宜；必须优先振捣模板周边混凝土，防止气泡向模板聚集操作插入式振动器时宜快插慢拔，振动棒移动距离应不超过振动棒作用半径的1.5倍（约40cm，每点振动时间约20s~30s，振动时振动棒上下略为抽动，振动棒插入深度以进入前次灌注的混凝土面层下50~100mn为宜混凝土振捣由专人指挥、检查，振捣定人定点分片包干、责任到人凿毛、清理承台墩身施工工艺流程图6.6混凝土养护搭设脚手架及门架焊接绑扎钢筋及预埋件安装钢筋制备混凝土灌注完成后，待顶面接近初凝时站面板准粘手时为宜），采用棉毛毡覆盖，注意不得污染表面，并派专人采用饮用水对墩身混凝土进行浇水养护，要始终保持棉毛毡湿润根据届时气温条施工及经验估算，并通过同条件养护试件脱膜抗压强度试件J灌注混凝土混凝土拌制运输.・、匕.m—试压验证「当混凝土强度不低于2^MPa时即拆模拆模后墩身部分拟用养覆盖养护护膜从上到下、从边到中立即围裹进行养护以防止混凝土拆模后失水产生龟裂。
养护膜上下层之间按10cm左右的宽度进行搭接，并用胶带密封，以防止漏气或被风刮起，如有破损，另加一层保护膜进行包裹拆模后养护期夏天一般不少于7天（其他季节不宜少于14天）7.1 混凝土养护期间派专人对其混凝土内部温度、表面温度、环境温度、养护水温度进行详细测温及记录，以便及时掌握混凝土内部温度与表面温度、表面温度与环境温度、养护水温度与混凝土表面温度之差，保证不大于15C，如有超标准现象，必须及时采取降温措施，以确保各部位温度之差在规定范围内混凝土内部温度采用在墩身中心竖向埋设通长PVC管，吊入温度计进行测温的方法7．施工设备及人员准备施工设备墩身工艺性试验时配备装载机、25t汽车吊、发电机、泵车各一台，砼罐车两台等设备，以进行模板安装与砼灌注等施工7.2 施工人员配备墩身试验配备负责人1名、技术主管1名、技术人员3名、安全员1名、试验人员2人（搅拌站、施工现场各1人）、工班长2名，配备混凝土工4人、模板工6人、架子工4人、电工2人、木工2人、吊车司机1人、砼罐车司机2人、泵车司机2人、装载机司机1人、杂工6人特种作业人员必须持证上岗，一般作业人员经培训后上岗8.1 8．质量控制措施墩身外圆轮廓的线形控制由于圆端形桥墩两侧圆弧形部分是近似吻合，理论上就存在误差，因此施工控制较难。
除上述设计上考虑外，模板的加工精度和施工操作也非常重要钢模板加工面板表面不允许有孔洞、毛刺、缝隙以及熔渣等；模板地上下口应经刨边处理；出厂前进行试拼装，要求组拼后模板接缝缝隙和错台均小于1mm施工过程中，认真调整使之与设计圆弧线相吻合8.2 墩身工艺性试验质量控制① 桥墩模板采用大块整体模板并保证表面光滑平整无错缝，并保证墩身外轮廓符合设计要求② 混凝土施工前，根据设计和施工工艺要求提前完成混凝土配合比选择试验，并针对混凝土结构的特点和施工环境、使用环境条件特点，制定全过程的质量控制与质量保证措施③ 墩身砼体积较大，施工时分层施工，每层30cm避免砼出现温度裂缝以保证砼的质量④ 墩身砼必须连续灌注，当有分段浇筑时，其接触面严格按施工接缝处理，并加强对接缝处震捣⑤ 若在炎热气候下浇筑混凝土时，入模前应尽量采取措施降低模板及附近的气温，混凝土的入模温度不宜高于气温且不宜超过30C9.1 9．夏、雨季施工措施夏季施工措施夏季施工时气温高，各种原材料在自然存储，堆放中温度较高，引起拌和物入模温度较高，水化反应激烈，强度增长快，干缩变形增大，极易产生混凝土裂缝，影响混凝土耐久性试验员必须核对各项原材料温度指标是否超过规定界限值；超标时，必须采取可行而有效的降温措施；未采取降温措施或措施没有持续有效性，应停止施工或改在夜间施工。
混凝土浇注时，必须提前对模板及钢筋用浇水方式对其进行降温混凝土养护期间，必须安排专人对混凝土进行浇水养护，并详细记录混凝土内部、表面、环境温度，以确保混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不大于15C9.2 雨季施工措施建立雨季值班制度在雨季来临之前，建立雨季施工领导小组，责任到人，分片包保在雨季施工期间定期检查，严格雨季施工“雨前、雨中、雨后”三检制，对发现的问题及时整改雨季施工根据当地气象预报及施工所在地的具体情况，做好施工期间的排涝工作在雨季施工时，施工现场及时排除积水，加强对支架、脚手架的检查，防止倾倒长时间在雨季中作业的工程，根据条件搭设防雨棚施工中遇有暴风雨暂停施工对停用的机械设备以及钢材、水泥等材料采取遮雨、防潮措施，现场物资的存放台等均垫高，防止雨水浸泡加强对临时施工便道维护与整修，确保其路面平整、无坑洼、无积水10．安全保证措施施工中认真贯彻“安全第一，预防为主，综合管理”的方针，根据工程的实际情况，布置好安全生产工作① 组织对员工进行安全培训，培训合格后方可上岗特别要认真学习国家的安全生产法规及大西公司的管理办法，做到懂法规、会操作，自觉遵守各种安全生产规章制度和施工作业规程。
特殊工种必须持证上岗② 进入施工现场时，安全防护用品必须配戴齐全③ 施工前必须搭好双排脚手架及作业平台，搭板必须稳固严防翘头，必要时在平台外侧设栏杆和安全网；平台上材料机具需均匀摆放，不得多人聚集一处墩上施工属高空作业，必须系好安全带④ 临时用电必须符合“一机一箱、一闸一漏”的安全设置要求，未经批准不得私自乱接电源⑤ 主要机具、电器、运输设备等，应定机定人，严格执行交接班制度接班时，必须对机具检查一次，并做好记录⑥ 安装与拆除模板时，现场划定警戒区，严禁无关人员进入拆除时可视吊装设备能力，分组拆除或吊至地面上解体，以减少高处作业量和杆件变形11．施工环保、水土保证措施① 施工便道做好洒水降尘工作，车辆行驶尽可能少鸣笛② 试验墩周边挖设排水沟，将养护用水引流至施工便道排水沟内12.1 12．圆端桥墩模板检算计算依据（1）钢模板加工图（2）建筑工程大模板技术规程JGJ74-2003（3）全钢大模板应用技术规程DBJ01-89-2004（4）《钢结构设计规范》（GBJ17-2003）（5）《建筑施工计算手册》（6）《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）施工工况浇筑方式采用泵送机振，浇筑速度为2.0m/h,塌落度偏安全考虑为15cm，初12.2 凝时间综合考虑为6小时计算载荷混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界值时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝图的最大侧压力。
侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头通过理论推导和试验，我国《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）中提出的新浇混凝土作用于模板上的最大侧压力计算公式如下：采用内部振捣器时，新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，可按下列两式计算，并取二式中的较小值：（1）混凝土侧压力计算公式F1=0.22丫ctoBiB2V1/2F2=ycH式中F新浇筑混凝土对模板的最大侧压力，kN/m2；Y――混凝土的重力密度，kN/m3t新浇混凝土的初凝时间（h）可按实测确定当缺乏试验资料时，可采用t=200/（T+15）计算（T为混凝土的温度C）;V――混凝土的浇筑速度，m/h;H混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度m;B――外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0,掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；B――混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85;50〜90mm时，取1.0;110〜150mm时，取1.15;H—混凝土侧压力计算位置至新浇筑混凝土顶的总高度有效压头高度按下式计算：h=F/Y按新浇混凝土作用在模板上的最大侧压力与倾倒混凝土时产生的荷载组合值对模板进行强度、刚度验算。
挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力2) 荷载标准值计算① F1=0.22yctoBiB2V12F2=ycH式中yc取25(kN/m3)；to取200/(T+15)=200/(5+15)=10;按实际取8小时；T取20(C);V取2.0m/h;B1取1；B2取1.15;H取12m2根据公式计算的新浇混凝土侧压力标准值F1=57.15kN/m2倾倒混凝土时产生的荷载标准值F2=288kN/m22按取最小值，故最大侧压力为57.15kN/m② 倾倒砼时产生的水平荷载2KN/m2荷载组合F=57.15+2=59.15KN/m2桁架背楞计算(5.8m*0.78m)(1)基本数据桁架的构造简图如附图所示：竖肋10#槽钢，A=1274mr)Wx=39660mmx=1983000mmi,竖肋荷载Q=69600*0.3/1000=8.07N/mm内力计算见下图：计算支座反力VA=VB=202KN(2)截面验算上弦杆截面规格选用114#114#的基本数据为A=2150mmx=71200mm\ly=6400000mmyo=8.O-1.73=6.27cm24I=ly+Ayo=845cm取1=845卅其惯性半径为：i==6.27cm两端绞接支座，口=1其柔性为：入===25.5查表确定折减系数①=0.93稳定验算：6===129.6N/mrr<[6]=160Mpa上弦杆满足要求。
内弦杆截面规格为[10#[10#的基本数据为A=1274mmix1=19830mrdy1=2560000m4ny°=4.8-1.52=3.28cmA=1024mm=101300mm,i=12.7，入=12.6查表确定折减系数①=0.998稳定验算：6===113N/mn<[6]=160Mpa内弦杆满足要求下弦杆双14#的基本数据为Ai=1850mr^xi=56400miMyi=5320000mrny°=5.8-1.71=4.1cmA=3700mmx=2*lxi=112800mr,Iy=2(Iyi+Aiyo2)=728cm取l=728cm4其惯性半径为：i==4.43cm两端绞接支座，口=l其柔性为：入===36.03查表确定折减系数①=1.03稳定验算：6===124.9N/mr2<[6]=160Mpa下弦杆满足要求3) 刚度验算n=5时12.3 近似按几处集中荷载作用下简支梁的最大挠度公式进行验算，当fma>=F=80.8KN,l=1200mmE=2.06x105N/mmI=2(I1+AX2)=2.8105x104cm4/3*2=1.87*104cm4fmax-=x=0.24mm==<[]=验算结果：桁架刚度符合要求圆端形模板面板强度校核结构如图纸所示。
通过分析模板图纸得知，在桁架强度足够的情况下，模板面板可以假设为很多小块面板组成，由于加筋的缘故，我们拿出其中305mmx2000m小块面板作强度校核1)强度大模板的面板纵横肋分成许多小方格或长方形，根据方格长宽尺寸的比例，可把面板当作单向板或双向板考虑当作为四边支承在纵横肋上的双向板计算时，计算简图视荷载分布、周边的嵌固程度而有所不同，可根据小方格的两边长度lx、ly计算得出1/y=305mm/1000mm=0.3从表中查出(《建筑施工计算手册》附录2),3=0.00253,Mx=0.04,My=0.0038,MX=-0.0829,mV=-0.0570丨x、|y为板的两边边长由公式：Mx(v)二Mx+yMyMy(v)二My+vMxv为钢材取值0.3计算得出，MxMy(v)=0.0038+0.3x0.04=0.0158板的正应力按下式验算：(T二Mmax/WfW=1/6bh2V—板的截面抗弯矩；b—板单位宽度，取b=1mmh—钢板的厚度，为6mmW=6niQ235f为215MPa(T二Mmax/W=0.05694/6x10MPa=9.49MPa<215MPa因此，面板强度符合要求2)最大挠度(刚度)验算wmax=KwF4/lBo式中wma—板的最大挠度；F—混凝土的最大侧压力，F=59.15KN/m前面算得；l—面板的短边长；Kw—从《建筑施工计算手册》附录2查得的挠度计算系数，为0.521;Bo-构件的刚度，Bo=Eh/12(1-v2)；其中E—钢材的弹性模量，取2.1x105N/mm；h—钢板厚度；v—钢板的泊松系数，v=0.3。
Bo=Eh3/12(1-v2)=2.1x105N/mm2x6mm3/12x(1-0.09)=3.81x105Nmm[w]=l/500=305/500=0.6mwmax=KwF4/lBo=(0.521x59.15KN/m2x252mm4)/(3.81x105Nmm)=0.326<[w]满足要求12.4 结论按照模板设计方案用料，面板为36钢板，竖肋为[10#，横肋为10x100扁钢，边框及法兰为12x100扁钢，符合全钢大模板应用技术规程：DBJ01-89-2004相关要求目录2.墩身工艺性试验的依据及目的2. 试验墩拟选位置及高度3. 墩台身模板设计、加工及验收4.1模板设计与加工4.2模板验收4. 混凝土配合比设计5. 试验墩施工6.1模板现场拼装和工作平台安装6.2脱模剂选用6.3钢筋加工与安装6.4预埋件安装6.5混凝土浇注6.6混凝土养护6. 施工设备及人员准备8质量控制措施9.夏、雨季施工措施9.1夏季施工措施9.2雨季施工措施10 .安全保证措施11 .施工环保、水土保证措施12.圆端桥墩模板检算12.1计算依据12.2施工工况12.3计算载荷12.4桁架背楞计算12.5 圆端形模板面板强度校核12.6结论。