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薄壁空心墩技术应用与研究 　　 摘要：本文介绍了空心墩的类型、施工方法。针对连续刚构桥中经常采用的薄壁空心墩和实心墩,通过有限元的分析计算,比较在不同墩高情况下二者对主梁弯矩、墩身水平力和弯矩及全桥稳定性等方面的影响,对连续刚构设计中桥墩结构形式的选择进行分析。 　　关键字：连续刚构桥翻转模板空心墩薄壁空心墩 　　中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号： 　　1 前言 　　墩基的承载力是由桩身和桩底地基承载力两个条件来决定的,设计时,一般墩身强度必须大于地基承载力,墩的承载力应由地基承载力来控制。实心墩墩身直径大,墩身强度一般远高于地基承载力,材料浪费较多,采用空心墩就是使墩内部形成空腔,这样可以减少砼,减少配筋,减轻墩的自重,而墩的承载力仍然能得到保证。目前,空心墩在一些建筑工程中已有少量应用,但空心墩设计理论仍然不完善,国家也没有相应的规范,本文对空心墩的设计理论作初步探讨。 　　2 空心墩的类型 　　2．1按平面形状分类 　　2．1.1空心墩宜设计为一柱一桩,按平面形状可分为:单孔圆形、单孔椭圆形。单孔圆形墩适用于轴心受压柱及小偏心受压柱,单孔椭圆形适用于大偏心受压柱, 桩长轴方向的抗弯强度大。 　　2.1.2当两柱较近,设计成单孔有困难时,可以把两个墩连体,就形成了双孔圆形和双孔椭圆形。 　　2．2按壁厚分类 　　2.2.1薄壁空心墩。人工挖孔空心墩只作砼护壁,然后直接把护壁作为承重的结构, 称为薄壁空心墩。这种空心墩平均壁厚一般200 mm 以下,在上部传来的荷载较小时, 可以采用它。薄壁空心墩是由底板(或扩大头)、筒壁、盖板及承台(或柱基)所组成。 　　2．2.2厚壁空心墩。对于承受较大荷载的空心墩,一般筒壁要求较厚(常在200 mm 以上),施工时先做空心墩的护壁,然后再灌注筒身砼,形成厚壁空心墩,它主要由扩大头、筒身、盖板及承台组成。 　　2.3按桩的受力类型分类 　　2.3.1当墩底支承于强风化岩层或硬塑土层时,墩的允许承载力为墩壁摩阻力与墩底端承力之和。当墩顶施加荷载P时,砼墩身产生压缩变形,墩身与墩侧土之间会产生相对位移,但其值较小,P值全部由墩壁摩阻力所承担。P值增大,墩与墩侧土的相对???移增大,墩壁摩擦阻力增大,墩底土的竖向阻力逐步产生,当P继续增大时,墩与墩侧面土的相对位移继续增大,摩擦力最后达到极限。P值再继续增加,墩底土的端阻力迅速增加到极限值。据有关试验资料,在硬塑粘土中,摩阻力占总荷载75%左右,在强风化岩中约占60%左右,属于磨擦桩。 　　2.3.2当墩底支承于中等风化或微风化岩层时,由于孔底沉渣可以清理很干净, 不会形成压缩的软垫,墩受荷后沉降极小,墩侧阻力因桩土相对位移小而不能发挥,而且数值较小,此时墩端阻力对墩的承载力起主要作用,故设计时只考虑墩端阻力,按端承墩设计。 　　3 主要施工工艺 　　3.1模板设计与制作 　　由于翻模配套设备要求较少，施工机具投入小；混凝土外观质量容易控制，施工纠偏容易，可以连续或间断施工，故在施工中选择了大块模板无支架翻模法施工。 　　首先对各墩的墩身高进行统计，计算出各墩所需模板节数和调节段高度，按最高墩身确定所需加工的模板节数。根据墩身各部尺寸按2 m一节进行模板加工，每节模板包括四块直边模板（4.4米长）和八块四分之一圆形模板。模板按从墩顶到墩底的顺序进行编号，并计算各节模板上下口的半径数据。 　　3.2墩身施工工艺 　　该桥高墩施工采用分节立模间歇浇筑法，该法是将墩身分成若干节，自底节开始，立一节模板，待混凝土强度达到2.5MPa后再立第二节模板，浇筑第二节混凝土，每次浇筑4米，这样逐节升高，直至墩身浇筑完毕。 　　3.2.1工艺流程 　　立外模—绑扎钢筋—立内模：先立外模，各节间模板错缝易观察到，且容易调整。外排钢筋（钢筋为双排）沿外模进行绑扎，用垫块调整保护层厚度，使主筋沿外模按设计尺寸自然收口。内排钢筋以外排钢筋为基础，用丁字筋固定排距，进行绑扎，自然收口。内模以外模为基准进行支立，并通过垫块调整内排钢筋保护层厚度。 　　3.2.2钢筋制作与安装 　　桥梁墩身钢筋由钢筋加工场统一下料加工，运至施工现场进行钢筋安装，钢筋的制作及安装必须符合设计及施工技术规范要求。 　　钢筋基本要求：钢筋原材料具有出厂合格证，表面洁净，使用前必须将钢筋表面的杂物清除干净。钢筋平直、无局部弯折。钢筋下料尺寸应考虑钢筋加工时的伸长量。 　　墩身在承台内预埋的钢筋必须保证位置准确。 　　钢筋骨架保护层垫块可选用与墩身混凝土同标号的混凝土垫块，也可采用塑料垫块，如采用混凝土垫块，须将混凝土垫块加工成特殊形状，目的是尽量使混凝土垫块接触模型的面积小，这样增加混凝土表面的美观。不能采用钢筋作为垫块使用。保护