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小水平角大悬臂多维曲面 Y 型墩柱施工技术
1 主要技术内容
本工程 Y 型墩柱的造型独特，平面尺寸达 23 m（横 ）×32 m（纵 ）×13 m（ 高 ），
尤其是其分叉部位的悬臂，各悬挑出 16m ，而其壁厚达 2.5m ，受力复杂，施工
难度高。因此，项目部经过专家多次论证及优化，确定了在墩顶设置斜拉索塔，
用精轧螺纹钢斜拉模板支架进行悬臂施工，整个墩柱分 5次浇筑完成，并进行预
应力张拉。
2 技术指标
海河特大桥主桥桥墩为顶面封闭的 Y 形墩，纵桥向宽 32.0m 、横桥向宽 23.0
m ，最小墩高 16.217m ，其中倒三角部分高 11.085m ；在倒三角部分的 Y 型两
斜腿夹角为 103.2o ，其倾斜角度在国内外极为罕见；耦合点位置砼断面高 2.5m ，
桥墩采用劲性骨架、钢绞线及钢筋砼与承台固结。其施工特点如下：
Y 型墩柱采用节段施工，将墩柱的整体施工分为 5个节段分别浇筑，便于质
量控制，减少由于一次浇筑混凝土体积过大，混凝土水化放热使墩柱产生温度裂 缝。
斜肢腿采用平衡塔架法施工方式，通过斜拉支承体系，在墩柱下部预埋牛腿，
作为 Y 型肢腿外部型钢分配梁的下部支点，斜拉支撑的一侧锚固在分配梁外侧；
另一侧锚固在已完成的墩柱上的钢框架 （索塔 ） 上，由墩柱传递到承台，受力比较
明确。
图 1 平衡塔架法立面布置图
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采用智能张拉压浆施工技术，变人工操作为智能机械自动控制，实现精确同
步，自动施工提升张拉精度。改变了传统的质量管理模式，一键式操作简单易懂， 实
现远程监控，全过程系统自动运作，施工规范，系统自动打印数据表，实现 “智 能控
制、远程跟踪、及时纠错 ”，便于实行动态管理和历史溯源。
主桥墩柱施工过程中采用 BIM 技术进行前期施工模拟，规避施工过程中出
现的碰撞问题；解决施工过程中钢绞线架设、定位等难题；试拼装墩柱分块钢模
板，节约工期。 BIM 前期模拟提供技术支持，将每个工况下的结构受力状态清
晰地把握住，保障施工安全、结构安全。
3 经济、环境、社会效果分析
(1) 经济效果分析
本工程采用预埋索塔形成的斜拉结构，减少了水中平台的搭设，为后续施工
提供便利，每个主墩节省了 15 天。
经计算，本工程主墩 4个，每天按工人 100 人计算，人工费每日 200 元。
节约工期成本 4×10 ×100 ×200=80 万元；
节省钢管桩成本： 46 ×24 ×122.716 ×4=54.2 万元；
塔吊租赁： 2×2×3=12 万元；
采用型钢定型模板增加成本费用 15.4 万元；
采用钢结构索塔增加成本费用约 63 万元；
共计成本节约： 80+54.2-12-15.4-63=43.8 万元。
采用 BIM 技术对施工过程进行前期施工模拟，以三维可视化的形式表现出
结构物的形状并模拟工程建设的施工方案，优化结构施工管理，减少因施工错误
所造成的返工，节约工期和施工成本，经综合测算采用 BIM 技术工节约施工成
本约 30 万元。
综上，海河特大桥大角度大悬臂水中 Y 型主墩模板的安装与拆除过程中共
节约成本： 43.8+30=73.8 万元。
(2) 社会效果分析
由于工效的提高，使得本工程施工工期缩短 23 天，避开了海河的汛期施工，
缩短了整个桥梁下部结构施工的工期。保证了海河特大桥的整体工期，确保了蓟
汕高速 （津滨高速～津晋高速 ） 工程如期履约。水中墩柱分节段施工、平衡塔架
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法施工、预应力智能张拉压浆技术以及 BIM 技术的应用取得了较好的施工效果，
和一次性成型浇筑对比，工期短、环保、不影响通航、省材料，取得了很好的社会
经济效益。
采取了各项新技术，有效加快施工进度，确保合同工期的实现；保证工程质
量，节能、环保；现场管理科学化、规范化、标准化、信息化，展现中建品牌形 象。
4 知识产权情况
《墩柱保护层调节器》 ，专利号： ZL201520176506810
5 适用范围
该工法适
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