紅柳河特大橋空心墩施工技術(shù)

朱旭波

(烏魯木齊鐵路局哈密鐵路建設(shè)指揮部，新疆哈密 839000)

1 概述

蘭新線改建段紅柳河至煙墩段紅柳河特大橋，為跨越紅柳河而設(shè)，中心里程為DK1156+785。設(shè)計為雙線74跨32 m梁，橋全長2 436 m，位于R=2 000 m的曲線上。本橋上部結(jié)構(gòu)采用32 m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁，下部結(jié)構(gòu)為蘭臺采用雙線T型橋臺，烏臺采用雙線挖方內(nèi)橋臺，1#—16#墩及71#—73#墩采用雙線圓端形實體橋墩，17#—70#墩采用圓端形空心橋墩。其中空心墩施工過程中，墩內(nèi)、外模板坡比均為65∶1，采用定型鋼模，分段組立、分段施工。每次組立4 m，澆筑4 m，澆筑速度不超過2 m/h。隨著混凝土的連續(xù)灌筑，下層混凝土達(dá)到拆模強度后，用汽車吊配合，自下而上將模板拆除，移至下一模板墩高相符墩位進(jìn)行組立。拆除時將最上端定型鋼模留下，以備繼續(xù)拼接上部模板，如此循環(huán)往復(fù)，完成橋墩的灌筑施工。

2 空心墩墩身施工

2.1 鋼筋加工

鋼材經(jīng)質(zhì)量檢驗其技術(shù)性能符合現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定，方準(zhǔn)使用，試驗不合格的鋼材不得使用。

鋼筋加工流程為:鋼材質(zhì)量檢驗→鋼筋下料→彎曲成型→制作定位網(wǎng)片→鋼筋綁扎、焊接。

鋼筋下料使用鋼筋調(diào)直機(jī)、切斷機(jī)或砂輪切割機(jī)下料。控制下料尺寸，保證其容許偏差在規(guī)范要求之內(nèi)。鋼筋彎曲成型先按1∶1的比例放大樣，長鋼筋從鋼筋中部開始逐步向兩端彎。彎起處不得有裂紋、鱗落和斷裂現(xiàn)象。鋼筋成型后應(yīng)逐一檢查，然后分類捆扎、掛牌標(biāo)識存放。

制作定位網(wǎng)片時不得使用彎曲和帶接頭的鋼筋。在模具上焊制鋼筋網(wǎng)片時，鋼筋應(yīng)互相平直并焊牢。加工好后按編號放置有序。

鋼筋在模板內(nèi)現(xiàn)場綁扎，使用22#扎絲綁扎骨架，對重點部位及易變形部位可施以點焊以保證骨架的幾何形狀。鋼筋采用電弧焊，接頭焊縫平整不得有較大的缺陷、焊瘤和裂紋。

2.2 定型鋼模制作

空心墩墩高均在30 m以上，墩身模板根據(jù)墩身高度在其最底部設(shè)置調(diào)整節(jié)。調(diào)整節(jié)分為0.5，1.0和1.5 m，除此之外墩身內(nèi)、外模均按照2 m一節(jié)定制，按坡比自下而上依次組立。模板制作精度如下:尺寸誤差＜2 mm，傾斜角偏差＜1.5 mm，孔位誤差＜1 mm。為確保工程質(zhì)量，模板由北京天元模板有限公司在工廠內(nèi)設(shè)計加工制作，運送至現(xiàn)場組裝。模板用槽鋼骨架與6 mm鋼板組焊成整體，螺栓連接，內(nèi)外模之間以精軋螺紋鋼配以精軋螺帽拉結(jié)，以確保空心墩內(nèi)外模聯(lián)結(jié)剛度及澆筑需求。

2.3 模板組立

模板組成、校正、拆裝以及墩形控制是空心墩施工的重點。

本工程空心墩模板組立不設(shè)外腳手架，采用在墩身內(nèi)腔搭設(shè)內(nèi)腳手架及在墩身外模上設(shè)立外掛架的方式施工。施工過程中每4 m或6 m為一段，組裝拼接墩身內(nèi)、外模，組立一段澆筑一段，每次組裝的模板底部都立在已澆筑混凝土的模板上。模板組件經(jīng)檢查，符合截面尺寸無誤后，按照模板設(shè)計拼接圖進(jìn)行組立，內(nèi)外模間設(shè)帶螺紋的精軋螺紋鋼對拉螺栓，兩端以精軋螺帽緊固，以保證模板整體強度和剛度，滿足澆筑需求。墩身內(nèi)腔搭設(shè)腳手架作為裝拆內(nèi)模、人員爬升及澆筑混凝土工作平臺之用。在搭設(shè)腳手架的同時，同步搭設(shè)之字形施工檢查梯，檢查梯寬1 m，防護(hù)欄桿高1.5 m，滿掛安全密目網(wǎng)，踏步間距0.3 m。內(nèi)腳手架以標(biāo)準(zhǔn)鋼管及連接件搭設(shè)而成，為保證施工進(jìn)度及模板施工的連貫性，設(shè)計的墩內(nèi)操作平臺在墩身施工過程中暫不考慮，待墩身完成后再予施工。安裝和拆卸模板，提升吊籃以及鋼筋等物品的垂直運輸均由25 t汽車吊完成?？招亩胀饽Ｗ缘撞恳陨? m起，每個直段和圓端部均用螺紋鋼焊接外掛架。外掛架外形為等腰直角三角形，直角端及一個45°角端直接與外模焊接，焊接強度和剛度滿足人員操作及必要的工具材料堆放需求。另一端邊緣焊接防護(hù)鋼筋網(wǎng)，并以密目網(wǎng)布設(shè)，防止人員跌落及物品墜落。外掛架寬度0.6 m，防護(hù)欄高度1.2 m。

當(dāng)定型模板組拼成型后，所有螺栓不必擰緊，留出少量松動余地。模板前后方向偏斜的調(diào)整通過手拉葫蘆拉至正確位置，左右偏斜的調(diào)整則在模板底邊靠傾斜方向的一端塞加墊片實現(xiàn)。模板之間的縫隙塞有橡膠條，防止漏漿。由于模板制作及起始第一節(jié)模板調(diào)整的精度都很高，以后每次調(diào)整幅度很小。調(diào)整完畢后，擰緊全部螺栓，墩身模板控制標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 墩身模板控制標(biāo)準(zhǔn)

在安裝鋼筋的同時，若下部墩身混凝土強度滿足拆模條件時，可以開始自下而上拆除下部4 m的外模。拆模時用手拉葫蘆將下面一節(jié)模板與上面一節(jié)模板上下掛緊，同時另設(shè)兩條鋼絲繩栓在上下節(jié)模板之間。拆除左右和上面的連接螺栓，然后通過兩個設(shè)在模板上的簡易脫模器使下節(jié)模板脫落。脫模后放松葫蘆，使拆下的模板由鋼絲繩掛在上節(jié)的模板上。然后逐個將四周各模板拆卸并懸掛于上節(jié)模板上。這樣將拆模工作和鋼筋安裝工作同時進(jìn)行，節(jié)約至少半天時間，同時最大限度地減少了對吊車工作時間的占用。

2.4 混凝土澆筑

實心墩和空心墩混凝土采用37 m或48 m混凝土汽車泵泵送入模，澆筑應(yīng)分層、分段對稱進(jìn)行，分層厚度20～30 cm。拌合物入模時，要均勻分布，采用插入式振搗器搗固，振搗時應(yīng)避免觸及鋼筋及模板，振搗器插入下一層混凝土中的深度不超過5 cm。澆筑后混凝土表面距模板上緣有不小于10～15 cm的距離。墩身非承重模板脫模時其強度應(yīng)不低于2.5 MPa，防止在其自重作用下坍塌變形。脫模后開始覆蓋薄膜灑水養(yǎng)生，冬期拆模應(yīng)選擇在中午12時至16時，拆除模板后立即采用暖棚法或電熱毯法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.5 墩頂封閉

當(dāng)模板支立至墩頂封閉段底模設(shè)計起點標(biāo)高時，在內(nèi)外側(cè)模上安裝封閉段模板。其內(nèi)模支架采用焊接鋼桁架，模板采用5 cm厚的木板，拼縫要嚴(yán)密。

2.6 施工縫處理

施工縫處的水泥砂漿薄膜、松動石子或松弱混凝土層應(yīng)鑿出，并用水沖干凈，濕潤，但不得存有積水。新混凝土澆筑前，宜在橫向施工縫處先鋪一層15 mm并與混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂漿，或鋪一層厚度約30 cm的混凝土，其粗骨料應(yīng)比新澆筑混凝土減少10%，然后再接續(xù)澆筑新層混凝土。

2.7 混凝土養(yǎng)護(hù)

在混凝土澆筑完成并且初凝后，予以灑水養(yǎng)護(hù)并采用塑料膜覆蓋，保證混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)生期最少保持7 d或監(jiān)理工程師批示的天數(shù)。養(yǎng)護(hù)用水及材料不能使混凝土產(chǎn)生不良外觀。混凝土灌注完成2～3 d后，立即采用循環(huán)水管對墩臺身內(nèi)部冷卻降溫?；炷帘砻娓采w棚布，采取噴霧灑水對混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)7 d以上。待噴霧灑水養(yǎng)護(hù)7 d以上且水泥水化熱峰值過后，撤除棚布，使用塑料薄模將混凝土暴露面緊密覆蓋14 d。

2.8 施工洞留設(shè)

本空心墩施工工藝考慮內(nèi)腳手架施工，因此需在底部2.5 m實心段上部留設(shè)施工洞，施工洞寬0.6 m，高1.2 m。在澆筑該部位空心墩時設(shè)擋板，鋼筋留夠搭接長度并暫時彎起，待空心墩內(nèi)部操作平臺及踏步拆除完畢后予以澆筑封閉。

2.9 安全措施及質(zhì)量檢查

空心墩施工為高空作業(yè)，要對施工人員進(jìn)行安全教育，嚴(yán)格執(zhí)行高空作業(yè)安全制度和規(guī)定。要經(jīng)常檢查以保障模板結(jié)構(gòu)、工作平臺和檢查梯的牢固性。

為保證質(zhì)量，每天要用測量儀器檢查中線水平1～2次，發(fā)現(xiàn)偏移和扭轉(zhuǎn)應(yīng)及時糾正。

3 施工流程

空心墩施工流程見圖1。

圖1 空心墩施工流程

4 人員組織及機(jī)械配置

1)主要勞動力配置見表2。

表2 勞動力配置

2)主要機(jī)具配置見表3。

5 監(jiān)控及糾偏方法

根據(jù)基頂中心放出立模邊線，立模邊線外用砂漿找平，找平層用水平尺分段抄平，待砂漿硬化后由線路中心向兩側(cè)立模。第1節(jié)段模板安裝后，用水準(zhǔn)儀和全站儀檢查模板頂面標(biāo)高和墩身中心及平面尺寸，符合標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)入下道工序。每節(jié)段立模前和混凝土灌筑后，在無太陽強光照射、無大風(fēng)、無振動干擾的條件下測定墩身立模中心和縱、橫向中心線，偏差不大于3 mm。在一般情況下大多數(shù)用全站儀放出墩身的控制點，在施工環(huán)境風(fēng)力較大時，也可以考慮使用激光垂直儀測量垂直偏差。同時還需要定時對墩身中心及扭轉(zhuǎn)進(jìn)行坐標(biāo)測量，以確保墩身位置方向的正確。

表3 主要施工設(shè)備

6 結(jié)語

通過紅柳河特大橋空心墩施工的全過程，總結(jié)了在受自然條件的影響下通過在墩身內(nèi)搭設(shè)內(nèi)腳手架及在墩身外模上設(shè)立外掛架的方式，采用定型鋼模，分段組立、分段施工的方法進(jìn)行空心墩施工的技術(shù)，為以后同類型的工程提供了參考價值。

［1］中華人民共和國鐵道部.TB 10424—2003 鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國鐵道出版社，2003.

［2］中華人民共和國鐵道部.TB 10415—2003 鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國鐵道出版社，2003.

［3］中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)(2005)157號 鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［4］中華人民共和國鐵道部.TZ 203—2008 客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［5］中華人民共和國鐵道部.TB/T 3054—2004 鐵路混凝土工程預(yù)防堿—骨料反應(yīng)技術(shù)條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2004.

［6］李向海.橋墩可調(diào)直徑鋼模板的研制與試用［J］.鐵道建筑，2007(5):13-15.