重慶雙碑大橋20cm超小間距雙肢墩施工技術(shù)研究

黃猛，賀恩明，周之清，李疑，楊壽忠

（1貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴陽 550081；2重慶城建控股（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶 400013；3重慶建工集團(tuán)股份有限公司，重慶 401122；4重慶市江北區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，重慶 400020）

0 前言

連續(xù)剛構(gòu)橋、塔梁固結(jié)的斜拉橋，墩柱結(jié)構(gòu)常常是設(shè)計(jì)成剛度相對(duì)較小的柔性墩，以適應(yīng)橋梁整體變形，所以單個(gè)橋墩設(shè)計(jì)為雙肢薄壁墩的情況十分常見。一般連續(xù)剛構(gòu)橋雙肢薄壁墩，墩間間隙均在1m以上，滿足單獨(dú)設(shè)置模板支架的操作空間。

將雙肢墩柱間隙減小，可以減少墩柱和承臺(tái)總體尺寸，弱化雙肢墩柱的外形設(shè)計(jì)，將使橋梁墩柱更柔、更美、更省，但墩間間隙小于模板安裝空間時(shí)，將會(huì)對(duì)施工造成較大的困難。針對(duì)類似超小間距的雙肢墩柱施工，如何安全、優(yōu)質(zhì)、節(jié)省、快速地完成施工，是一個(gè)難題。

在重慶雙碑嘉陵江大橋主橋下塔墩施工過程中，施工單位和科研單位共同開展了相關(guān)技術(shù)研究，研發(fā)了一種橋梁施工超小間距雙肢墩柱整體模板，并總結(jié)形成了一種橋梁超小間距雙肢墩柱的施工工法。該模板體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，安全可靠，成本低，效率高，施工后結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量好，在雙碑大橋兩個(gè)主墩施工中成功應(yīng)用，取得了較好的效果。

1 工程概況

重慶雙碑嘉陵江大橋主橋?yàn)楦叩退嗡髅嫘崩瓨?，塔柱位于橋梁主梁中軸線上，為塔梁固結(jié)體系，主梁將塔柱分割為上塔墩和下塔墩，高低塔柱形似兩座方尖碑，與“雙碑”地名和雙碑地形完美結(jié)合，是一座非常漂亮的城市橋梁。大橋結(jié)構(gòu)如圖1。在下塔墩的設(shè)計(jì)上，為了避免上、下塔墩結(jié)構(gòu)外形相差太大，又能保證下塔墩的柔度，下塔墩順橋向設(shè)計(jì)為兩個(gè)分離式塔墩（順橋向間距僅0.2m），每個(gè)墩均為單箱單室變截面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在墩底部和墩頂部的2m范圍內(nèi)連為整體。由于雙肢墩間間隙較小，遠(yuǎn)觀時(shí)間隙不明顯，與下塔墩橫斷面上的豎向凹凸造型十分類似，達(dá)到美觀的效果。下塔墩構(gòu)造如圖2。

圖1 重慶雙碑大橋總體圖

圖2 下塔墩小間距雙肢墩順橋向結(jié)構(gòu)圖

2 施工方法選擇

對(duì)于雙碑大橋主塔墩的施工，施工單位查閱了相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，類似超小間距雙肢墩柱施工，國(guó)內(nèi)未見相關(guān)報(bào)道。項(xiàng)目實(shí)施前，對(duì)20cm小間距雙肢墩柱施工方案進(jìn)行了認(rèn)真研究，提出了兩種方案并進(jìn)行了比選。

方案一，采用一次性木模板，填在雙肢墩間隙中間，外側(cè)按常規(guī)模板將雙肢墩柱當(dāng)作一個(gè)墩柱，進(jìn)行整體施工。這種方案施工方法簡(jiǎn)單，不利之處是木模板填在間隙之間無法拆除，影響美觀，同時(shí)浪費(fèi)木材。

方案二，采用特制小間距模板體系進(jìn)行施工。這種方案施工巧妙，除鋼模板外，僅需要加工部分楔形型鋼，即可滿足施工要求。楔形型鋼可以周轉(zhuǎn)使用，工程完工后，也可按廢鋼材回收。

方案對(duì)比見表1。

表1 方案比較表

從綠色施工方面比較，在滿足施工質(zhì)量、施工安全的前提下，方案二更環(huán)保、更節(jié)材。以雙碑大橋高塔、低塔兩個(gè)雙肢墩柱施工為例（20cm間距，兩墩合計(jì)高120m，寬約12m），經(jīng)濟(jì)比較分析如表2（相同的投入不比較，僅比較小間距模板部分）。

通過比選，方案二優(yōu)于方案一，因此施工項(xiàng)目部采用了特制模板，進(jìn)行超小間距的雙肢墩柱的施工。

該方案通過技術(shù)創(chuàng)新，解決了超小間距雙肢墩柱的施工難題，達(dá)到了美觀、優(yōu)質(zhì)、安全、節(jié)約的目的，得到了業(yè)主、代理、監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位的一致肯定，同時(shí)還達(dá)到了節(jié)省了木材的目的，符合綠色施工“四節(jié)、一環(huán)保”的要求，具有較高的社會(huì)效益。

圖3 超小間距墩柱模板系統(tǒng)構(gòu)造圖（順橋向）

3 工藝原理及施工要點(diǎn)

3.1 工藝原理

超小間距墩柱間隙兩側(cè)模板設(shè)正楔形 （上小下大的楔形）背枋，與倒楔形（上大下小的楔形）型鋼組成的超小間距模板體系，墩柱模板體系如圖3所示。

其原理如下：

（1）雙肢墩柱除中間間隙模板外，其余模板與普通墩柱模板相同。

（2）中間間隙模板，根據(jù)間隙大小設(shè)計(jì)為兩側(cè)模板面板和正楔形型鋼背枋，與模板面板焊接。當(dāng)間隙大于10cm時(shí)，在模板面板背后焊小角鋼或槽鋼形成加勁肋，再在加勁肋外側(cè)焊正楔形型鋼背枋。

（3）安裝好模板，采用木墊塊墊在中間間隙模板之間，并且對(duì)拉桿固定，然后利用倒楔形型鋼，插入模板正楔形型鋼背枋之間，并壓緊。

（4）緊固模板體系、對(duì)拉桿，檢查合格后，澆筑墩身混凝土。

表2 經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算表

（5）墩身混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到拆模條件后，松脫對(duì)拉桿，拔出倒楔形型鋼，采用塔吊配合安裝下一節(jié)段墩身超小間距模板。

3.2 工藝流程

按設(shè)計(jì)圖加工好模板系統(tǒng)→安裝正常模板→安裝中間間隙模板→設(shè)置中間模板間墊木和對(duì)拉桿→插入倒楔形型鋼→模板成型檢查→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆除對(duì)拉桿→拔出倒楔形型鋼→拆除模板至下一節(jié)段。

3.3 施工要點(diǎn)

3.3.1 小間距模板和楔形型鋼設(shè)計(jì)[1-2]要求

保證模板尺寸準(zhǔn)確，與塔墩爬模其余部分模板能完全配合；模板體系應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，保證模板有足夠強(qiáng)度、剛度。中間間隙模板根據(jù)間隙大小，設(shè)計(jì)間隙兩側(cè)模板面板和正楔形型鋼背枋，與模板面板焊接，焊縫設(shè)置滿足受力要求。

3.3.2 模板加工要求

針對(duì)小間距模板，正楔形背枋的斜度應(yīng)適應(yīng)于間隙寬度，斜面光滑、順直。

（1）選擇有較高技術(shù)裝備水平和資質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)加工單位進(jìn)行模板制作。

（2）加強(qiáng)在模板制作各個(gè)工序的檢查驗(yàn)收工作。模板幾何尺寸符合設(shè)計(jì)要求，平整度要滿足規(guī)范[3]要求。

（3）模板制作完成后采用合適的包裝保護(hù)措施，防止運(yùn)輸過程中變形。

3.3.3 中間間隙模板安裝[4]

中間間隙模板根據(jù)寬度沿豎向可分為幾塊，單塊重量滿足塔吊吊裝要求即可，安裝應(yīng)確保順直，并與已澆筑的墩身銜接10cm左右。

（1）安裝前由測(cè)量人員對(duì)爬模模板進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

（2）模板必須使用設(shè)計(jì)吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝。

（3）超小間距塔身模板和其他爬模模板用定位銷定位，用螺栓連接。

（4）兩塔肢模板之間用拉桿連接并固定在內(nèi)模上，拉桿孔用海綿封堵。

（5）在中間間隙設(shè)置墊木，通過對(duì)拉桿對(duì)拉，使間隙兩側(cè)模板位置相對(duì)固定。

（6）兩塔肢超小間距模板上口之間采用特制鋼楔楔入進(jìn)行間距微調(diào)，并作固定，保證間距均勻、固定牢固。插入倒楔形型鋼時(shí)，應(yīng)將倒楔形型鋼與模板正楔形型鋼對(duì)齊，通過限位卡從中間逐次下插倒楔形型鋼，全部下插到位后，人工錘擊緊固。

（7）加強(qiáng)對(duì)模板安裝過程中的檢測(cè)，確保安裝精度。

模板安裝后如圖4所示。

模板安裝完成后，緊固對(duì)拉桿并進(jìn)行全面檢查，防止模板偏位。

3.3.4 中間模板拆除

待一節(jié)段混凝土施工完成，達(dá)到拆除條件時(shí)，進(jìn)行模板拆除。對(duì)中間模板的拆除，需要通過塔吊、鏈條葫蘆吊掛模板，先拆除拉桿，利用墩柱混凝土支撐面，利用鏈條葫蘆拔出倒楔形型鋼，然后再拆除模板。

圖4 小間距雙肢墩順橋向模板安裝成型圖

圖5 超小間距雙肢墩柱施工實(shí)體圖

4 結(jié)束語

通過對(duì)超小間距雙肢墩柱施工技術(shù)研究，發(fā)明了一種適應(yīng)于超小間距雙肢墩施工的模板體系和相應(yīng)的施工方法，成功完成了重慶雙碑大橋高塔和低塔下塔柱20cm超小間距雙肢墩柱施工，墩柱外表美觀(見圖5)，質(zhì)量合格，施工成本有較大節(jié)約，在施工期間未發(fā)生一例安全事故，實(shí)現(xiàn)了在保證安全、質(zhì)量的前提下節(jié)約成本，取得良好的效果，目前重慶雙碑大橋已竣工通車。該技術(shù)的成功運(yùn)用，可以為類似工程提供參考。

[1]建設(shè)部.GB 50017－2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

[2]魏宏廣.馬巷大橋墩柱模板設(shè)計(jì)[J].工程技術(shù)，2011（1）.

[3]交通部.JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 [S].北京：人民交通出版社，2011.

[4]周光毅，劉進(jìn)貴.全鋼定型模板施工技術(shù)在大連快軌三號(hào)線十五號(hào)橋異形墩柱工程中的應(yīng)用[J].建筑施工，2002（2）.