高烈度抗震設(shè)防區(qū)域高速鐵路橋墩密布鋼筋施工控制技術(shù)

陳永祥

（中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

高烈度抗震設(shè)防區(qū)域高速鐵路橋墩密布鋼筋施工控制技術(shù)

陳永祥

（中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

以滬昆鐵路客運專線（云南段）高烈度抗震設(shè)防區(qū)域橋梁墩身施工為對象，分析了此類地區(qū)橋梁墩身結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計的特征，提出了大直徑密布鋼筋橋梁墩身的鋼筋基底連接、空間拉結(jié)定位和混凝土澆筑與保護層控制等施工技術(shù)措施，有效地解決了墩身主筋、墩身箍筋及拉筋精確下料和定位安裝，以及主體鋼筋幾何形位和墩身混凝土保護層厚度控制等問題，實現(xiàn)了橋梁下部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制目標，進一步優(yōu)化了高速鐵路橋梁墩身施工工法。

高速鐵路；高烈度地震帶；墩身鋼筋；定位安裝技術(shù)

1 工程概況

滬昆鐵路客運專線云南段站前3標段位于昆明市嵩明縣境內(nèi)，標段線路長16.04 km，設(shè)計大中小橋18座，長8 711.457 m，其中16座橋梁位于高設(shè)防烈度（9度）地震區(qū)域。建造于高烈度地震區(qū)域的橋梁墩身共273個，墩身混凝土總量達45 270 m3，最高墩身為29 m。設(shè)計方面，為提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震等級，墩身主筋采用Φ32未經(jīng)高壓穿水處理的HRB400帶肋鋼筋，沿墩身截面環(huán)形布置，沿主筋橫向布置 Φ14HRB335帶肋鋼筋做箍筋，在主筋與箍筋相交點沿線路縱橫向布置拉筋；墩身順橋向側(cè)面設(shè)置45∶1收縮坡面，橋墩立面與結(jié)構(gòu)配筋見圖1。可見，高烈度地震區(qū)域的橋墩較低烈度地震區(qū)域在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面得到顯著加強的同時，也給工程施工技術(shù)提出了新的問題。

圖1 墩身截面及配筋圖

2 高烈度地震區(qū)域橋墩構(gòu)造設(shè)計

2.1 墩身主筋

除橋墩截面外形設(shè)計略有不同外，9度抗震設(shè)防烈度地震區(qū)域（Ag=0.4 g）高鐵橋墩墩身主筋設(shè)計為HRB400的Φ32螺紋鋼，而6度及以下抗震設(shè)防烈度地震區(qū)域（Ag≤0.05 g）高鐵橋墩墩身主筋設(shè)計為HRB335的Φ14螺紋鋼。兩者不僅鋼筋直徑存在較大差異，而且前者的鋼筋分布間距相對較小，導(dǎo)致墩身主筋的定位綁扎需要較高的控制精度和可靠的控制措施。若主筋定位誤差較大，則影響墩身的配筋設(shè)計效果；如果在鋼筋綁扎過程中對墩身主筋進行強制定位調(diào)整，則會導(dǎo)致墩身鋼筋出現(xiàn)較大內(nèi)應(yīng)力，對墩身后期工作狀態(tài)存在不利影響［1-2］。見圖2。

圖2 墩底截面配筋圖

2.2 墩身拉筋

由于高鐵橋梁墩身截面較大，且墩身高度較高，為保證沿墩身周邊布置的鋼筋網(wǎng)的穩(wěn)定性，在橫橋向及順橋向均設(shè)置對拉筋，且同向拉筋的布置間距僅為91 mm，這也是9度抗震設(shè)防烈度區(qū)域所特有的，6度及以下抗震設(shè)防烈度地震區(qū)域的墩身僅在順橋向設(shè)置拉筋，且設(shè)置間距多為500 mm。因?qū)钤O(shè)置間距較密，導(dǎo)致墩身在澆筑過程中不能讓作業(yè)人員進入混凝土澆筑面搗固，每次混凝土澆筑高度需要根據(jù)振搗設(shè)備的長度來決定，較為繁瑣。

3 大截面實心墩身施工方法

3.1 墩身模板制作與安裝

由于墩身順橋向外側(cè)面為45∶1斜面，為保證墩身混凝土外觀質(zhì)量及混凝土施工速度，墩身模板采用工廠化生產(chǎn)的整體鋼模板。單節(jié)模板設(shè)計高度按一次澆筑混凝土高度及模板節(jié)段循環(huán)調(diào)節(jié)需要配置，每節(jié)段高度1 m，每三個節(jié)段拼裝為一個單元，施工過程中周轉(zhuǎn)使用。模板用料：面板6 mm，邊框

12 mm×100 mm鋼板，豎向加勁肋采用10#槽鋼，橫向加勁肋采用10 mm×100 mm扁鋼，保證模板縱橫向剛度和吊裝穩(wěn)定性。此外，為約束模板在澆筑混凝土后幾何形狀和尺寸要求，采用14#槽鋼做縱橫向背架，并設(shè)置Φ20穿墻拉桿與背架拉結(jié)，控制背架的撓曲變形。施工過程中分節(jié)段安裝并澆筑混凝土［3-5］。

3.2 墩身主筋制作及安裝

墩身主筋設(shè)計采用未經(jīng)高壓穿水處理的Φ32HRB400帶肋鋼筋，與普通高速鐵路墩身鋼筋施工相同，可根據(jù)墩身高度、底部承臺尺寸以及鋼筋焊接要求，在鋼筋加工基地配置墩身主筋的下料長度并按使用數(shù)量和部位統(tǒng)一編號堆碼存放。同一橋墩，因順橋方向設(shè)置45∶1收縮坡率，使得順橋方向的墩身主筋較橫橋向的墩身主筋較長，墩身越高差別越大，因此，在墩身主筋加工時對橫橋方向的主筋與順橋方向的主筋采取分別加工捆綁與運輸措施。與普通高速鐵路墩身鋼筋施工不同，高烈度設(shè)防區(qū)域高速鐵路橋墩主筋，其鋼筋直徑大、間距小為保證施工精度，墩身主筋與承臺豎向鋼筋的連接與定位應(yīng)采取嚴格的措施。主筋定位采用全站儀對每根主筋預(yù)埋位置放樣、定位，并設(shè)置預(yù)埋定位筋，以保證主筋的基底平面位置正確；主筋長度控制，先行設(shè)置墩臺底面基準高程，焊接前，準確測量主筋的有效長度和焊接搭接長度，保證主筋的墩頂平面位置正確；由于墩身存在收縮坡率和墩頂橫橋方向擴展墩帽，主筋安裝過程中，在墩頂位置通過腳手架設(shè)置定位箍筋，并按編號，標注和定位主筋，以保證主筋的豎向形位正確［6-8］。墩身主筋連接，在準確定位后，先用點焊固定，待整個墩身鋼筋定位、數(shù)量與位置檢查合格后，再進行雙面焊滿焊，焊接時盡量在對稱位置同步施焊。墩身主筋安裝效果見圖3。施工中應(yīng)注意，墩身主筋須插入承臺墊塊或承臺1.6 m，并保證接頭相錯量和數(shù)量比例；墩身主筋接長時每次在接長主筋頂部設(shè)置定位箍筋，保證墩身主筋各次接長時的安裝質(zhì)量與精度。

圖3 墩身主筋安裝效果圖

3.3 墩身箍筋、拉筋制作及安裝

由于墩身順橋向有45∶1的放坡，墩身箍筋及拉筋從底部到頂部存在逐漸變短的過程，為保證箍筋及拉筋的加工、安裝質(zhì)量及實際施工可操作性以及合理控制鋼筋的損耗，在墩身箍筋及拉筋加工時將墩身高度按1 m為一個區(qū)段進行劃分，各個區(qū)段根據(jù)現(xiàn)場實際測量的箍筋周長以及拉筋的長度結(jié)合理論計算長度進行下料加工，各區(qū)段的箍筋及拉筋分別進行捆綁運輸，且對不同區(qū)段的鋼筋進行編號，保證在現(xiàn)場施工中準確安裝［9］。墩身主筋綁扎設(shè)置拉筋，對鋼筋綁扎成型質(zhì)量具有顯著影響，其工程效果見圖4。

3.4 墩身混凝土澆筑

墩身混凝土采用集中拌合，混凝土輸送車運輸，混凝土泵車入模的施工方法施工。因墩身拉筋布置較密，墩身混凝土坍落度、澆筑入模方式與振搗，成為控制其施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素［10］。

為保證混凝土的泵送流動性和和易性，混凝土坍落度要經(jīng)常保持在180 mm左右。墩身澆筑混凝土采用串筒引導(dǎo)，串筒可沿墩身橫橋方向布置左中右三處，澆筑時按從墩身兩側(cè)向中間順序澆筑?？紤]到單次混凝土澆筑高度為3～4 m，為防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，應(yīng)合理控制混凝土入模時自由下落的高度，通?？刂圃? m以內(nèi)。

混凝土振搗，可根據(jù)手提式振搗棒長度和澆筑高度控制在3～4 m，振搗半徑和插入點應(yīng)均勻合理。考慮到混凝土泵送速度和墩身澆筑工作面，每次澆筑配置4臺插入式振搗棒。另外，因施工工藝原因，承臺、承臺墊塊及墩身混凝土必須分別澆筑，并從四個方向均勻泵送入模，以免預(yù)埋墩身主筋受混凝土擠壓而導(dǎo)致變形。

圖4 墩身拉筋安裝效果圖

4 結(jié) 語

高烈度設(shè)防地震區(qū)域，高速鐵路實體橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計為滿足抗震設(shè)防要求，在墩身主筋規(guī)格、數(shù)量和布置密度等方面均得到顯著的加強，在原有施工工藝條件下，鋼筋施工難度和質(zhì)量保證成為關(guān)鍵技術(shù)問題。通過施工實踐和現(xiàn)場研究，在設(shè)計上應(yīng)增加主筋定位鋼筋（以1.5 m/道為宜）和墩頂處定位箍筋（以2 m/道為宜）；同時，為解決此類問題，所采用的墩身主筋定位安裝技術(shù)、箍筋和拉筋節(jié)段加工技術(shù)以及混凝土澆筑控制輔助技術(shù)等要綜合運用，從而有效地解決了墩身主筋、墩身箍筋及拉筋精確下料、定位安裝、主體鋼筋幾何形位和墩身混凝土保護層厚度控制等問題，實現(xiàn)了橋梁下部結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制目標，進一步優(yōu)化了高速鐵路橋梁墩身施工工法。

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Construction and Constrol Technology of The Densely Covered Steel in Bridge Piers on the High—Speed Railway in the High Intensity Seismic Reigon

CHEN Yongxiang

U445.55+9

B

1008-3707（2016）08-0040-04

2016-04-20

陳永祥（1982—），男，浙江德清人，工程師，從事工程施工技術(shù)管理工作。