二級(jí)公路橋梁工程中薄壁空心墩的施工技術(shù)

汪強(qiáng)（重慶市爆破工程建設(shè)有限責(zé)任公司，重慶400020）

二級(jí)公路橋梁工程中薄壁空心墩的施工技術(shù)

汪強(qiáng)
（重慶市爆破工程建設(shè)有限責(zé)任公司，重慶400020）

由于某些公路經(jīng)過地地形差異較大，公路橋梁的橋墩高度也隨之增高，近年輕型橋梁結(jié)構(gòu)有了重大的發(fā)展，其中薄壁空心墩以其施工速度快、投資成本低的獨(dú)有特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用。該文通過昭巧二級(jí)公路第三標(biāo)段小楊保大橋薄壁空心墩的實(shí)踐，塔吊配合翻模施工，確?；炷临|(zhì)量、施工工期，系統(tǒng)地闡述了薄壁空心墩具體的施工方法及技術(shù)要點(diǎn)。

公路施工；橋梁工程；薄壁空心墩；昭巧二級(jí)公路

1 工程概述

位于昭巧二級(jí)公路第三標(biāo)段上的k86+825小楊保大橋，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用30m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，先簡(jiǎn)之后連續(xù)；下部構(gòu)造橋墩采用柱式墩、薄壁空心墩；樁基礎(chǔ)；橋臺(tái)采用U臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)。其中，小楊保大橋3#、4#橋墩基礎(chǔ)為4根Φ2.0m鋼筋混凝土群樁，承臺(tái)8.5m×8.0m×3.5m，墩柱為2個(gè)4.4m×2.6m鋼筋混凝土薄壁空心墩，每個(gè)墩柱內(nèi)有兩個(gè)空心段，空心段壁厚0.5m，距離墩頂和墩底處1.0m均為實(shí)心段，墩高分別為55m、60m，每個(gè)墩柱中間加一道橫隔梁，橫隔梁厚0.5m，墩柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30[1]。

圖1 翻模施工工藝流程

2 施工方案

2.1 施工工藝

該薄壁空心墩施工工藝采用翻模，施工工藝流程見圖1。

2.2 施工方法

2.2.1 鋼筋工程

由于墩柱比較高，鋼筋不可能一次焊好，一般在鋼筋場(chǎng)完成，成型后采用分段機(jī)械連（焊）接、綁扎的方法施工，鋼筋定位要上下預(yù)埋定位筋，來保障鋼筋位置的準(zhǔn)確性，墩身主筋連接采用直螺紋機(jī)械連接。

（1）準(zhǔn)備工作

對(duì)已完工的承臺(tái)養(yǎng)生達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，精確放樣并檢校預(yù)埋墩身鋼筋。依據(jù)墩身控制點(diǎn)用墨斗彈出墩身輪廓線，見圖2。

圖2 墩身輪廓線示意圖

（2）鋼筋配料

熟悉施工圖，了解整個(gè)墩柱配筋情況，審查每一個(gè)構(gòu)件鋼筋編號(hào)，核對(duì)各編號(hào)鋼筋的直徑、長(zhǎng)度、根數(shù)。

（3）鋼筋加工

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)鋼筋進(jìn)行下料。墩身主筋采用直螺紋套筒連接。為保證墩粗鋼筋的質(zhì)量，每加工一根墩粗直螺紋鋼筋用通規(guī)和止規(guī)檢測(cè)。不合格的端頭應(yīng)切去后重新加工，已車好絲的螺紋筋要用塑料套頭保護(hù)絲扣。

第一根鋼筋成型后應(yīng)與圖紙上標(biāo)明的形狀尺寸進(jìn)行復(fù)核，經(jīng)核實(shí)無誤后再成批生產(chǎn)。

（4）鋼筋的綁扎

在薄壁空心墩主筋上劃出鋼筋的位置線，用十字花扣和反十字花扣進(jìn)行綁扎，綁扎中注意調(diào)整主筋的位置，各交叉點(diǎn)用鐵絲綁扎結(jié)實(shí)，必要時(shí)亦可點(diǎn)焊焊牢。為了確保鋼筋骨架的豎直度，骨架四角豎筋必須用垂直找正，以免綁扎成型骨架傾斜。鋼筋綁扎工作平臺(tái)示意圖見圖3。

圖3 鋼筋綁扎工作平臺(tái)示意圖

（5）保護(hù)層的控制

為了保證保護(hù)層的厚度，在鋼筋與模板間設(shè)置異型砂漿墊塊和鋼筋綁扎牢固并互相錯(cuò)開或在鋼筋頂面用木楔做支墊，當(dāng)澆筑完混凝土后拆除木楔，并保證混凝土拆模后表面不顯示墊塊痕跡。

2.2.2 塔吊安裝

為滿足墩身施工的需要，在墩身的側(cè)向安裝QTZ63附著式塔吊，用于橋墩材料及施工機(jī)具設(shè)備的垂直運(yùn)輸。塔吊靠近承臺(tái)設(shè)置，附墻架錨固橋墩上，塔吊基礎(chǔ)按規(guī)定綁扎鋼筋，預(yù)埋預(yù)埋件并澆筑混凝土。塔吊的附墻架應(yīng)嚴(yán)格按照廠家提供的資料的要求進(jìn)行安裝布置，橋墩施工人員上下均利用操作架設(shè)置的梯道解決。模板采用塔吊輔助提升，人工安裝。由于當(dāng)?shù)仫L(fēng)力較大，所以在薄壁墩隨施工高度增高時(shí)，塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)升高時(shí)塔吊塔身的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)也要作護(hù)墩處理。

2.2.3 腳手架工程

工程用腳手架均采用扣件式鋼管腳手架。人員上下由墩身外側(cè)搭腳手架設(shè)回旋梯解決，腳手架及回旋梯防護(hù)網(wǎng)設(shè)置齊全、安裝牢固可靠，確保人員上下安全。

隨橋墩的澆筑完成，將支撐架利用鋼管與橋墩鎖緊，以保證在施工過程中的穩(wěn)定性。

2.2.4 模板工程

模板運(yùn)到工地后進(jìn)行試拼，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可轉(zhuǎn)入使用。

墩身施工采取在高度上分段施工，分段高度約5.0m。墩身模板采用對(duì)拉桿固定，局部地方適當(dāng)加密。

空心墩內(nèi)模設(shè)置鋼管支撐架，保證內(nèi)模的穩(wěn)定和輔助內(nèi)部操作施工，同時(shí)利用對(duì)拉絲桿做防護(hù)平臺(tái)，滿掛安全網(wǎng)。

根據(jù)墩身翻模施工工藝，結(jié)合各墩身的設(shè)計(jì)高度和工期要求，將空心墩模板按0.5+4.0×1+0.5m高度組合，這樣空心墩每次可澆筑4.5m，留0.5m待下次澆筑，防止混凝土漏漿造成“裙子”缺陷。模板豎向接縫均采用法蘭螺栓連接，接縫間認(rèn)真粘貼泡沫塑料密封條以防止漏漿。

空心墩采用3套模板，每套正面由4塊2.0m×0.5m、8塊2.0m× 1.0m、側(cè)面由2塊2.0m×0.5m、4塊2.0m×1.0m矩形模板和0.3× 0.2m角模組合而成，優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)約模板材料的投入和吊裝輕便。在安裝墩身第一個(gè)5m段模板時(shí)，先安裝0.5m高模板支于承臺(tái)頂上，再安裝三節(jié)l.0m高模板，再安裝0.5m高模板，即構(gòu)成一個(gè)5m高澆筑高度。澆筑時(shí)，為了外觀質(zhì)量美觀，澆到4.5m高度，留0.5m下次澆筑，以此類推，當(dāng)?shù)诙位炷翉?qiáng)度達(dá)到3MPa，第一節(jié)段混凝土強(qiáng)度達(dá)到10MPa時(shí)，拆除第一段4.5m高模板，留0.5m高度模板。此時(shí)荷載由已硬化的墩身混凝土傳至基頂。拆除的模板安裝在保留在墩身上的第二節(jié)段模板上，連接固定好，這樣又構(gòu)成一個(gè)4.5m澆筑高度模板，當(dāng)其調(diào)整完畢后即可澆筑混凝土，具體詳見圖4。

圖4 翻模施工與塔吊平面布置示意圖

模板外設(shè)置兩層有欄桿的人行平臺(tái)，用Φ16的鋼筋焊制在模板外肋上，平臺(tái)上鋪木板，供安拆模板時(shí)操作使用。

模板的翻轉(zhuǎn)裝拆均由塔吊輔助完成，法蘭連接。

2.2.5 混凝土施工[2]

根據(jù)結(jié)構(gòu)物的大小和位置制定符合實(shí)際的澆筑順序、降溫防裂措施、保護(hù)層的控制等。板內(nèi)的雜物和鋼筋上的污垢應(yīng)清理干凈。空心墩墩身混凝土標(biāo)號(hào)為C30，混凝土施工配合比由工地試驗(yàn)室根據(jù)原材料自身特點(diǎn)及天氣情況適時(shí)調(diào)整，并對(duì)坍落度進(jìn)行控制?？招亩毡谳^薄（0.5m），對(duì)混凝土的和易性和水灰比要求較高，采用集中攪拌，并嚴(yán)格控制混凝土攪拌時(shí)間1.0～1.5min。特別注意第一段及調(diào)平段澆筑的混凝土，預(yù)留接縫鋼筋以便與上段混凝土牢固粘結(jié)和計(jì)算每段的混凝土高度，以便使留下的墩上部長(zhǎng)度正好為翻模長(zhǎng)度的整倍數(shù)。

（1）混凝土的運(yùn)輸與澆筑

混凝土采用罐車運(yùn)輸，泵送、串筒布料入倉(cāng)。按照混凝土泵送施工程序，先打水清洗濕潤(rùn)泵管，接著泵送水泥漿或砂漿，以潤(rùn)滑泵送管道系統(tǒng)。注意水和砂漿禁止泵入倉(cāng)內(nèi)。混凝土自由傾落度大于2m時(shí)均采用串筒以防混凝土離析。澆筑時(shí)按照水平、分層均勻?qū)ΨQ澆筑，并做好灌注記錄，并將混凝土澆筑至模板平齊，使施工縫與模板縫在同一位置上，不允許超出模板，一般低于模板1mm為宜。

（2）混凝土的振搗[3]

墩身采用50型插入式振搗棒，要求施工人員操作熟練，在內(nèi)外操作平臺(tái)上振搗插入點(diǎn)的次序采用交錯(cuò)式，振搗要充分、密實(shí)，振搗按操作規(guī)范要求進(jìn)行，在下層混凝土初凝前澆筑完上層混凝土。為保證新澆混凝土與先澆混凝土結(jié)合良好，當(dāng)澆筑上層混凝土?xí)r，振動(dòng)棒要插入下層5～10cm。每一點(diǎn)應(yīng)振搗至混凝土不下沉、不冒氣泡、表面平坦、泛漿為止，振完后徐徐拔出振動(dòng)棒。

在混凝土澆筑過程中，應(yīng)注意模板、支架等支撐情況，如有變形或沉陷應(yīng)立即校正并加固。作業(yè)隊(duì)要派專人檢查模板和拉桿變化情況，在混凝土澆筑結(jié)束前，應(yīng)及時(shí)恢復(fù)因施工人員操作或設(shè)泵管所需而被挪動(dòng)的鋼筋的正確位置。

（3）脫模及養(yǎng)護(hù)

脫模應(yīng)該掌握好時(shí)間，一般當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)開始拆模。模板拆除時(shí)混凝土頂面外的一施工段模板不予拆除，作上一段模板的導(dǎo)向模板，模板頂口設(shè)對(duì)拉鎖口。

混凝土的養(yǎng)護(hù)[4]：由于墩柱較高，混凝土養(yǎng)護(hù)采用無色塑料薄膜包裹，拆模后立即用塑料薄膜包裹，自然蒸養(yǎng)的方法，必須保證要有足夠的水份以及塑料膜無破損、不透氣?；炷翉?qiáng)度達(dá)到2.5MPa前，不得使其承受任何外加荷載。

當(dāng)外界氣溫低于5℃時(shí)，對(duì)墩身進(jìn)行覆蓋保溫，不得灑水。

（4）翻模施工中空心墩線型控制

空心墩的線型控制主要通過施工測(cè)量來進(jìn)行?？招亩帐┕y(cè)量控制內(nèi)容包括：空心墩定位測(cè)量、空心墩高程測(cè)量和空心墩垂直度測(cè)量。

①空心墩定位測(cè)量

采用三維坐標(biāo)控制法。每個(gè)墩臺(tái)施工前，先由項(xiàng)目測(cè)量班用全站儀進(jìn)行4個(gè)角點(diǎn)定位，設(shè)置好橫、縱向護(hù)樁，給施工隊(duì)交底。

②空心墩高程測(cè)量

采用三角高程法。用直徑10mm的鋼條焊成“豐”字形覘標(biāo)，3根橫條間隔15～20cm。再把覘標(biāo)焊在事先選定的墩身鋼筋上，作為觀測(cè)豎直角的觀測(cè)點(diǎn)。覘標(biāo)間距用鋼尺丈量，精確至mm。用豎直角最小讀數(shù)為2″級(jí)的經(jīng)緯儀觀測(cè)豎直角。至少觀測(cè)6個(gè)測(cè)回，以此來計(jì)算空心墩的高程。

③空心墩的垂直度測(cè)量

垂直度控制為墩身施工的重點(diǎn)項(xiàng)目，其豎直度控制不同于普通墩身施工。根據(jù)該橋墩身特點(diǎn)，主要采用吊垂線及全站儀相結(jié)合的方法控制墩身豎直度。由于墩身高需多次翻模，為保證墩身垂直度和中心位置準(zhǔn)確，施工中采用三維空間定位法，采用空間坐標(biāo)控制墩身十字線與模板交點(diǎn)的坐標(biāo)，測(cè)量?jī)x器采用全站儀。模型安裝完成后，利用全站儀直接測(cè)量坐標(biāo)與計(jì)算的理論坐標(biāo)對(duì)比，利用千斤頂調(diào)整模型，坐標(biāo)誤差在10mm以內(nèi)，然后用不同的后視點(diǎn)重新測(cè)量一遍，確保結(jié)果一致；利用水平儀檢查模板頂標(biāo)高，誤差控制在5mm以內(nèi)。在混凝土的澆筑過程中，嚴(yán)格沿串筒兩邊向中間均勻分層澆筑，并在澆筑過程中使用1kg的垂球沿模板外側(cè)測(cè)量該節(jié)段的垂直度，指導(dǎo)混凝土澆筑順序。

3 結(jié)論

綜上論述，在公路橋梁中薄壁空心墩采用塔吊提升翻模施工的方法，既保證了橋墩的混凝土外觀及內(nèi)在的施工質(zhì)量，也保證了橋墩的工期，保證了整個(gè)橋梁在合理工期內(nèi)圓滿完成，為該項(xiàng)施工方法在其他類似工程施工積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

[1]黃河，汪強(qiáng).昭巧二級(jí)公路小楊保大橋薄壁空心墩施工方案[R].重慶市爆破工程建設(shè)有限責(zé)任公司，2010.

[2]中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部，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，2000.

[3]交通部第一公路工程總公司，公路施工手冊(cè)“橋涵”（上下冊(cè)）[M].北京：人民交通出版社，2000.

[4]鄭先奇.橋梁工程薄壁空心高墩施工技術(shù)[J].四川建筑，2012，32（4）.

責(zé)任編輯:孫蘇，李紅

Construction Technology of Thin-walled Hollow Pier in Secondary Highway Bridge Engineering

Since the terrain variance of some highways is significant,the pier height of the highway bridge increases as well.The light bridge structure has developed dramatically，and thin-walled hollow pier is extensively applied for its unique features of fast construction speed and low investment cost. Based on the construction practice of the thin-walled hollow pier of Xiaoyangbao bridge of Zhaoqiao Secondary Highway,this paper introduces the tower cranes and rollover construction to ensure concrete construction quality and duration,with the specific construction methods and key technical points for thin-walled hollow pier.

highway construction;bridge project;thin-walled hollow pier;Zhaoqiao Secondary Highway

U445

A

1671-9107（2017）05-0041-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.05.041

2013-12-01

汪強(qiáng)（1977-），男，重慶人，本科，高級(jí)工程師，主要從事項(xiàng)目施工技術(shù)和管理工作。