高鐵建設(shè)中特大橋橋墩施工要點(diǎn)探討

王麗琴

摘 要：該文基于筆者多年從事高速鐵路土建工程施工的工作經(jīng)驗(yàn)，以某特大橋橋墩施工為研究對(duì)象，結(jié)合某高速鐵路特大橋3#墩31.5 m、7#墩39 m薄壁高墩的施工，研究探討了空心薄壁高墩施工方案選定、模板設(shè)計(jì)、混凝土的施工、高墩控制測(cè)量、混凝土外觀質(zhì)量控制措施，全文是筆者基于工程背景實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：空心高墩 薄壁 施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（c）-0020-02

1 工程概況

某高速鐵路特大橋全長(zhǎng)1 084.70 m，橋中心里程DK171+780.36位于，位于R=8 000 m的圓曲線上；全橋均在+6‰坡道上?？卓绮贾脼椋?0～32m+1～24 m+12～32 m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁。該橋3#墩墩高31.5 m，采用鉆孔樁基礎(chǔ)；7#墩墩高39 m，采用臺(tái)階式擴(kuò)大基礎(chǔ)；墩身為變截面空心墩，壁厚50 cm。橋址區(qū)為剝蝕低山及山間谷地，山谷洼地主要為旱地及梯形水田，海拔在161～200 m，相對(duì)高差40 m左右；洼地兩側(cè)山體主要為杉樹林，植被發(fā)育較好；地表水主要由大氣降水補(bǔ)給；地下水主要為孔隙潛水，整體水位埋深較深，一般為3.5～13.2 m，山谷稍淺，水量不大，地下水和地表水對(duì)鋼筋混凝土均無侵蝕性。

2 總體施工方案

由于橋址區(qū)屬剝蝕低山及山間谷地地貌，地面起伏相對(duì)不大，施工條件相對(duì)惡劣，這就要求施工方案必須解決垂直運(yùn)輸、水平運(yùn)輸、混凝土輸送、支架模板等問題。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及工期要求，對(duì)各種施工方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，采用移挖作填盡量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形順橋修建一條施工便道，既滿足各墩的施工需要，又解決了材料的運(yùn)輸問題，保證了工期。垂直運(yùn)輸方面，因全橋除2#墩高23 m，3#墩高31.5 m、4#墩高21.5 m、6#墩高30.5 m、7#墩高39 m、8#墩高25.5 m、9#墩高26 m，其他墩高均在10 m以內(nèi)，故采取在3#墩處及7#墩處設(shè)置塔式吊機(jī)各一臺(tái)，其他墩臺(tái)施工采用汽車吊施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形在28#墩及15#墩處設(shè)置混凝土攪拌站及鋼筋加工廠一處，混凝土的輸送采用HBT60C-1413DⅢ型拖式混凝土輸送泵，另外配合2輛6立方混凝土罐車。人員的施工作業(yè)通道：3#、7#墩利用塔式吊機(jī)內(nèi)鐵梯上下，其他墩身施工充分利用墩身內(nèi)檢查梯進(jìn)行上下，確保人員的施工安全，見圖1。

3 墩柱模板設(shè)計(jì)

根據(jù)該工程特點(diǎn)及施工要求，經(jīng)過策劃，在充分考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的后，采用翻模施工，墩身模板分圓端模、平板模、托盤及頂帽，圓端模又分為托盤底口調(diào)整節(jié)、墩柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和墩底非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)等幾種形式，且相互間配套使用。采用纜索吊提升墩身模板進(jìn)行循環(huán)施工，外模板均設(shè)操作平臺(tái)（含扶手），操作平臺(tái)支撐于模板的橫肋上，操作平臺(tái)隨模板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)一起提升，施工人員在操作平臺(tái)上進(jìn)行模板安拆、加固、鋼筋安裝、混凝土施工等。

通過計(jì)算，模板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度為2.0 m，非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)根據(jù)橋墩高度計(jì)算高度為1.5 m、1.0 m、0.5 m3種。內(nèi)外模板的面板采用6 mm鋼板，吊鉤采用直徑20 mm圓鋼，上下邊框?yàn)?6 mm鋼板、左右邊框?yàn)?2 mm鋼板，豎向及豎向龍骨選用12#槽鋼，背楞用14#槽鋼連接（用直徑32 mm對(duì)拉螺栓加固），模板與模板間用M18×60螺栓連接，模板間采用子母口連接，大小為凸5 mm凹3 mm。內(nèi)外模板通過直徑20 mm對(duì)拉桿連接，在穩(wěn)定性方面主要通過拉桿的抗剪、混凝土與模板的粘結(jié)力、模板的整體受力及墩身收坡來保證整個(gè)模板的穩(wěn)定性。外模操作平臺(tái)采用50×505×5角鋼焊接成托架，通過牛腿處直徑20 mm的圓鋼固定于外側(cè)模橫肋上（橫肋設(shè)預(yù)留孔），每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外模安裝一套，在托架位置外連續(xù)鋪設(shè)，在墩身周圈形成貫通通道，并在外模與塔式吊機(jī)間安裝人員通道。在托架頂面滿鋪5 cm厚木板，供施工人員作業(yè)、存放小型機(jī)具。內(nèi)模板中間施工平臺(tái)采用Ф50鋼管搭設(shè)一施工平臺(tái)，滿鋪5 cm厚木板，并與模板連接，同時(shí)采用鋼絲繩打保險(xiǎn)，確保平臺(tái)安全。墩身內(nèi)平臺(tái)利用纜索吊隨著模板的爬升一起上升。

4 混凝土施工

在施工過程中，為了確?；炷临|(zhì)量及混凝土的可泵性，采用了以下施工措施：（1）施工前對(duì)混凝土所需原材料進(jìn)行實(shí)地考察，嚴(yán)格按照配合比要求對(duì)原材料進(jìn)行試驗(yàn)檢查，保證原材料合格；碎石采用硬質(zhì)巖石灰?guī)r打制的碎石，石粉含量較大的碎石進(jìn)行沖洗；外加劑選用上海格雷斯ADVA-152型，并經(jīng)檢驗(yàn)合格；墩身混凝土使用同一廠家、同品種、同強(qiáng)度等級(jí)水泥、同品種脫模劑，以保持混凝土外觀顏色一致。（2）嚴(yán)格按配合比施工，每次開盤前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)砂石料進(jìn)行含水量測(cè)定，以對(duì)理論配合比調(diào)整，確定合理的施工配合比。水泥、砂、碎石、水、粉煤灰、減水劑計(jì)量采用自動(dòng)計(jì)量設(shè)備，混凝土中水泥、粉煤灰每盤稱量偏差控制在±1%之內(nèi)，粗、細(xì)骨料控制在±2%之內(nèi)，外加劑與拌和用水控制在±1%之內(nèi)。（3）嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時(shí)間，控制在180 s左右。（4）嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)與入模的坍落度，坍落度控制在180～220 mm之間，不滿足要求的混凝土嚴(yán)禁使用。（5）混凝土入模時(shí)對(duì)混凝土溫度與鄰接介質(zhì)溫度進(jìn)行測(cè)量，保證溫差不大于20 ℃。（6）對(duì)混凝土的含氣量進(jìn)行測(cè)定，含氣量控制在≥4.0%。

混凝土泵送采用2輛6立方罐車與HBT60C-1413DⅢ型高壓混凝土地泵配合?；炷帘霉転閮?nèi)徑125 mm高壓管。垂直混凝土泵管用鏈子葫蘆固定于腳手架上，這樣就可以緩沖泵送過程中的沖擊力，且方便混凝土泵管的安拆。

5 高墩控制測(cè)量

高墩的控制測(cè)量與施工監(jiān)測(cè)主要從墩中心定位、高程、垂直度測(cè)量三個(gè)方面加以考慮；施工監(jiān)測(cè)主要從墩的沉陷觀測(cè)、位移觀測(cè)、傾斜和扭轉(zhuǎn)觀測(cè)三方面考慮。因此必須提高測(cè)量放線的精度，同時(shí)施工前后及施工過程中復(fù)核好墩身軸線位置及標(biāo)高。標(biāo)高測(cè)量至每層模板的頂口，根據(jù)不同的標(biāo)高計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的墩身截面尺寸，用以檢驗(yàn)和控制模板的截面尺寸及坡度。

測(cè)量措施：（1）組建精干的精測(cè)小組專門負(fù)責(zé)墩身的測(cè)量工作，配備先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，確保墩身的線形控制。購(gòu)置了價(jià)值12萬的拓普康6002C型及拓普康701型全站儀。（2）為了防止儀器誤差導(dǎo)致墩身偏斜，每換一模必須用全站儀測(cè)設(shè)中心點(diǎn)與鉛直儀校核一次，并對(duì)墩身截面尺寸進(jìn)行一次復(fù)測(cè)以確保墩身的幾何尺寸準(zhǔn)確。（3）堅(jiān)持墩身中線的復(fù)測(cè)和墩身截面尺寸的測(cè)量檢查制度。（4）實(shí)行測(cè)量換手復(fù)核，對(duì)同一部位測(cè)量堅(jiān)持2個(gè)人2臺(tái)儀器獨(dú)立測(cè)量復(fù)核。（5）對(duì)于測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行復(fù)核制度。測(cè)量資料復(fù)核無誤后，報(bào)監(jiān)理工程師審查認(rèn)可，方可用于施工。（6）每次測(cè)量時(shí)，對(duì)氣壓、溫度進(jìn)行測(cè)定并輸入儀器，減少誤差。

空心墩的測(cè)量、監(jiān)控過程：為確保高墩施工的質(zhì)量，在施工過程中，應(yīng)做好墩身的測(cè)量和監(jiān)控。提升托架翻轉(zhuǎn)模板施工工藝測(cè)量控制墩柱斷面復(fù)雜，結(jié)合現(xiàn)有測(cè)量條件，利用三角高程法測(cè)定墩柱模板頂標(biāo)高，采用單測(cè)站極坐標(biāo)法結(jié)合量鋼尺法，控制墩柱模板主要角點(diǎn)的平面就位，使其滿足設(shè)計(jì)要求。一個(gè)墩柱每施工6 m，采用雙測(cè)站極坐標(biāo)精確測(cè)定墩柱模板各主要點(diǎn)的平面位置，同時(shí)用懸掛鋼尺法精確測(cè)定墩柱模板頂?shù)臉?biāo)高，以此來檢核及修正三角高程。當(dāng)一節(jié)混凝土澆筑完成，要即刻對(duì)混凝土面的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，以掌握模板在混凝土澆筑前后的變位，同時(shí)提供下一節(jié)模板的安裝參數(shù)。

6 混凝土外觀質(zhì)量控制

由于多次立模，多次澆注，容易引起外觀質(zhì)量下降。為了提高外觀質(zhì)量，經(jīng)多次探索，施工中采取了以下措施。

（1）采用同一廠家的水泥、砂石、外加劑、摻和料，確保外觀的一致性。

（2）針對(duì)混凝土泵送難，和易性差，顏色灰白的問題，施工中優(yōu)化了混凝土配合比，在保持原來配合比、坍落度的前提下，采用“雙摻”技術(shù)，增加適量粉煤灰和減水劑，這使得混凝土的顏色更均勻，和易性更好。

（3）混凝土應(yīng)按一定厚度、順序和方向分層澆注，每層30 cm，采用插入式振搗棒星型振搗，要求移動(dòng)間距不超過振動(dòng)器作用半徑的1.5倍；與側(cè)模應(yīng)保持5～10 cm的距離；插入下層混凝土5～10 cm；操作嚴(yán)格遵守快插慢拔要求，避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件。

（4）提高立模精度，采用玻璃膠或橡膠皮處理接縫，保證接縫嚴(yán)密。

（5）夏季施工，由于氣溫較高盡可能安排在下午或夜晚溫度較低時(shí)澆注混凝土，減小混凝土的坍落度損失。

（6）混凝土澆完后，立即進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，拆模后用塑料薄膜包裹，進(jìn)行濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，同時(shí)避免上一節(jié)段墩身混凝土澆筑時(shí)污染已澆筑的下部墩身。

7 結(jié)語

在高墩施工中正確選用合理的施工工藝十分重要。在技術(shù)上對(duì)方案進(jìn)行謹(jǐn)慎分析比較，高空、立體、平行、交叉作業(yè)才有可靠保證。特大橋采用提升托架翻轉(zhuǎn)模板施工是一種新的，切實(shí)可行的施工工藝，它特別適用于跨度較大、地形條件比較復(fù)雜，大型機(jī)械設(shè)備無法進(jìn)場(chǎng)施工的地方，它具有操作方便，易掌握，成本低，工期短，安全等特點(diǎn)。實(shí)踐表明，提升托架翻轉(zhuǎn)模板在薄壁空心高墩施工中是切實(shí)可行的，可進(jìn)一步的推廣到其他橋梁高墩施工中。

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