高速鐵路橋梁空心墩施工技術(shù)

（中鐵十六局集團(tuán)第一工程有限公司，北京 101300）

為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生活需求，我國的鐵路網(wǎng)建設(shè)正在快速擴(kuò)展，尤以高速鐵路最為明顯。但在鐵路建設(shè)中，沿線復(fù)雜的地形提高了施工難度，增加了工期與成本。空心墩施工技術(shù)的廣泛應(yīng)用為鐵路修建工作提供了良好的技術(shù)背景，有助于提升鐵路工程質(zhì)量。

1 工程概況

本鐵路橋梁起始里程DK065+623.510，終止里程DK066＋611.070，共27個(gè)墩臺，采用 21～32m高支梁+1-（60+100+60）m連續(xù)梁+2-32m高支梁。墩臺基礎(chǔ)為1.0m、1.25m、2.0m鉆孔灌注樁，樁長8.5～39.5m不等，共275根；承臺長度為 10.2，4.8，5.6，6.8，8.1，7.5，9.0，9.7m，對應(yīng)寬度為 8.1、10.2、11.1m，對應(yīng)高度為2.0、2.2、2.5m。此外，本工程選用矩形空心橋臺形式，5～20號橋墩采用圓端形空心墩，其余橋墩均采用實(shí)體墩，墩高為8.35～28.85m。連續(xù)梁采用掛籃懸臂澆筑法。

2 空心墩施工方法及工藝

2.1 施工準(zhǔn)備

施工前的準(zhǔn)備工作至關(guān)重要，具體需做好以下3方面工作：①成立專項(xiàng)小組，提高場地的平整度，確保水、電及道路的暢通，確保進(jìn)場鋼筋的質(zhì)量，并對其進(jìn)行驗(yàn)收；②對橋墩平面及高程進(jìn)行精準(zhǔn)測量，為施工提供精確數(shù)據(jù)；③定期對設(shè)備進(jìn)行檢修，為工程施工創(chuàng)造良好的條件。

2.2 高墩放樣

1）布點(diǎn)

嚴(yán)格控制高墩的垂直度，并將軸線偏位控制在規(guī)定范圍內(nèi)，以提升高墩放樣質(zhì)量，具體做法如圖1所示。圖中1～8號點(diǎn)的設(shè)置可有效保正模板的安裝精度和墩身的垂直度，其中：3、4、5、6號點(diǎn)彼此之間通過復(fù)核的方式確保軸線偏位；4、5號點(diǎn)起標(biāo)記作用，反映吊線復(fù)核橋墩的垂直度。

圖1 高墩放樣布點(diǎn)

2）測量方法

基于GPS技術(shù)，輔助使用三角網(wǎng)與導(dǎo)線組合的方式，對施工結(jié)果進(jìn)行測量；對高程控制網(wǎng)的測量，采用水準(zhǔn)和三角高程相輔助的方式。需說明的是，每完成一道高墩澆筑作業(yè)后，應(yīng)隨即展開軸線及高程測量。

2.3 模板加工

采用定型鋼模板，每節(jié)高1.0～2.0m。整套模板共58節(jié)，長87.5m，包括3m高托盤式頂帽1套，另配有0.5～1.0m的調(diào)節(jié)塊共7節(jié)，用于高墩的底部。

模板應(yīng)按照所需修建的橋墩形狀進(jìn)行加工，使其符合橋墩澆筑的需要。一般情況，整個(gè)模板由很多部件構(gòu)成且需進(jìn)行專門定制，在制造過程中要注意模板的質(zhì)量。將整套模板安裝時(shí)，大多使用螺栓固定。作為防護(hù)欄立柱，每層模板上的所有架立柱通過2根直徑16mm的螺紋鋼串連起來。在施工平臺，需在模板上平鋪堅(jiān)硬的板材，便于施工人員行走。整個(gè)橋墩中還要進(jìn)行內(nèi)模安裝，這種內(nèi)模大多使用不銹鋼材質(zhì)。

2.4 鋼筋加工

管段內(nèi)空心墩主筋的選材應(yīng)以HRB400鋼筋為最佳且直徑為28mm，采用雙層結(jié)構(gòu)布筋，使用滾軋自螺紋機(jī)進(jìn)行連接。在同一區(qū)段，其鋼筋接頭區(qū)域的總面積應(yīng)不大于所有鋼筋總面積的1/4，并通過焊接方式實(shí)現(xiàn)環(huán)向水平箍筋的連接，焊接時(shí)應(yīng)確保焊縫長度不小于20cm。

工程中墩身護(hù)面鋼筋之間應(yīng)保持固定寬度，可采用安裝定型模具的方式實(shí)現(xiàn)，該方式可增強(qiáng)鋼筋保護(hù)層的穩(wěn)定性。

施工時(shí)，鋼筋安裝高度通常會大于穩(wěn)固模板，基于安全性考慮，需將超出部分嚴(yán)格控制在6m范圍內(nèi)，安裝過程中應(yīng)確保箍筋、拉筋與主筋之間的緊固度。

2.5 模板組裝

由于墩高不同，模板的吊裝方法也存在差異，常見的吊裝方法有汽車吊和塔吊2種。使用規(guī)格為M12×30的螺栓，實(shí)現(xiàn)模板之間的固定連接，各拉桿之間的間距應(yīng)控制在1.0～1.5m。在內(nèi)外平臺安裝過程中，以塔吊的方式將平臺支撐安裝在圍帶上。

2.6 翻模施工

模板和鋼筋需符合工程標(biāo)準(zhǔn)，混凝土漏斗安裝位置以內(nèi)、外模板之間的區(qū)域?yàn)榧?，將混凝土泵送到接料平臺，通過漏斗和串筒進(jìn)行澆筑。

在單節(jié)段混凝土施工時(shí)，應(yīng)確保施工的連貫性，本工程以水平分層澆筑方式為佳，各層澆筑厚度為30cm。

串筒底口距混凝土面的高度應(yīng)控制在1～2m，避免出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象。串筒出料口下方常會堆積混凝土，應(yīng)控制其高度小于1m。

混凝土振搗應(yīng)由專人負(fù)責(zé)。在作業(yè)中，振搗棒的移動間距應(yīng)小于振搗棒半徑的1.5倍，且與模板間距應(yīng)控制在5～10cm。

分層澆筑對深度的要求較為嚴(yán)格，即插入混凝土的深度應(yīng)大于5cm，但小于10cm。每完成一處振搗后都需將振動器拔出，整個(gè)振搗過程應(yīng)遵循“快插慢拔”的原則，以振搗器長度為基準(zhǔn)，振搗深度應(yīng)不大于振搗器長度的1.25倍。插入時(shí)應(yīng)遵循均勻性原則，當(dāng)振動棒不再下沉且不出現(xiàn)氣泡時(shí)，方可停止作業(yè)，在振搗過程中應(yīng)避免漏振及過振現(xiàn)象。

當(dāng)完成混凝土振搗后，應(yīng)封閉該區(qū)域1.5～24h不等。當(dāng)混凝土壓力值大于3MPa時(shí)，應(yīng)對表面的浮漿進(jìn)行清除，放線后按以上順序繼續(xù)進(jìn)行上部節(jié)段的混凝土施工。

當(dāng)混凝土澆筑完成后，需使用塑料薄膜對墩頂面加以覆蓋，完成拆模后應(yīng)確保墩身被薄膜充分包裹，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。當(dāng)橋墩高度過高，水壓較低時(shí)，可采用混凝土養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

每節(jié)段模板組裝后，用塔吊提升至施工作業(yè)平臺拼裝，安裝后應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢查項(xiàng)目及方法如表1所示。

3 混凝土施工

在固定好鋼筋及安裝好模板后進(jìn)行混凝土澆筑，需注意的問題如下：

1）混凝土拌合 混凝土攪拌站需按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比攪拌。

2）混凝土運(yùn)輸 在混凝土運(yùn)輸過程中，要避免氣溫對已攪拌好混凝土性能的影響，如氣溫過高或過低，故攪拌站最好選擇與所修建的橋墩較近的。

3）混凝土澆筑 使用混凝土泵車將混凝土泵送至模板中。在此過程中，上下落差高度應(yīng)不大于2m，若超過2m，需增加設(shè)備輔助澆筑。澆筑時(shí)速度不宜過快，要注意模板是否發(fā)生松動，同時(shí)還要對溫度進(jìn)行監(jiān)控。

表1 模板安裝允許偏差

4 綜合接地

綜合接地對于高速鐵路工程至關(guān)重要，是高墩結(jié)構(gòu)施工的核心工序。接地鋼筋需滿足設(shè)計(jì)要求，并用紅漆進(jìn)行標(biāo)注。使用雙面焊技術(shù)可實(shí)現(xiàn)接地鋼筋的連接，確保搭接長度最小值為55mm（單面焊對應(yīng)長度最小值為100mm），焊縫高度最小值為4mm。十字交叉區(qū)域可以采用“L”形鋼筋焊接的方式，此時(shí)鋼筋直徑應(yīng)為16mm。

1）端子設(shè)置 接地端子尾部應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑處理，同時(shí)還應(yīng)通過焊接方式確保與接地鋼筋的緊固度。為了避免接地端子受到異物干擾，應(yīng)配備端子孔塞。墩臺身接地端子的頂面需與混凝土表面處于同一水平線上，最大偏差范圍控制在-2～+5mm。

2）接地電阻測試 應(yīng)使用ZC-8型電阻測試儀進(jìn)行檢測，其精度為0.1，對應(yīng)量程為0.1～10Ω。

5 結(jié)語

綜上所述，空心墩修建是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，對施工技術(shù)提出了較高要求。在高速鐵路的建設(shè)中，空心墩的應(yīng)用起著極為重要的作用。為了更好地促進(jìn)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，需對空心墩施工技術(shù)進(jìn)行深入研究，不斷提高技術(shù)水平，為橋梁工程施工提供有力的技術(shù)支持。