鐵路橋梁薄壁空心高墩施工技術(shù)

韓建軍

(中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司，江蘇 無(wú)錫 214028)

薄壁空心高墩施工在橋梁施工中至關(guān)重要，直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量和橋梁壽命。我國(guó)橋梁施工過(guò)程中，通常采用鋼管腳手架施工，采用拼裝鋼模板法不僅節(jié)省成本，還能有效提高施工效率。

1 工程概況

某薄壁空心高墩橋梁施工項(xiàng)目，所處山體呈斜陡坡，地形起伏變化較大，山脊方向從北向南，綠植茂盛，高墩橋梁橫跨峽谷，全長(zhǎng)約880 m，主橋310 m，橋梁跨徑為80 m+150 m+80 m，橋面寬度21.5 m。橋墩采用薄壁空心墩結(jié)構(gòu)，截面尺寸8.0 m×3.5 m，壁厚70 cm。從工程的地質(zhì)條件、安全、質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)的角度考慮，決定采用空心薄壁高墩這一施工方式。

2 施工總體方案

本橋在施工時(shí)主要通過(guò)分段和分節(jié)進(jìn)行，墩旁塔吊輔助作業(yè)?？招亩螡仓r(shí)，每4 m澆筑1次。本工程計(jì)劃采用4臺(tái)QTZ5610塔吊和4臺(tái)施工電梯，每臺(tái)塔吊可同時(shí)用于兩個(gè)墩位施工?；炷林饕ㄟ^(guò)拌合站供料，用攪拌車(chē)運(yùn)輸，采用泵送或者吊車(chē)入倉(cāng)，然后通過(guò)人工壓實(shí)。空心墩外膜主要使用滑模，內(nèi)膜主要通過(guò)支架來(lái)搭建。此外，需設(shè)置通道，方便機(jī)器設(shè)備進(jìn)入。實(shí)體段以及托盤(pán)等位置處需采用一次性澆筑。

3 薄壁空心高墩施工技術(shù)分析

3.1 測(cè)量定位

薄壁空心高墩施工中的測(cè)量控制，主要是對(duì)中心位置、高程、空心高墩中線(xiàn)垂直度、空心墩坡度等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。薄壁墩墩身線(xiàn)形質(zhì)量檢測(cè)有助于提高整體工程質(zhì)量。施工墩身高度設(shè)置為4～5 m，為確保其精確度，可采用極坐標(biāo)對(duì)外模定位和內(nèi)模定位進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)控制墩身軸線(xiàn)。采用全站儀、水平儀對(duì)模板四角坐標(biāo)和高程進(jìn)行復(fù)核，如出現(xiàn)誤差應(yīng)及時(shí)調(diào)整。模板安裝前，需先將輪廓線(xiàn)中標(biāo)注清除干凈，標(biāo)注中心點(diǎn)以及圓心位置，先按輪廓線(xiàn)進(jìn)行試拼，保證各參數(shù)符合要求。

3.2 扣件式鋼管腳手架的搭設(shè)

鋼管腳手架可通過(guò)以下方式來(lái)搭設(shè)。

(1)將雙管立柱放在腳手架下方位置，單管立柱放置于上方，并確保單管立柱高度不超過(guò)35 m。

(2)將雙管立柱的距離減少一半，排距為1～2 m之間，立柱間距為0.9 m。此外，橋墩設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)工程情況選擇合適的搭設(shè)方式，做到保證工作人員人身安全的同時(shí)，保證腳手架質(zhì)量。

3.3 模板安裝與拆除

根據(jù)施工情況，滑模采用整體鋼結(jié)構(gòu)，其動(dòng)力裝置為YKT36型液壓控制臺(tái)。鋼模板規(guī)格較大，由多個(gè)高1.5 m、厚6 mm的節(jié)段構(gòu)成，以此為基礎(chǔ)，通過(guò)焊接設(shè)置∠100 mm×100 mm角鋼和扁鐵，從而形成具有穩(wěn)定性的模板框架。在安裝時(shí)，需先清理模板，防止模板上存有污痕和銹蝕，并鋪設(shè)模板漆，覆蓋一層薄膜。在鋼模板運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)后先進(jìn)行試拼，若有錯(cuò)臺(tái)，先進(jìn)行打磨；如存在拼縫問(wèn)題則可使用膠帶處理。板面平整度誤差不得超過(guò)2 mm，而拼縫處的錯(cuò)臺(tái)則需控制在1 mm以?xún)?nèi)。拼裝完成后，再次審核模板尺寸。采用內(nèi)層及外加拉桿的方式進(jìn)行加固。拉桿選擇使用20鋼筋，且設(shè)置PVC塑料管，以減少薄壁厚度的誤差。誤差需控制在5 mm以?xún)?nèi)。安裝完成后檢查軸線(xiàn)和高程是否符合要求，以確保模板后期不會(huì)出現(xiàn)變形和移位。在拆模時(shí)保留一節(jié)模板，且采取由下至上的方式進(jìn)行拆除。

模板安裝的允許偏差如表1所示。

表1 模板安裝允許偏差

3.4 鋼筋安裝

鋼筋安裝時(shí)，先用塔吊將其放置于墩身頂端，再人工進(jìn)行搬運(yùn)和安裝。按照先豎向主筋，后環(huán)向水平筋及加勁箍、倒角筋、拉結(jié)筋的順序進(jìn)行。主筋接長(zhǎng)需要在勁性骨架中放樣，同時(shí)還需安置定位角鋼。在接長(zhǎng)完成后，標(biāo)明綁扎位置。在綁扎固定時(shí)需遵循由下至上的原則，且綁扎高度不得低于4.5 m。綁扎完成后，在主筋及水平箍筋的交叉位置建立并固定拉結(jié)筋。另外，需添加一些混凝土墊塊，以確保鋼筋薄層厚度達(dá)到要求，且墊塊綁扎牢固。加工鋼筋的允許誤差見(jiàn)表2。

表2 加工鋼筋的允許偏差

3.5 混凝土灌注

混凝土澆筑主要分3個(gè)部分：①墩底實(shí)體段，②墩身空心薄壁，③墩頂實(shí)體段。首先，確定橋墩墩身中心線(xiàn)，沿其內(nèi)外輪廓線(xiàn)加一層3～5 cm厚的砂漿。墩身澆筑完成后及時(shí)養(yǎng)護(hù)。設(shè)置腳手架，并且對(duì)第2段進(jìn)行接長(zhǎng)。墩身采用C50混凝土，混凝土由攪拌站集中拌制。攪拌至其強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行二級(jí)模板拆模，只留一節(jié)為以后模板進(jìn)行支撐。在拆模時(shí)需按照一定順序，拆除完成后及時(shí)清理上面雜物，為下次使用做好準(zhǔn)備?；炷猎诜謱訚仓r(shí)，其厚度不得大于30 cm。通過(guò)振動(dòng)器使其密實(shí)，防止出現(xiàn)過(guò)振或漏振的現(xiàn)象，同時(shí)保證新舊混凝土融合。拆除串筒時(shí)，可通過(guò)邊澆筑混凝土邊拆除的方式進(jìn)行，串筒和混凝土之間的距離不超過(guò)2 m。澆筑完成后做好養(yǎng)護(hù)工作，避免出現(xiàn)混凝土裂縫等問(wèn)題。拆模之后需進(jìn)行包裹養(yǎng)護(hù)，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能過(guò)短，在冬季進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)采取必要的保溫措施。

3.6 漸變段及封頂施工

空心段澆筑完成后，澆筑漸變段。在模板上放線(xiàn)，綁扎墩身鋼筋，安裝墩頂定型綱外模，澆筑封頂混凝土。立模下部的模板采用螺栓連接，確保其穩(wěn)定、牢固。倒角漸變段施工完畢后，檢測(cè)強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上，滿(mǎn)足要求后，對(duì)空心墩內(nèi)部進(jìn)行全面清除，保證排水管、通氣管的通暢，然后將內(nèi)支架、模板拆除。最終進(jìn)行封頂，封端模板向外側(cè)傾斜10 cm，并設(shè)置混凝土澆筑漏斗，選用高強(qiáng)度大坍落度砂漿對(duì)預(yù)留孔洞進(jìn)行封堵，砂漿終凝后，拆除模板，修整打磨平順。

4 滑模施工的模板調(diào)平和垂直度檢測(cè)控制

4.1 滑模水平控制

(1)在滑模組裝前，檢測(cè)所有千斤頂行程數(shù)據(jù)，確保其符合要求。同時(shí)，設(shè)置控制器對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。

(2)用水平管測(cè)量水平參數(shù)。調(diào)平之后，需加入6個(gè)千斤頂，以確保水平管貫通。

4.2 中線(xiàn)及垂直度測(cè)量控制

墩身中心線(xiàn)在滑升過(guò)程中容易出現(xiàn)偏移或扭轉(zhuǎn)等不良情況，出現(xiàn)這些問(wèn)題的原因如下：

(1)千斤頂行程數(shù)據(jù)不符合要求，導(dǎo)致在頂升過(guò)程中發(fā)生偏斜。

(2)由于施工平臺(tái)荷載不均，導(dǎo)致千斤頂載荷也不均勻，負(fù)荷較大的千斤頂在爬升完成后下滑量較大，使得該位置出現(xiàn)傾斜，從而導(dǎo)致模板也出現(xiàn)傾斜。

(3)混凝土灌注時(shí)應(yīng)遵循一定順序。理論上，先入?；炷聊虝r(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，且存在較大的黏結(jié)力，在滑升過(guò)程中遇到的阻力也較大，而后入?；炷羷t正好相反，因此，容易產(chǎn)生因受力不均而傾斜的情況。

施工機(jī)械設(shè)備及材料按施工要求放置；每完成一層混凝土灌注工作，按相反順序來(lái)對(duì)后續(xù)的灌注施工。所以，每完成一次模板提升工作，都要檢測(cè)質(zhì)量，確保符合要求，偏移大于5 mm，則需進(jìn)行調(diào)整。如果中心位置出現(xiàn)偏扭，則需根據(jù)扭轉(zhuǎn)的情況來(lái)設(shè)置千斤頂，從而確保模板不會(huì)反向扭轉(zhuǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

在橋梁高墩施工中采用滑模施工方式，能有效減少成本，且工序簡(jiǎn)單，不用對(duì)模板進(jìn)行安裝和拆除，大大節(jié)省了施工時(shí)間。同時(shí)，連續(xù)施工避免了混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題。由此可見(jiàn)，這一工藝的使用，不僅可以節(jié)約人力、物力，還可解決因墩身過(guò)高而造成施工困難的問(wèn)題，既保證了施工質(zhì)量，又符合橋梁施工需求，具備較高的經(jīng)濟(jì)效益。