淺談薄壁空心墩施工技術(shù)及安全措施

王樂寧

（中交一公局西北工程有限公司 陜西西安 710000）

薄壁空心橋墩[1-3]相較于實(shí)體橋墩具有自重輕、強(qiáng)度高、截面模量大等優(yōu)點(diǎn)，早期的薄壁空心墩存在施工工藝復(fù)雜，鋼材消耗量大等缺點(diǎn)，直至20世紀(jì)80年代材料、施工技術(shù)提高以后，薄壁空心墩逐漸得到推廣，目前廣泛應(yīng)用于國內(nèi)特大橋梁高墩或超高墩工程建設(shè)中。

近年來，隨著西部大開發(fā)進(jìn)程的加快，交通基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善，高速公路建設(shè)取得了迅猛發(fā)展，在復(fù)雜艱險山區(qū)修建高墩橋梁成為常態(tài)化，采用滑翻結(jié)合的薄壁空心墩在高速公路橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。卜石朋[4]通過案例分析認(rèn)為滑翻結(jié)合的施工技術(shù)能減少施工危險系數(shù)并提高施工整體水平；蔡新寧[5]等結(jié)合杭瑞高速某特大橋薄壁空心墩施工，認(rèn)為滑翻結(jié)合的施工工藝不受地形條件限制，并有效減少高墩施工的成本；盧占偉[6]結(jié)合G310某高速公路高墩施工情況，總結(jié)了施工關(guān)鍵技術(shù)和施工進(jìn)度快的特點(diǎn)。

本文以青海省G213策克至磨憨公路樂都至化隆段高速公路橋梁工程為依托，斜溝幾座特大橋薄壁墩采用滑翻結(jié)合模板系統(tǒng)的施工工藝和安全措施進(jìn)行深入總結(jié)和探討，以期為類似工程建設(shè)提供技術(shù)參考。

1 工程概況

橋梁采用樁基礎(chǔ)（摩擦樁）；下部構(gòu)造：橋臺采用柱式、肋板式，橋墩采用柱式墩、空心薄壁式墩；上部構(gòu)造：預(yù)制T梁、預(yù)制箱梁、連續(xù)剛構(gòu)現(xiàn)澆箱梁。斜溝特大橋薄壁空心墩的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 斜溝特大橋薄壁空心墩設(shè)計(jì)參數(shù)

2 變截面薄壁空心墩施工方案

2.1 變截面薄壁空心墩施工工藝流程

2.1.1 墩底實(shí)心段施工

墩底實(shí)心段施工模板利用滑翻結(jié)合外模，混凝土澆筑前預(yù)埋提升系統(tǒng)支撐桿，混凝土澆筑完成待強(qiáng)度達(dá)到施工要求后，進(jìn)行提升系統(tǒng)、第1、2層操作平臺安裝，驗(yàn)收合格后進(jìn)行系統(tǒng)提升施工下一段。

施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→接觸面鑿毛→鋼筋綁扎（預(yù)埋件安裝）→模板安裝→混凝土澆筑→脫滑翻?！鸀⑺耩B(yǎng)生。

2.1.2 墩身標(biāo)準(zhǔn)段施工

在墩身砼中埋置支承桿，待混凝土具備規(guī)定強(qiáng)度后，利用千斤頂與提升架將操作平臺系統(tǒng)及其上面的全部施工荷載轉(zhuǎn)至支承桿上，通過液壓爬升系統(tǒng)將整個裝置沿支承桿爬升至下一段墩身高度。然后進(jìn)行鋼筋綁扎。脫模，使模板脫離墩身砼表面，再將模板系統(tǒng)提升至墩身澆筑高度位置，臨時懸吊于提升架上，進(jìn)行模板情理，涂刷脫模劑，合模，模板加固，模板校核。進(jìn)行墩身砼澆筑。進(jìn)行下一段墩身混凝土施工，不斷循環(huán)直至墩頂。

施工工藝流程：提升架體→鋼筋綁扎→提升模板→合模、模板校核→混凝土澆筑→進(jìn)入下一循環(huán)。

2.1.3 橫隔板施工

橫隔板與墩身砼同步澆筑。在墩身鋼筋綁扎完成后，先提升內(nèi)模板至橫隔板澆筑頂面高程位置，臨時懸吊于提升架上，同時提升墩內(nèi)施工操作平臺，為橫隔板施工提供工作面。然后進(jìn)行橫隔板施工支撐平臺搭設(shè)，鋼筋幫扎。提升外模板至正常墩身澆筑位置，合模，模板加固，模板校核，混凝土澆筑。

施工工藝流程：提升架體→墩身鋼筋綁扎→提升內(nèi)模板→橫隔板施工平臺搭設(shè)→橫隔板鋼筋綁扎→提升外模板→合模、模板校核→混凝土澆筑。

2.1.4 墩頂實(shí)心段施工

在進(jìn)行實(shí)心段前一節(jié)段施工時先進(jìn)行實(shí)心段下部1.5 m范圍倒角施工，墩壁內(nèi)側(cè)預(yù)留槽口，墩頂實(shí)心段施工前拆除內(nèi)模，進(jìn)行實(shí)心段承重平臺搭設(shè)（材料為一次性投入）。

施工工藝流程：提升架體→拆除內(nèi)模→承重平臺搭設(shè)→鋼筋綁扎→提升外模板→模板加固、模板校核→混凝土澆筑。

在保證施工過程安全可靠的前提下，滑翻結(jié)合施工方法適用于等截面或變截面的實(shí)體或薄壁空心墩等，應(yīng)用范圍較廣，且在施工進(jìn)度、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性以及安全性方面均有一定保證。

2.2 滑翻結(jié)合模板系統(tǒng)

2.2.1 系統(tǒng)組成

滑翻施工裝置由模板系統(tǒng)、操作平臺系統(tǒng)、液壓提升系統(tǒng)組成。（1）模板系統(tǒng)：由內(nèi)、外模板，模板吊桿，固定絲桿組成。

（2）操作平臺系統(tǒng)：由三層操作平臺組成，主要功能包括：鋼筋、混凝土施工，模板安裝、拆裝操作，砼缺陷修復(fù)，噴淋養(yǎng)生。操作平臺主要由圍圈、平臺圍欄構(gòu)成。

（3）提升系統(tǒng)：由支承桿、提升架、千斤頂、液壓油泵組成。

2.2.2 系統(tǒng)布置形式

（1）提升系統(tǒng)提升形式采用井形提升架直立提升，井形提升架采用槽鋼焊接，布置在墩璧兩側(cè)鋼筋之間。

墩璧每側(cè)設(shè)置單排千斤頂，共設(shè)置12個10噸QYD-100型楔塊式液壓千斤頂。千斤頂通過鋼板、連接螺栓與提升架固定，可實(shí)現(xiàn)平面位置調(diào)整。

支撐桿采用D48×5 mm無縫鋼管，在收坡面墩璧內(nèi)側(cè)布置，在豎直面墩璧中間布置，支撐桿距墩壁邊緣不小于20 cm。

（2）模板系統(tǒng)

薄壁空心墩縱橋向?yàn)閮?nèi)外雙變截面形式，斜率80：1，面板尺寸不變。橫橋向無斜率，隨高度提升按照80：1坡率，面板尺寸逐漸減小?？紤]到隨墩身高度升高模板尺寸逐漸變化，以及模板最多需要進(jìn)行四次周轉(zhuǎn)，模板采用“小面包大面”的形式，即“豎直面包傾斜面”并設(shè)置可拆裝調(diào)節(jié)塊，保證對模板結(jié)構(gòu)尺寸實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，循環(huán)使用。（隨高度升高傾斜面與操作平臺間隙逐漸增大，安全風(fēng)險較大，必須設(shè)置調(diào)節(jié)塊，以減少模板與操作平臺的間隙）。內(nèi)、外模板通過吊桿與提升架連接。隨模板采用大塊鋼模板，模板高度2.35 m，每次澆筑2.25 m，搭接10 cm。

外模板采用包面設(shè)置（“小面包大面”），包面“小面”模板端部設(shè)置調(diào)節(jié)塊，可通過模板側(cè)面連接螺栓進(jìn)行安裝、拆除。調(diào)節(jié)塊寬度30 cm，墩身每升高24 m對稱拆除兩側(cè)各1塊調(diào)節(jié)塊。外模端部設(shè)置調(diào)節(jié)絲桿，絲桿可在水平面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，起連接、加固作用，如圖1所示。

圖1 外模板調(diào)節(jié)示意圖

內(nèi)模在“小面”端設(shè)置調(diào)縫板與調(diào)節(jié)塊，隨墩柱高度升高，可實(shí)現(xiàn)模板尺寸變化，并循環(huán)利用。調(diào)節(jié)塊寬度30 cm，調(diào)縫板在墩壁內(nèi)側(cè)可伸縮范圍為60 cm，當(dāng)調(diào)整達(dá)到限程后即墩柱升高24 m，對稱拆除2塊調(diào)節(jié)塊。等截面端平模與倒角模板連接成整體，便于提升。變截面端模板背肋采用普通鋼管與外模采用對拉螺桿連接，如圖2所示。

圖2 內(nèi)模板調(diào)節(jié)示意圖

2.2.3 操作平臺系統(tǒng)

平臺結(jié)構(gòu)選用桁架剛性平臺，桁架圍圈四周采用分離式設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)隨著墩高升高，桁架系統(tǒng)能夠在傾斜面進(jìn)行收縮，保證平臺系統(tǒng)距模板系統(tǒng)施工距離，確保施工安全。

施工操作平臺通過F形提升腿與提升架連接，節(jié)點(diǎn)部位通過連接板與高強(qiáng)螺栓連接錨固，采用這種布置形式能夠?qū)崿F(xiàn)桁架隨墩柱高度升高進(jìn)行收縮。

操作平臺整體按照3層進(jìn)行布置，上操作平臺：混凝土澆筑、鋼筋幫扎、模板加固；中操作平臺：鋼筋綁扎、模板加固；下操作平臺：砼表面修復(fù)、模板加固、噴淋養(yǎng)生。

2.2.4 人員上下通道

三層操作平臺系統(tǒng)及內(nèi)模操作平臺設(shè)置人員上下通道，上下通道采用爬梯連接，爬梯承重桿采用4×6 cm方管，踏步采用2 mm厚防滑鍍鋅板。

爬梯兩側(cè)設(shè)置扶手，扶手采用D48×5 mm鋼管，扶手高度不小于1.2 m，扶手立柱間距為1.5 m。

2.2.5 內(nèi)模操作平臺

為保證內(nèi)模板清理、加固及橫隔板施工人員作業(yè)安全，在空心墩內(nèi)腔設(shè)置內(nèi)操作平臺，操作平臺采用∠50×50角鋼加工而成，平臺面采用5 cm模板鋪設(shè)。內(nèi)操作平臺通過Φ25 mm精軋螺紋鋼與提升架連接，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)操作平臺隨架體整體進(jìn)行提升。內(nèi)操作平臺四周設(shè)置防護(hù)欄，防護(hù)欄采用D48×5 mm鋼管，設(shè)置高度為1.2 m。

3 安全保障措施

3.1 混凝土澆筑安全控制措施

（1）施工人員必須戴安全帽，穿絕緣膠鞋，高空作業(yè)系安全帶。振搗器操作需戴絕緣手套。

（2）混凝土罐車倒車時，必須有專人負(fù)責(zé)指揮，夜間施工配備足夠的照明。

（3）提升混凝土料斗時，料斗下方嚴(yán)禁站人。

（4）滑翻結(jié)合模板作業(yè)平臺上采用溜槽進(jìn)行混凝土澆筑時，溜槽要搭設(shè)牢固。

3.2 滑翻結(jié)合操作平臺安全控制措施

（1）滑翻結(jié)合操作平臺的制作，必須按設(shè)計(jì)圖紙加工；如有變動，必須經(jīng)公司同意。制作滑翻結(jié)合操作平臺的材料應(yīng)有合格證，其品種規(guī)格等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。材料的代用，必須經(jīng)主管設(shè)計(jì)人員同意。

（2）滑翻結(jié)合操作平臺各部件的焊接質(zhì)量必須經(jīng)檢驗(yàn)合格，符合設(shè)計(jì)要求。操作平臺及吊腳手架上的鋪板必須嚴(yán)密平整、防滑、固定可靠，并不得隨意挪動。操作平臺上的孔洞應(yīng)設(shè)蓋板封密。

（3）操作平臺（包括內(nèi)外吊腳手）邊緣應(yīng)設(shè)鋼制防護(hù)欄桿，其高度不小于120 cm，橫擋間距不大于35 cm，底部設(shè)高度大于18 cm的擋板。在防護(hù)欄桿外應(yīng)滿掛鐵絲網(wǎng)或安全網(wǎng)封閉，并應(yīng)與防護(hù)欄桿綁扎牢固。內(nèi)外吊腳手架操作面一側(cè)的欄桿與操作面的距離不大于10 cm。

4 結(jié)語

本文總結(jié)了變截面薄壁空心墩的施工工藝，歸納了滑翻結(jié)合模板系統(tǒng)的主要組成，橋梁薄壁空心墩施工關(guān)鍵技術(shù)，以及高空作業(yè)相關(guān)安全技術(shù)管理，在嚴(yán)控質(zhì)量和安全的前提下提高施工作業(yè)效率，盡量節(jié)約工期和成本，最大限度提高社會效益，促進(jìn)橋梁工程建設(shè)持續(xù)發(fā)展。當(dāng)然，現(xiàn)場管理中還有許多完善的技術(shù)空間，管理人管和工人尚存在僥幸心理，需要將安全和質(zhì)量作為首要目標(biāo)，做實(shí)做強(qiáng)。