橋梁圓端形空心墩柱施工技術(shù)

李 寧

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧遼陽(yáng) 111000）

1 工程概況

某橋梁工程共有墩身50 個(gè)，墩身高度4～31.5 m 不等，其中圓端形空心橋墩18 個(gè)，內(nèi)坡比55∶1、外坡比35∶1。空心墩采用分節(jié)段流水作業(yè)，多次立模澆筑，導(dǎo)致墩身外觀、垂直度、尺寸等控制難度大。墩高最高達(dá)到31.5 m，屬高空作業(yè)，且當(dāng)?shù)馗呖诊L(fēng)速較高，材料的垂直運(yùn)輸、人員作業(yè)平臺(tái)、上下通道等安全風(fēng)險(xiǎn)高。根據(jù)工期安排，空心墩施工工期緊、任務(wù)重。

2 施工方案的確定

本管段空心墩最高為31.5 m，最低為26.5 m，為在確保安全質(zhì)量的前提下合理控制工期、質(zhì)量和成本，對(duì)封頂施工工藝的選擇進(jìn)行了對(duì)比研究。

方案1：采用傳統(tǒng)搭設(shè)滿堂腳手架的方式。但薄壁空心墩封頂施工過(guò)程中存在諸多問(wèn)題，主要?dú)w結(jié)為3 個(gè)方面：①空心墩的內(nèi)部空間非常狹小，不易操作；②施工過(guò)程中要求腳手架必須達(dá)到一定高度（最高達(dá)31.5 m），技術(shù)上很難把握，且鋼管租賃費(fèi)用較大；③在空心墩內(nèi)部還應(yīng)當(dāng)對(duì)吊裝、安裝等進(jìn)行全面化檢查，存在一定的交叉影響。此種方式不但會(huì)造成工期延長(zhǎng)，還會(huì)增加成本，不宜采用。

方案2：對(duì)空心墩壁頂端進(jìn)行處理，即通過(guò)合理化的方式埋設(shè)工字鋼支點(diǎn)，根據(jù)要求在支點(diǎn)上構(gòu)建橫梁，將傳力桿件直接安裝于橫梁之上，實(shí)現(xiàn)對(duì)空心墩封頂?shù)啄Ｓ行е蔚男Ч?。通過(guò)該種方式進(jìn)行施工，橫梁等傳力桿件能重復(fù)利用，但因標(biāo)段工期較為緊張，橫梁重復(fù)利用影響工期，且拆卸比較麻煩，還需架設(shè)封頂?shù)啄！?/p>

方案3：預(yù)制蓋板法封頂。此方案不用再次對(duì)封頂?shù)啄＿M(jìn)行處理，主要是將預(yù)制蓋板直接作為底模，結(jié)合施工需求，把蓋板砼、橋墩砼視為一個(gè)整體，將其直接作為橋墩的組成部分，不需要單獨(dú)取出。在進(jìn)行施工的過(guò)程之中，蓋板預(yù)制工程無(wú)需單獨(dú)進(jìn)行，可以與墩身施工保持同步，然后再通過(guò)塔吊進(jìn)行吊裝處理，整個(gè)操作過(guò)程非常便捷，大大縮短了施工周期。

基于以上原因，對(duì)比以上3 種封頂方案，綜合考慮采用預(yù)制蓋板法封頂。

3 施工過(guò)程

為了達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，需要處理模板背楞，即焊接運(yùn)用角鋼加工而成的牛腿，將工作平臺(tái)建設(shè)于牛腿上，其中工作平臺(tái)的寬度控制在1 m 左右，為了安全需要在外部增設(shè)防護(hù)欄、掛立網(wǎng)。焊接過(guò)程中，每個(gè)工作平臺(tái)的間距控制在2 m 左右，墩內(nèi)采用鋼管搭設(shè)簡(jiǎn)易操作平臺(tái)。

3.1 模板安裝工藝

（1）高墩主要應(yīng)用分階段、分模板的施工方式，各階段施工的模板由多個(gè)部分共同構(gòu)成，如工作平臺(tái)、支架、模板等。

（2）在承臺(tái)頂放線立第1 節(jié)模板，搭設(shè)墩身四周的鋼管腳手支架，澆筑墩底的2.5 m 實(shí)心段。第1 節(jié)模板混凝土澆筑后暫不拆卸，找出第2 節(jié)模板頂，然后通過(guò)起重機(jī)對(duì)第2、3、4 節(jié)模板進(jìn)行安裝，同時(shí)在墩身內(nèi)空心位置搭設(shè)鋼管支架工作平臺(tái)，接長(zhǎng)外鋼管支架，綁扎墩身鋼筋，然后依據(jù)相關(guān)要求以及標(biāo)準(zhǔn)對(duì)第2、3、4 節(jié)模板進(jìn)行澆筑處理。澆筑一段時(shí)間之后，第2 節(jié)段混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后，拆除第一節(jié)段模板，依次對(duì)第二節(jié)段2、3 節(jié)模板進(jìn)行拆除處理，將第4 節(jié)模板留下。用塔式起重機(jī)吊裝組建第3 節(jié)段模板，按照此種方式形成循環(huán)，即拆模、拼裝、澆筑等，整個(gè)施工流程合理、科學(xué)，形成不間斷的工作過(guò)程，每個(gè)節(jié)段的立模均保留上一個(gè)節(jié)段的最頂上那節(jié)模板。

（3）對(duì)于各個(gè)節(jié)段的模板安裝，均是由多個(gè)部分構(gòu)成，如圍帶、拉桿、平臺(tái)等，其中內(nèi)外模板主要運(yùn)用固定式鋼模，利用M12×30 mm 的螺栓固定不同模板。

（4）用鋼拉桿分別安裝在內(nèi)外模板的圍帶上，拉桿在墩身周圍對(duì)稱交錯(cuò)布置，拉桿使用Φ32 mm 精軋螺紋鋼筋。內(nèi)外施工平臺(tái)均用落地腳手架搭設(shè)，內(nèi)側(cè)施工平臺(tái)主要是將方木建造于內(nèi)模板固定架上，在方木上直接鋪設(shè)木板，然后將此處作為混凝土的臨時(shí)存放處。外側(cè)施工平臺(tái)主要是將模板直接鋪設(shè)于腳手架之上，外部增設(shè)防護(hù)欄和掛網(wǎng)。

3.2 墩身施工工藝流程

總體施工順序：下部實(shí)心段施工→空心段分段施工→墩帽實(shí)心段施工。

施工步驟主要包括5 個(gè)：①對(duì)承臺(tái)頂進(jìn)行處理，即鑿毛；②按照相關(guān)要求安裝墩身鋼筋，并對(duì)空心墩實(shí)體部位澆筑處理；③實(shí)體段接空心部位鑿毛；④分節(jié)安裝空心墩內(nèi)模，分節(jié)安裝鋼筋，按照不同節(jié)次設(shè)立外模板，當(dāng)模板全部加固處理之后，再對(duì)不同節(jié)段的空心墩進(jìn)行澆筑，等強(qiáng)后拆除節(jié)段內(nèi)外模（每次預(yù)留最上一節(jié)模板與下一節(jié)段模板連接）；⑤吊裝預(yù)制板、施工墩帽。

3.3 封頂施工

（1）蓋板結(jié)構(gòu)尺寸。依據(jù)空心墩頂部形狀、封頂面積等對(duì)預(yù)制蓋板進(jìn)行設(shè)計(jì)，明確其整個(gè)架構(gòu)和具體尺寸。通常情況下，厚度為10 cm 的鋼筋混凝土蓋板，其總體面積應(yīng)小于8 m2，長(zhǎng)寬比例控制在1∶1.25，從而確保受力均勻合理。

（2）鋼筋布置。選用單層鋼筋網(wǎng)片和Φ12 mm、HRB400 鋼筋，鋼筋布設(shè)間距一般為15 cm×15 cm。在豎直方向上需要設(shè)置一定厚度的保護(hù)層，通常情況下保護(hù)層為4 cm 左右，四周預(yù)留20 cm 長(zhǎng)鋼筋，以便與墩身鋼筋進(jìn)行搭接。

（3）混凝土澆筑。為了確保不會(huì)對(duì)封頂產(chǎn)生不良影響，蓋板預(yù)制工程、橋墩施工應(yīng)保持同步，預(yù)制地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近橋墩處，或者在專門的場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)制加工。預(yù)制蓋板是由多個(gè)環(huán)節(jié)共同構(gòu)成，如鋼筋板扎、振搗、澆筑等，其中在對(duì)混凝土進(jìn)行振搗的過(guò)程之中主要選取平板振動(dòng)器，并且要確保振動(dòng)過(guò)程充分、均勻，使混凝土質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。振搗棒插入的落點(diǎn)應(yīng)當(dāng)作梅花狀以控制其深度，該工序定位必須精準(zhǔn)且迅速，并確保每個(gè)點(diǎn)位都保持緊密相連且無(wú)空隙，從而防止漏振的現(xiàn)象。另外，對(duì)振搗振動(dòng)的時(shí)間也要進(jìn)行嚴(yán)格精確把控，在插入時(shí)要迅速完成，拔出時(shí)則要緩慢抽出振搗器，并根據(jù)先前檢測(cè)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確確定每一振搗點(diǎn)時(shí)間，并在不同的施工條件下做出因地制宜的調(diào)整。

橋梁墩身所用的混凝土規(guī)格極高，一般強(qiáng)度在C35 以上：①施工所用的高規(guī)格混凝土在配制時(shí)，凝膠使用量應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)室提供的配合比進(jìn)行拌制，同時(shí)在澆筑階段科學(xué)選擇合適的澆筑施工技術(shù)，確?；炷临|(zhì)量、外觀均符合設(shè)計(jì)要求；②混凝土的拌合應(yīng)選用二次投料法進(jìn)行施工，攪拌時(shí)間應(yīng)控制在2～3 min，基于此條件所拌制而成的混凝土將擁有更好的和易性與黏稠度；③混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中必須要重視運(yùn)輸車罐的清潔工作，并嚴(yán)格控制攪拌速度，確?；炷恋玫骄鶆?、充分的攪拌；④混凝土的澆筑施工要對(duì)其坍落度、擴(kuò)展度進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，在確定好各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)與指標(biāo)且無(wú)誤后方可進(jìn)行澆筑施工，為保證混凝土外觀的美觀程度應(yīng)根據(jù)施工條件將坍落度進(jìn)行有效控制。

（4）蓋板吊裝。在正式進(jìn)行吊裝之前，必須要對(duì)蓋板的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，例如強(qiáng)度回彈檢測(cè)。從蓋板吊起開始，一直到蓋板安裝，均需要將橋墩中心線作為中心，安裝過(guò)程中蓋板邊緣必須要以輪廓線作為參考，對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)定位，蓋板領(lǐng)邊、倒角之間的接觸面積應(yīng)當(dāng)控制在10 cm 左右，進(jìn)而保障蓋板受力均勻。

4 結(jié)束語(yǔ)

圓端形空心墩柱施工技術(shù)是現(xiàn)代橋梁工程領(lǐng)域中重要的部分，對(duì)于交通事業(yè)的發(fā)展有重大意義。在實(shí)踐中，需要結(jié)合具體的施工情況、地質(zhì)條件和橋梁結(jié)構(gòu)形式選擇合適的施工方案，嚴(yán)格按照施工方案開展各項(xiàng)工作，保證工程項(xiàng)目得以順利進(jìn)行，降低工程成本。