某特大桥高墩、空心墩的施工方法
2017-04-24
1 工程概况
本桥设计7-32m简支梁+（48+80+48）m连续梁+4-32m简支梁；桥全长555.7m，最高桥墩为63m。桥梁中心里程DK19+052m。该桥共设13个桥墩，7-10#墩为矩形连续梁桥墩，11#墩为圆端型空心墩，2个T型桥台。基础形式分别为钻孔桩基础、明挖扩大基础及箱型基础。
主要技术条件：本桥0#-2#位于R=1200m、L=120m的缓和曲线上，其余墩台位于直线上，桥上线路坡度为-12.0‰，桥上铺设无缝线路。
2 高墩、空心墩墩身施工工艺
10#墩属于高墩、空心墩施工，主要型式采用空心圆端型及空心矩形桥墩。采用整体钢模板与脚手架相结合、混凝土输送泵运送混凝土、自升式塔吊调运材料和模板的方法。考虑到10#空心桥墩墩高，确保高空作业人员安全，在施工过程中按照标准设置脚手架人行通道及防护网。在墩身加设预埋钢板与塔吊连接，以保证塔吊的安全牢固，塔吊司机必须持证上岗。
空心桥墩施工要点：根据空心桥墩的结构形式和构造尺寸，10#矩型空心桥墩加工内、外模板，组成整体模板体系，配置塔吊设备，现场绑扎钢筋和浇筑混凝土。10#墩用一套模板，单墩的模板节高为1.5m。
2.1 空心桥墩组合钢模板施工工艺 主要施工工艺如下：
模板分为内模和外模两种，均采用钢制。外模采用整体性钢模板，分节制作，考虑模板周转，每节高度为1-1.5m，面板为8mm，型钢布肋。内模采用可调节钢模板，采用螺杆调整模板尺寸，钢架支撑，保证模板的牢固性。
模板的组成结构为：6节大块模板（大块模板内外模采用钢模板、并内模可调整）、支架、内外钢管脚手架工作平台（施工过程中，为了增加支架的稳定性，特将支架与已浇墩柱相连接）。施工中同时浇筑且每次浇筑高度为6.0m。施工时在基顶上支立第一节模板，在第一节模板上支立第二节模板，以此类推，4节同时浇筑。混凝土强度达到70%强度以上时，拆除第一节模板并开始利用塔吊人工配合支立下一循环模板，待完成空心墩底部实体段混凝土浇筑后，开始支立内模模板，并在空心墩实体段顶部预留宽1.5m*高2m进人洞一处，此时墩身混凝土已经硬化且具备一定强度，并将施工的全部荷载转移到基础顶面，承重体依次转移，出现接升脚手架→绑扎接长钢筋→拆模、清理模板、重新组装→下循环模板、组装模板→中线与标高测量→灌注混凝土和养生循环式施工作业方式，一直满足设计高度。内外模板及纵横肋、内脚手架、刚度加强架、模板拉筋、安全网等公共组成每一节模板。
每节模板均为标准板和圆端模板两种，每节模板高度1.5m，宽度划分以具体计算为准。采用Φ20螺栓连接模板，拉筋垫板通过[12槽钢支撑，并且[12槽钢间距控制在1m之内，用Φ16mm的圆钢作拉筋。为了方便抽拔拉筋及对拉筋再次利用，将Φ18mmPVC硬管设置在拉筋处的内外模板之间。混凝土灌注前，为了控制墩身的壁厚，在模板顶面按1.5m的间距设临时铁支撑。为了防止模板发生变形，通过模板刚度加强架对内外模板进行处理。在内脚手架上搭建内外施工平台。对于输送泵运送来的混凝土，通过在施工平台的内侧铺薄钢板进行临时存放。为了确保施工过程的安全，在外脚手架的周边设置防护栏杆并且挂立安全网。
根据模板的编号，按照先后的拼装顺序，在安装模板前，把模板运到桥墩下。在对模板进行塔吊吊装过程中，为了确保安全，严禁墩下站人，在起吊过程中为了防止模板晃动，进而与墩身或塔架发生碰撞，吊装时由专人进行指挥。模板安装时，吊篮内至少安排两名木工，通过特制的钢筋拉勾在模型达到高度时将模板拉向墩身，木工分站在模板两侧，手扶持钢型在模板与既有模板连结好后松开吊钩，按照上述方式对每一节模型进行安装，如此循环。安装内模：通过普通钢模P2015、P3015及楔形木条共同拼接成内模板。为了确保空心墩的壁厚，通过采用四片φ40钢管内拱架对内模进行固定。
混凝土强度符合设计要求后，拆除底部两节模板。在进行安装模板前，为了模板拆除方便，在最底层模板的下面铺设硫磺砂厚度为2cm，用砂浆对内侧进行抹缝（预防墩柱烂根）。在模板的拆除过程中，先在模板上挂吊钩，再松动螺栓，在螺栓剩下两个时，为了预防模板突然脱落，需要两名木工相互配合，由一人扶住模板，另一个拆除螺栓。在模板与墩身分离后，为了防止模板晃动幅度过大，通过拉勾拉住模板然后慢慢放开，在地面对模板进行牵引。拆模时为了防止模板倾倒和下落，通过采用四个倒链对模板从同一方向不同部位进行起拉，与此同时塔吊要吊住模板。拆模过程中，为了避免损伤模板和混凝土表面，禁止使用大锤硬砸或撬棍硬撬。然后对模板进行打磨、擦涂脱模剂处理，最后在1.5m高的模板上进行安装。在安装模板时，为了防止模板拼缝处出现错台，按照厂家提供的模板组装图所示吊装的顺序进行吊装。
2.2 安装内外脚手架 为了使钢筋绑扎与混凝土灌注同时进行，随着外模板的安装进行外脚手架的安装，保持内平台与待灌节段的混凝土顶面在同一水平面上。安装完毕脚手架后，搭建内外作业平台，并对防护栏杆和安全网进行安装。
2.3 绑扎钢筋与检查 加工钢筋前，先清除钢筋表面的油渍、锈皮，用人工方式调直弯折的钢筋，对墩身护面钢筋按照设计的尺寸进行加工，钢筋半成品加工完成后按图纸进行编号，并挂牌存放。因为墩身钢筋需要伸入承台的内部，所以承台钢筋和护面钢筋要进行同时绑扎。为了便于接头错开，对第一节竖向钢筋上端进行高出承台1-3m处理。在承台内部和顶部设置钢筋“定位圈”，然后将钢筋“定位圈”与墩柱竖向钢筋按间距进行点焊。模板安装前，在承台顶面的第一节钢筋上接长墩身护面竖向钢筋，通过采用滚压直螺纹连接竖向钢筋接头，布置时按照Ⅱ级接头形式进行，也就是连接区段（按35d计算，d为被连接钢筋直径）内接头百分率控制在50%以内。完成钢筋笼施工后，设置四个方向的揽风绳，并对部分拉接筋与主筋交叉点进行点焊，进而确保钢筋整体的稳定性。为了有效控制保护层的厚度，需要在钢筋和外模板间垫入塑料垫块，钢筋和内模板间垫入混凝土垫块。绑扎钢筋的高度都要高于每次混凝土的浇筑高度，绑扎时，先计算高度，通过在脚手架上铺设φ60钢管作为护面筋的支撑架，并在相应位置铺木板作为操作平台。每次安装钢筋的高度都要比模型高出（1～1.5）m，采用滚压直螺纹机械连接接长钢筋，并按照施工规范进行施工。 对绑扎钢筋按照设计要求进行检查。为了确保模板顺利安装，在钢筋绑扎过程中随时检查钢筋网的尺寸。因为模板高6.0m，因此每次钢筋绑扎的控制高度为6.0m与钢筋搭接长度之和。为了防止钢筋倾斜，将钢筋的中上部支撑在脚手架上。
2.4 首次立模准备 立模边线根据墩身中心线放出，用砂浆将立模边线外找平，通过水准仪对找平层进行抄平，并且严格控制基础顶面的标高（即墩底标高）。砂浆硬化后立模。
2.5 首节模板安装 通过自升式塔吊和人工辅助就位的方式对模板进行安装。先对墩身一个面的外模进行拼装，然后按照模板编号，将整个墩身的第一节外模板组拼完毕。安装完毕外模板后进行吊装内模板；然后上拉筋。用Φ20螺栓连接模板。安装每节模板时，对于模板间的缝隙通过塞填薄钢板进行纠偏处理。
2.6 立模检查 安装完每节模板以后，对模板顶面标高、中心和平面尺寸，通过水准仪和全站仪进行检查，并对误差超标进行调整，直到符合标准。在测量过程中，通过采用全站仪对横向、纵中心线进行检测，并用全站仪对墩中心进行复核。为了保证测量质量，每次测量要在一个方向多次回测量。
2.7 混凝土灌注 模板和钢筋检验合格后，在混凝土灌注之前，为了确保位置准确、保护层合适，对模板、钢筋及预埋件的位置、尺寸和保护层厚度进行检查。浇筑混凝土时，通过拌合站对混凝土进行集中拌合，并直接运到施工现场，通过输送泵将混凝土输送到施工平台上，借助漏斗通过人工铲送入模。采用水平分层式浇筑混凝土，浇筑厚度每层控制在30cm，通过插入式振动器进行振捣，在底层的混凝土初凝前，进行浇筑上层混凝土，将振捣棒插入下层混凝土5-10cm进行振捣。在混凝土终凝后，通过人工方式进行凿毛，将混凝土和钢筋表面的水泥浆以及松弱的混凝土层清除干净，通过压力水再进行冲洗，保持表面整洁。
2.8 重复如上步骤，灌注第二循环混凝土 进行混凝土灌注时，根据要求制作试件，当第一循环混凝土达到设计强度的70%、将底部两节模板拆除，准备下个墩使用，为下循环模板的联结使用需要预留第三节模板，按施工程序进行第二循环混凝土的准备。
2.9 墩身模板升高 通过塔吊将下一节模板的各个部分分别吊起，将吊起的部分运送到上一节预留模板顶部或地面，进行模板清理、涂刷脱模剂，按顺序在预留模板顶固定各组成部分并进行安装。如此循环，直至墩顶。
2.10 墩顶段施工 当模板升至墩顶实心段底部时，直接利用内平台作为实体段底模的支撑结构，搭设外侧施工平台和安装防护栏杆与安全网。然后绑扎钢筋、安装外模板、灌注混凝土、养生。
2.11 托盘施工 墩顶实体段施工结束后，直接在外模板上支立托盘和顶帽模板，绑扎钢筋、浇筑混凝土。施工中预埋好托架预埋件和竖向预应力筋的波纹管等，以便进行后续的托架安装施工。此时人员通过墩顶进人洞由墩内进入墩顶作业。
2.12 模板拆除 待盘顶帽混凝土达到设计强度70%时，进行模板拆除作业，内模板和内脚手架直接从顶部向下依次拆除，由底部预留进人洞向外搬运。外模板拆除时按先底节段后顶节段的顺序进行。利用塔吊运送至地面。最后进行预留进人洞的封闭工作。
3 结束语
在该特大桥的施工中，高墩、空心墩的施工是施工过程中的难点之一，放工前制定了详细的施工方案及安全质量保证措施，施工中严格按方案及保证措施执行，做好每一道施工工艺的衔接，最终保证了施工质量，按工期解决了这一施工难点。
参考文献：
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[2]李焱.某特大桥空心薄壁高墩施工技术[J].山西建筑，2009（10）.
[3]刘金明.浅谈桐子坪1号大桥空心薄壁高墩的施工技术[J].科技信息，2009（10）.
