淺談薄壁空心高墩施工

張井華

摘 要：本文結(jié)合集包鐵路后河5號特大橋的施工實踐，就薄壁空心高墩施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：內(nèi)模系統(tǒng)；外模系統(tǒng)；外掛系統(tǒng)；拉桿系統(tǒng)

1.工程概況

集包鐵路后河5號特大橋為跨越后河而設(shè)，為23-32米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，橋梁全長769.99m，全橋均位于半徑為3500米的一次復(fù)線圓曲線上。基礎(chǔ)分明挖、挖井、鉆孔樁三種結(jié)構(gòu)形式；墩身設(shè)計為42：1實心墩與空心墩兩種結(jié)構(gòu)形式，空心墩有45：1/75：1及65：1/65：1兩種坡比，最高墩身49米；橋臺為雙線T形橋臺；橋面為32m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。

本橋空心墩13個，坡比有45：1（外）/75：1（內(nèi)）、65：1（外）/65：1（內(nèi)）兩種形式。其中4～9墩采用坡比65：1（外）/65：1（內(nèi)），10～16墩采用坡比45：1（外）/75：1（內(nèi)）。

本橋所有空心墩墩身均采用圓端形截面，底部實心高度2.5m，頂部實心高度1.5m，最小壁厚0.5m。墩頸橫向?qū)挾?.8m，縱向?qū)挾?.4m，托盤高度1.5m。頂帽均采用圓端形，橫向?qū)挾?0.6m，縱向?qū)挾?.8m，厚度0.6m。

2.施工方案

2.1總體施工方案

全橋的空心墩分為兩個作業(yè)面平行流水施工，即按兩套模板同時流水施工，一套模板從6號墩，另外一套模板從16號墩開始。在施工中分節(jié)澆筑，空心墩底部2.5m實心部分單獨一次澆筑完成，在底部實體段施工結(jié)束后，每4米一個循環(huán)，按照在13.5米以下7天一個循環(huán)，13.5米以上5天一個循環(huán)。墩身鋼筋、模板、混凝土根據(jù)地形、墩高等條件由汽車吊、塔吊負(fù)責(zé)垂直提升。

空心墩整體采用翻模施工，翻模在兩端圓端模板采用一次到頂（2米為一節(jié)），平板采用循環(huán)施工。在百年一遇水位1207.18m+1m=1208.18以下采用搭設(shè)外架法，在該位置處設(shè)置一個臨時進(jìn)人洞，在內(nèi)部搭設(shè)支架，供操作和機具設(shè)備的上升，在外部每3個墩設(shè)置一臺塔吊，作為模板和混凝土的提升工具。在外模上懸掛外架平臺作為操作平臺?？招亩諆?nèi)設(shè)環(huán)狀檢查臺，采用預(yù)留接茬筋后澆筑混凝土。空心墩頂部實體段及頂帽混凝土采用一次澆筑。

2.2主要施工方案

2.2.1翻模結(jié)構(gòu)

翻?；窘Y(jié)構(gòu)由內(nèi)模系統(tǒng)、外模系統(tǒng)、外掛系統(tǒng)、拉桿系統(tǒng)、內(nèi)腳手架、外腳手架、提升系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)及拆模系統(tǒng)組成。

2.2.1.1內(nèi)、外模板

空心墩墩身模板共制作兩套（兩種坡比墩身各一套），墩帽模板一套，進(jìn)人洞模板一套。外模（兩端圓端部分、平板）、內(nèi)模（兩端圓端部分）均采用大塊定型鋼模，面板采用6mm厚鋼板，豎肋采用10#槽鋼，加勁肋采用12mm槽鋼，邊框采用12mm扁鋼。豎筋每25cm設(shè)一道，橫筋（加勁肋）每75cm設(shè)一道。內(nèi)外模圓端部分均分為2塊，即1/4半圓為一塊模板。外模及內(nèi)模圓端部分配模一次到頂，平板部分采用翻模施工。

外模45：1模板高49m，圓端部分每節(jié)模板高2m，共23塊，并配備高1m調(diào)整節(jié)2塊及0.5m調(diào)整節(jié)1塊以滿足所有墩身的需要；內(nèi)模75：1模板高45m。外模65：1模板高45m，內(nèi)模65：1模板高41m，并配合調(diào)整節(jié)進(jìn)行調(diào)整。內(nèi)模直線段部分采用60*150cm的大塊鋼模進(jìn)行拼裝。模板連接均采用栓接。

2.2.1.2外掛系統(tǒng)

外掛系統(tǒng)分為圓端外掛和平臺外掛。

1）圓端外掛

支架平臺按80cm寬設(shè)計，主桿采用L75×75×6角鋼，斜撐采用L63×63×6角鋼。支架通過連接板與外模豎肋槽鋼相連。

2）平板外掛

支架平臺按寬73.2cm設(shè)計，主桿采用L75×75×6角鋼，斜撐采用L63×63×6角鋼。支架通過原對拉螺栓與模板相連。

2.2.1.3拉桿系統(tǒng)

空心墩拉桿布置共有三種，一種是通過空心墻身厚度的短拉桿，呈放射性布置，一種是確保直線段徑容的通心拉桿，一種是確保圓端受力的通心拉桿。拉桿均采用φ20鋼筋制作，通心拉桿只設(shè)置在實體段部分。

2.2.1.4防護(hù)系統(tǒng)

為確保在空心墩翻模施工過程中的安全，在空心墩外側(cè)和內(nèi)側(cè)布置安全系統(tǒng)，主要包括：

1）外掛上在翻模底節(jié)從外掛架上撐出部分設(shè)置平網(wǎng)，保障高空作業(yè)人員的安全；

2）在整個外掛架立面上設(shè)置立網(wǎng)，全面維護(hù)操作工人的安全；沿頂部工作平臺邊緣設(shè)置1.2m高的欄桿，用安全網(wǎng)進(jìn)行全封閉防護(hù)；

3）在外掛架之間滿鋪5CM厚的木板，并設(shè)防滑設(shè)施；

4）在內(nèi)腳手架上設(shè)置之字形的上人平臺；

5）每層翻模下層設(shè)置平網(wǎng)；

6）內(nèi)、外腳手架都要滿鋪木板。

3.各項保障措施

3.1空心墩線型控制措施

空心墩線型控制主要通過施工測量來進(jìn)行?？招亩帐┕y量控制內(nèi)容包括：空心墩中心定位測量、空心墩高程測量、空心墩中線垂直度測量、空心墩坡度控制。

3.1.1空心墩中心定位測量

方法：采用極坐標(biāo)控制測量法。

1）外模定位控制：每個墩身施工前，由測量人員用全站儀在基礎(chǔ)頂面測設(shè)出墩身的十字中心線，以及兩端圓弧的圓心、圓弧與直線的交點，便于立墩身模板時，放樣墩身底口的輪廓線。并設(shè)置好橫、縱向護(hù)樁。在墩身進(jìn)行立模時，用墨斗線在基礎(chǔ)頂面彈出墩身底口輪廓線，依據(jù)輪廓線進(jìn)行模板安裝；每安裝一節(jié)模板，就用全站儀對該節(jié)模板進(jìn)行縱、橫軸線、幾何尺寸的測量復(fù)核，復(fù)核無誤或在橋規(guī)允許誤差范圍內(nèi)后，再進(jìn)行下節(jié)模板的安裝，依次類推，確保每節(jié)模板位置的安裝正確。測量實行換手復(fù)核制，在兩人復(fù)核都滿足要求后，才能進(jìn)行外模安裝。

2）內(nèi)模定位控制：在空心墩底節(jié)實體段混凝土施工完畢后，用全站儀將墩身中心點引測至實體段頂面并保護(hù)好，該點和已復(fù)核過的外模內(nèi)壁作為此后內(nèi)模安裝時幾何尺寸、平面位置校核的依據(jù)。內(nèi)模安裝步驟及檢驗方法同外模。

3）混凝土澆筑過程中的墩身軸線控制：施工過程中，每澆注1m左右高時，用垂球檢查一下模板的平面位置情況，如有超出規(guī)范要求的偏移，要立即暫停混凝土澆注，采取措施進(jìn)行糾偏，直至符合規(guī)范要求后，再繼續(xù)進(jìn)行混凝土的澆注。

3.1.2空心墩中線垂直度測量

中線垂直度測量采用自動安平激光垂準(zhǔn)儀。激光垂準(zhǔn)儀安裝在空心墩實體段頂面上，并設(shè)牢固的保護(hù)罩。墩內(nèi)平臺頂上設(shè)激光接收靶，能顯示光斑并捕捉斑心，激光斑心即是橋墩中心，進(jìn)行墩身的豎向軸線傳遞。通過激光鉛直儀將橋墩中心準(zhǔn)確地引至工作平臺上，不僅簡化繁瑣的測量工作，而且中心控制準(zhǔn)確、可靠。模板每提升一節(jié)，對模板的位置檢查一次，以控制橋墩的縱橫向偏移和扭轉(zhuǎn)。

3.1.3空心墩外觀線形及坡度控制

試拼檢查：空心墩外觀線形及坡度主要由加工好的定型鋼模來控制。為保證定型鋼模線形及坡度的準(zhǔn)確，在立模前要進(jìn)行模板的試拼工作，對試拼好的模板進(jìn)行幾何尺寸測量，以此來檢驗?zāi)０宓木€形及坡度。試拼前，在一塊平整的場地上先將要試拼的底節(jié)模板輪廓線畫出，并將輪廓線的中心點、兩端圓弧的圓心、圓弧與直線的交點在地上標(biāo)出；依此輪廓線，將模板試拼好，然后依據(jù)上述幾個模板加工時的控制點并利用垂球，對上下模板的幾何尺寸進(jìn)行測量復(fù)核。

立模時檢查：將試拼合格后的模板運至施工地，依據(jù)事先測設(shè)好的立模輪廓線，安裝好模板，然后用全站儀在模板頂上測設(shè)出該模板頂截面的兩端圓弧頂點、圓弧與直線的交點，檢查這些點與最上面一節(jié)模板本身的兩端圓弧頂點、圓弧與直線的交點是否重合、偏差多少，以此控制墩身的線形及坡度。

施工過程控制：主要檢查模板的加固情況，控制混凝土的澆注速度，防止跑模。

4. 結(jié)語

通過對以上關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，中鐵十九局集團(tuán)承建的集包鐵路后河5號特大橋薄壁空心高墩施工合格率100%，完全滿足了設(shè)計要求。