紅柳河特大橋空心墩施工技術

朱旭波

(烏魯木齊鐵路局哈密鐵路建設指揮部，新疆哈密 839000)

1 概述

蘭新線改建段紅柳河至煙墩段紅柳河特大橋，為跨越紅柳河而設，中心里程為DK1156+785。設計為雙線74跨32 m梁，橋全長2 436 m，位于R=2 000 m的曲線上。本橋上部結構采用32 m后張法預應力混凝土梁，下部結構為蘭臺采用雙線T型橋臺，烏臺采用雙線挖方內橋臺，1#—16#墩及71#—73#墩采用雙線圓端形實體橋墩，17#—70#墩采用圓端形空心橋墩。其中空心墩施工過程中，墩內、外模板坡比均為65∶1，采用定型鋼模，分段組立、分段施工。每次組立4 m，澆筑4 m，澆筑速度不超過2 m/h。隨著混凝土的連續灌筑，下層混凝土達到拆模強度后，用汽車吊配合，自下而上將模板拆除，移至下一模板墩高相符墩位進行組立。拆除時將最上端定型鋼模留下，以備繼續拼接上部模板，如此循環往復，完成橋墩的灌筑施工。

2 空心墩墩身施工

2.1 鋼筋加工

鋼材經質量檢驗其技術性能符合現行規范的規定，方準使用，試驗不合格的鋼材不得使用。

鋼筋加工流程為:鋼材質量檢驗→鋼筋下料→彎曲成型→制作定位網片→鋼筋綁扎、焊接。

鋼筋下料使用鋼筋調直機、切斷機或砂輪切割機下料。控制下料尺寸，保證其容許偏差在規范要求之內。鋼筋彎曲成型先按1∶1的比例放大樣，長鋼筋從鋼筋中部開始逐步向兩端彎。彎起處不得有裂紋、鱗落和斷裂現象。鋼筋成型后應逐一檢查，然后分類捆扎、掛牌標識存放。

制作定位網片時不得使用彎曲和帶接頭的鋼筋。在模具上焊制鋼筋網片時，鋼筋應互相平直并焊牢。加工好后按編號放置有序。

鋼筋在模板內現場綁扎，使用22#扎絲綁扎骨架，對重點部位及易變形部位可施以點焊以保證骨架的幾何形狀。鋼筋采用電弧焊，接頭焊縫平整不得有較大的缺陷、焊瘤和裂紋。

2.2 定型鋼模制作

空心墩墩高均在30 m以上，墩身模板根據墩身高度在其最底部設置調整節。調整節分為0.5，1.0和1.5 m，除此之外墩身內、外模均按照2 m一節定制，按坡比自下而上依次組立。模板制作精度如下:尺寸誤差＜2 mm，傾斜角偏差＜1.5 mm，孔位誤差＜1 mm。為確保工程質量，模板由北京天元模板有限公司在工廠內設計加工制作，運送至現場組裝。模板用槽鋼骨架與6 mm鋼板組焊成整體，螺栓連接，內外模之間以精軋螺紋鋼配以精軋螺帽拉結，以確保空心墩內外模聯結剛度及澆筑需求。

2.3 模板組立

模板組成、校正、拆裝以及墩形控制是空心墩施工的重點。

本工程空心墩模板組立不設外腳手架，采用在墩身內腔搭設內腳手架及在墩身外模上設立外掛架的方式施工。施工過程中每4 m或6 m為一段，組裝拼接墩身內、外模，組立一段澆筑一段，每次組裝的模板底部都立在已澆筑混凝土的模板上。模板組件經檢查，符合截面尺寸無誤后，按照模板設計拼接圖進行組立，內外模間設帶螺紋的精軋螺紋鋼對拉螺栓，兩端以精軋螺帽緊固，以保證模板整體強度和剛度，滿足澆筑需求。墩身內腔搭設腳手架作為裝拆內模、人員爬升及澆筑混凝土工作平臺之用。在搭設腳手架的同時，同步搭設之字形施工檢查梯，檢查梯寬1 m，防護欄桿高1.5 m，滿掛安全密目網，踏步間距0.3 m。內腳手架以標準鋼管及連接件搭設而成，為保證施工進度及模板施工的連貫性，設計的墩內操作平臺在墩身施工過程中暫不考慮，待墩身完成后再予施工。安裝和拆卸模板，提升吊籃以及鋼筋等物品的垂直運輸均由25 t汽車吊完成。空心墩外模自底部以上1 m起，每個直段和圓端部均用螺紋鋼焊接外掛架。外掛架外形為等腰直角三角形，直角端及一個45°角端直接與外模焊接，焊接強度和剛度滿足人員操作及必要的工具材料堆放需求。另一端邊緣焊接防護鋼筋網，并以密目網布設，防止人員跌落及物品墜落。外掛架寬度0.6 m，防護欄高度1.2 m。

當定型模板組拼成型后，所有螺栓不必擰緊，留出少量松動余地。模板前后方向偏斜的調整通過手拉葫蘆拉至正確位置，左右偏斜的調整則在模板底邊靠傾斜方向的一端塞加墊片實現。模板之間的縫隙塞有橡膠條，防止漏漿。由于模板制作及起始第一節模板調整的精度都很高，以后每次調整幅度很小。調整完畢后，擰緊全部螺栓，墩身模板控制標準見表1。

表1 墩身模板控制標準

在安裝鋼筋的同時，若下部墩身混凝土強度滿足拆模條件時，可以開始自下而上拆除下部4 m的外模。拆模時用手拉葫蘆將下面一節模板與上面一節模板上下掛緊，同時另設兩條鋼絲繩栓在上下節模板之間。拆除左右和上面的連接螺栓，然后通過兩個設在模板上的簡易脫模器使下節模板脫落。脫模后放松葫蘆，使拆下的模板由鋼絲繩掛在上節的模板上。然后逐個將四周各模板拆卸并懸掛于上節模板上。這樣將拆模工作和鋼筋安裝工作同時進行，節約至少半天時間，同時最大限度地減少了對吊車工作時間的占用。

2.4 混凝土澆筑

實心墩和空心墩混凝土采用37 m或48 m混凝土汽車泵泵送入模，澆筑應分層、分段對稱進行，分層厚度20～30 cm。拌合物入模時，要均勻分布，采用插入式振搗器搗固，振搗時應避免觸及鋼筋及模板，振搗器插入下一層混凝土中的深度不超過5 cm。澆筑后混凝土表面距模板上緣有不小于10～15 cm的距離。墩身非承重模板脫模時其強度應不低于2.5 MPa，防止在其自重作用下坍塌變形。脫模后開始覆蓋薄膜灑水養生，冬期拆模應選擇在中午12時至16時，拆除模板后立即采用暖棚法或電熱毯法進行養護。

2.5 墩頂封閉

當模板支立至墩頂封閉段底模設計起點標高時，在內外側模上安裝封閉段模板。其內模支架采用焊接鋼桁架，模板采用5 cm厚的木板，拼縫要嚴密。

2.6 施工縫處理

施工縫處的水泥砂漿薄膜、松動石子或松弱混凝土層應鑿出，并用水沖干凈，濕潤，但不得存有積水。新混凝土澆筑前，宜在橫向施工縫處先鋪一層15 mm并與混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂漿，或鋪一層厚度約30 cm的混凝土，其粗骨料應比新澆筑混凝土減少10%，然后再接續澆筑新層混凝土。

2.7 混凝土養護

在混凝土澆筑完成并且初凝后，予以灑水養護并采用塑料膜覆蓋，保證混凝土表面經常處于濕潤狀態，養生期最少保持7 d或監理工程師批示的天數。養護用水及材料不能使混凝土產生不良外觀。混凝土灌注完成2～3 d后，立即采用循環水管對墩臺身內部冷卻降溫。混凝土表面覆蓋棚布，采取噴霧灑水對混凝土進行保濕養護7 d以上。待噴霧灑水養護7 d以上且水泥水化熱峰值過后，撤除棚布，使用塑料薄模將混凝土暴露面緊密覆蓋14 d。

2.8 施工洞留設

本空心墩施工工藝考慮內腳手架施工，因此需在底部2.5 m實心段上部留設施工洞，施工洞寬0.6 m，高1.2 m。在澆筑該部位空心墩時設擋板，鋼筋留夠搭接長度并暫時彎起，待空心墩內部操作平臺及踏步拆除完畢后予以澆筑封閉。

2.9 安全措施及質量檢查

空心墩施工為高空作業，要對施工人員進行安全教育，嚴格執行高空作業安全制度和規定。要經常檢查以保障模板結構、工作平臺和檢查梯的牢固性。

為保證質量，每天要用測量儀器檢查中線水平1～2次，發現偏移和扭轉應及時糾正。

3 施工流程

空心墩施工流程見圖1。

圖1 空心墩施工流程

4 人員組織及機械配置

1)主要勞動力配置見表2。

表2 勞動力配置

2)主要機具配置見表3。

5 監控及糾偏方法

根據基頂中心放出立模邊線，立模邊線外用砂漿找平，找平層用水平尺分段抄平，待砂漿硬化后由線路中心向兩側立模。第1節段模板安裝后，用水準儀和全站儀檢查模板頂面標高和墩身中心及平面尺寸，符合標準后進入下道工序。每節段立模前和混凝土灌筑后，在無太陽強光照射、無大風、無振動干擾的條件下測定墩身立模中心和縱、橫向中心線，偏差不大于3 mm。在一般情況下大多數用全站儀放出墩身的控制點，在施工環境風力較大時，也可以考慮使用激光垂直儀測量垂直偏差。同時還需要定時對墩身中心及扭轉進行坐標測量，以確保墩身位置方向的正確。

表3 主要施工設備

6 結語

通過紅柳河特大橋空心墩施工的全過程，總結了在受自然條件的影響下通過在墩身內搭設內腳手架及在墩身外模上設立外掛架的方式，采用定型鋼模，分段組立、分段施工的方法進行空心墩施工的技術，為以后同類型的工程提供了參考價值。

［1］中華人民共和國鐵道部.TB 10424—2003 鐵路混凝土與砌體工程施工質量驗收標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2003.

［2］中華人民共和國鐵道部.TB 10415—2003 鐵路橋涵工程施工質量驗收標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2003.

［3］中華人民共和國鐵道部.鐵建設(2005)157號 鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［4］中華人民共和國鐵道部.TZ 203—2008 客貨共線鐵路橋涵工程施工技術指南［S］.北京:中國鐵道出版社，2008.

［5］中華人民共和國鐵道部.TB/T 3054—2004 鐵路混凝土工程預防堿—骨料反應技術條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2004.

［6］李向海.橋墩可調直徑鋼模板的研制與試用［J］.鐵道建筑，2007(5):13-15.