高大墩頂節段“夾心”匹配預制施工技術

陳 龍，楊 光

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 401120）

1 工程概況

該工程墩頂節段結構異形，鋼筋和預留管道密集，預制及安裝施工中設備要求高及施工難度大。將墩頂塊優化為3 個節段，并挖空內腔減少自重，內部中空部分采用二次澆筑的多節段殼體墩頂塊。其節段A+B+A，單重均小于220t，隔墻作為二次澆筑模板及體外預應力孔道埋件定位預埋，A 梁空腔內壁布置剪力鍵，大幅減少普通鋼筋及其現場連接。

2 總體施工方案

高大多節段殼體墩頂塊內腔結構復雜，包括4 道隔墻及橫板，外有凸起三角齒塊，若采用傳統順序匹配預制方案，存在如下問題：需兩次匹配，且端模需更換方向；內腔模板易形成封閉空間，模板安拆困難，人工散拼散拆，效率低；A 塊將影響標準梁段匹配預制，延長工期。

經研究，大跨度變截面連續剛構橋高大多節段殼體墩頂塊采用“夾心匹配預制”方案：將A 內隔墻和B 橫板二次澆筑，便于模板設計及提高安拆效率；一次匹配，兩榀A 梁為對稱結構，內模及端模無方向性；內模可以采用臺車式整體模板，效率高；A 梁單獨預制完成后，即可提前匹配預制標準梁段，節省預制工期。

3 墩頂塊預制施工流程

墩頂塊優化為3 個節段后，需分別預制兩側A 節段，再利用A 節段作為匹配梁預制中間B 節段，具體工藝流程如圖1 所示。

圖1 墩頂節段預制流程示意圖

4 主要施工方法

4.1 臺座布置

為滿足180m 大垮度變截面高大墩頂塊的預制要求，每條生產線設置一個墩頂塊預制臺座，其中包含一個CPA 預制臺座，一個CPB 預制臺座。軌道梁和預制臺座等承載力較大的區域，根據荷載及基礎變形要求計算，采用PHC 樁進行軟基處理。

4.2 鋼筋工程

（1）鋼筋綁扎。大跨徑變截面箱梁墩頂塊根據跨徑及梁高分為CP150、CP165、CP180 三種類型，且翼緣寬度及腹板厚度又分為CH 和CHV 兩種類型。為使同一個胎架適應5 種（CP150 僅有CH 類型）變化，在兩端翼緣設置變化塊，通過螺栓連接方便拆卸；底板設置對應不同梁高的變化塊，采用螺栓定位固定。墩頂塊腹板鋼筋單根主筋高且重，需逐根采用設備吊裝綁扎，定位及保護層精度控制困難，施工效率極低，常規整體固定胎架無法適應。經研究，采用腹板可分離式胎架單獨綁扎腹板鋼筋，再將腹板鋼筋及胎架整體吊裝至主胎架，并綁扎底板及頂板鋼筋。綁扎步驟：①吊出腹板鋼筋胎架，在地面水平綁扎腹板鋼筋，然后利用龍門吊將腹板鋼筋整體吊入鋼筋綁扎胎架內；②綁扎底板和頂板鋼筋；③隔墻鋼筋及腹板齒塊鋼筋利用臺車作為平臺進行綁扎；④二次澆筑隔墻鋼筋綁扎在二次澆筑臺座上完成，箱梁預制完成之后吊至二次澆筑臺座，對二次澆筑濕接面進行鑿毛處理，清理出所有預埋套筒，進行車絲鋼筋安裝綁扎。

（2）鋼筋籠吊裝。大跨徑變截面多節段殼體墩頂塊鋼筋籠具有不對稱性、高且重易發生變形的特點，需采用專用吊具和鏈條多點起吊方式，吊裝設備采用25t 小型龍門吊。為防止變形，吊點設置花籃螺栓，保證各點均勻受力及鋼筋籠水平。

（3）鋼筋保護層控制。鋼筋保護層使用預制砂漿墊塊，厚度滿足規范要求，分40mm 和50mm 兩種，箱梁內表面為4cm 墊塊，外表面為5cm 墊塊。安裝時，墊塊按4 個/m2梅花型布置，但底板與腹板交接處因受力較大應使用加厚墊塊并適當加密。

（4）預應力管道定位。預應力管道在模板中安裝需要使用鋼筋焊接成的網片支架做定位架，并安裝在箱梁長度方向的1/4、1/2、3/4 三個斷面上，安裝時需嚴格按照圖紙定位各斷面位置，波紋管用扎絲與定位支架綁扎牢固。

相比于普通節段，墩頂塊腹板及隔墻存在大量的預應力錨頭盒槽口盒和臨時拉力管，在鋼筋綁扎時要提前預留出所有槽口盒及臨時拉力孔的位置同時還要兼顧槽口盒位置的保護層，對于鋼筋綁扎精度的要求大大提高，在綁扎時細化到每一根主筋的位置，對所有預留位置放點放線，確保入模后預留位置精確，減少鋼筋調整時間。

4.3 模板工程

墩頂節段A 模板系統由固定端模、活動端模（內部中空）外側模及內模臺車等組成，其中內模臺車上懸掛有腹板內模及隔墻內模。模板安裝時，先將兩側外模通過液壓油缸頂推合攏固定/活動端模，經匹配調位后吊入鋼筋籠，然后將內模臺車整體推入箱梁內腔，通過油缸依次將腹板內模及隔墻內模頂推到位。

墩頂節段B 模板系統由兩側匹配支架、底模、外側模及內模等組成。待兩側墩頂節段A 預制完成后，采用龍門吊吊至B 梁匹配支架上，通過支架頂端的三項千斤頂調整匹配位置，即可頂推外模至貼緊A 梁。其內模則為分塊模板，需采用龍門吊逐塊吊至箱梁內腔進行安裝。

模板首次安裝驗收完成后，采用噴砂徹底除銹，并清洗干凈，再涂刷脫模劑。正常使用階段，每次拆模后，用電動刷打磨去除水泥漿和局部銹蝕。脫模劑和隔離劑的涂刷采用手動滾輪滾刷，注意涂刷均勻，防止出現流掛及漏刷現象，在鋼筋骨架入模前完成并檢查并補涂，如圖2 所示。

圖2 墩頂塊預制模板系統

二次澆筑隔墻單獨在預設的臺座施工，底板安裝可調支座支撐底模，利用龍門吊將兩片隔墻模板拼裝完成后整體吊入臺座，利用精軋螺紋鋼對拉加固。

4.4 混凝土工程

鑒于墩頂節段結構復雜，鋼筋及預留管道密集，特采用C60 細石混凝土。混凝土由場內攪拌站集中拌和供應，現場采用龍門吊+大料斗的方式澆筑。為確保混凝土布料均勻，鋼筋籠綁扎時分別在兩側腹板及隔墻人孔處預留下料孔位置，澆筑前安裝下料筒，并在澆筑過程中隨著混凝土面的上升逐步分段取出下料筒。混凝土振搗采用兩種方式組合，即模板上安裝高頻振搗器以消除表面氣泡，插入式振搗棒振搗密實。

4.5 箱梁養護與堆存

箱梁混凝土澆筑完成后4h 左右，頂板及底板表面使用土工布覆蓋，灑水養護；內模拆除后，箱梁內腔涂刷養護劑養護；外腹板噴水養護，養護周期為7d。墩頂塊箱梁存放采用三點支撐，存放于預制場內存梁臺座上，并做好支撐。

4.6 線性控制

采用無測量塔線性控制方法，在固定端模及活動端模上共設4 個控制點，同時作為標高和平面控制點。通過拉尺采集4 個測點組成的各邊長度控制平面線形，通過精密水準儀采集4 個測點相對高程控制豎向線形。通過調整匹配梁控制相鄰梁段間的相對線形，預制誤差在下一梁段預制時修正，誤差不積累，以達到精度要求。

4.7 隔墻/板二次澆筑

（1）A 梁隔墻二次澆筑。A 梁固定端側隔墻在箱梁澆筑時已完成，匹配端側隔墻需進行二次澆筑，具體施工步驟如下：①A 梁澆筑完成達到吊裝強度后，在梁頂匹配端側安裝型鋼對兩側懸臂翼緣板進行約束，避免混凝土開裂，然后吊裝至存梁臺座進行隔墻二次澆筑施工；②首先吊入操作平臺至箱梁內腔，對二次澆筑結合部位鑿毛，并清理出預埋套筒；③安裝隔墻澆筑底模，并將車絲鋼筋擰入預埋套筒，完成隔墻鋼筋綁扎；④分步將隔墻兩側模板吊裝到位，并采用對拉螺桿加固；⑤混凝土澆筑及后續拆模養護等施工。

（2）B 梁隔板二次澆筑。B 梁隔板二次澆筑在其預制臺座上施工，B 梁澆筑完成后，兩側腹板因無連接約束，需優先安裝頂部支撐架，然后拆除內模后開始隔板二次澆筑施工，具體施工步驟如下：①利用龍門吊安裝伸縮式二次澆注施工平臺，其回縮狀態寬1.6m，從支撐架中間空隙下放安裝，平臺依靠兩端的型鋼支撐在箱梁腹板內側；②逐塊吊入底模及變化塊，并將底模變化塊移動到使用位置；③安裝底模變化塊的懸吊拉桿，注意上下應各安裝一個螺帽以固定拉桿；④起吊變化塊至安裝位置，同時牽引懸吊拉桿固定于頂部支撐架型鋼內，并安裝螺帽固定，注意模板兩側應包邊CPA 隔墻混凝土10cm；⑤安裝標準底模懸吊拉桿，并起升到使用位置，安裝連接螺栓；⑥組拼標準底模一和底模變化塊，測量標高使模板滿足使用要求，固定模板；⑦綁扎鋼筋，澆注混凝土；⑧拆模之前，應先移開兩側的CPA 箱梁，然后再拆除橫梁底模及操作平臺。

5 結束語

香港段接線工程連續鋼構大跨徑變截面箱梁墩頂塊預制施工，其跨度之大、高度之高刷新了世界變截面箱梁短線預制的記錄。高大墩頂節段“夾心”匹配預制技術的應用，有效縮短了箱梁預制工期，促使模板施工工效提高，取得了顯著的經濟效益。