鐵路橋梁薄壁空心高墩施工技術(shù)

韓建軍

(中鐵十九局集團第六工程有限公司，江蘇 無錫 214028)

薄壁空心高墩施工在橋梁施工中至關(guān)重要，直接影響整個工程的質(zhì)量和橋梁壽命。我國橋梁施工過程中，通常采用鋼管腳手架施工，采用拼裝鋼模板法不僅節(jié)省成本，還能有效提高施工效率。

1 工程概況

某薄壁空心高墩橋梁施工項目，所處山體呈斜陡坡，地形起伏變化較大，山脊方向從北向南，綠植茂盛，高墩橋梁橫跨峽谷，全長約880 m，主橋310 m，橋梁跨徑為80 m+150 m+80 m，橋面寬度21.5 m。橋墩采用薄壁空心墩結(jié)構(gòu)，截面尺寸8.0 m×3.5 m，壁厚70 cm。從工程的地質(zhì)條件、安全、質(zhì)量以及經(jīng)濟的角度考慮，決定采用空心薄壁高墩這一施工方式。

2 施工總體方案

本橋在施工時主要通過分段和分節(jié)進行，墩旁塔吊輔助作業(yè)。空心段澆筑時，每4 m澆筑1次。本工程計劃采用4臺QTZ5610塔吊和4臺施工電梯，每臺塔吊可同時用于兩個墩位施工。混凝土主要通過拌合站供料，用攪拌車運輸，采用泵送或者吊車入倉，然后通過人工壓實。空心墩外膜主要使用滑模，內(nèi)膜主要通過支架來搭建。此外，需設(shè)置通道，方便機器設(shè)備進入。實體段以及托盤等位置處需采用一次性澆筑。

3 薄壁空心高墩施工技術(shù)分析

3.1 測量定位

薄壁空心高墩施工中的測量控制，主要是對中心位置、高程、空心高墩中線垂直度、空心墩坡度等參數(shù)進行檢測。薄壁墩墩身線形質(zhì)量檢測有助于提高整體工程質(zhì)量。施工墩身高度設(shè)置為4～5 m，為確保其精確度，可采用極坐標對外模定位和內(nèi)模定位進行檢測，同時控制墩身軸線。采用全站儀、水平儀對模板四角坐標和高程進行復(fù)核，如出現(xiàn)誤差應(yīng)及時調(diào)整。模板安裝前，需先將輪廓線中標注清除干凈，標注中心點以及圓心位置，先按輪廓線進行試拼，保證各參數(shù)符合要求。

3.2 扣件式鋼管腳手架的搭設(shè)

鋼管腳手架可通過以下方式來搭設(shè)。

(1)將雙管立柱放在腳手架下方位置，單管立柱放置于上方，并確保單管立柱高度不超過35 m。

(2)將雙管立柱的距離減少一半，排距為1～2 m之間，立柱間距為0.9 m。此外，橋墩設(shè)計時，需根據(jù)工程情況選擇合適的搭設(shè)方式，做到保證工作人員人身安全的同時，保證腳手架質(zhì)量。

3.3 模板安裝與拆除

根據(jù)施工情況，滑模采用整體鋼結(jié)構(gòu)，其動力裝置為YKT36型液壓控制臺。鋼模板規(guī)格較大，由多個高1.5 m、厚6 mm的節(jié)段構(gòu)成，以此為基礎(chǔ)，通過焊接設(shè)置∠100 mm×100 mm角鋼和扁鐵，從而形成具有穩(wěn)定性的模板框架。在安裝時，需先清理模板，防止模板上存有污痕和銹蝕，并鋪設(shè)模板漆，覆蓋一層薄膜。在鋼模板運到施工現(xiàn)場后先進行試拼，若有錯臺，先進行打磨；如存在拼縫問題則可使用膠帶處理。板面平整度誤差不得超過2 mm，而拼縫處的錯臺則需控制在1 mm以內(nèi)。拼裝完成后，再次審核模板尺寸。采用內(nèi)層及外加拉桿的方式進行加固。拉桿選擇使用20鋼筋，且設(shè)置PVC塑料管，以減少薄壁厚度的誤差。誤差需控制在5 mm以內(nèi)。安裝完成后檢查軸線和高程是否符合要求，以確保模板后期不會出現(xiàn)變形和移位。在拆模時保留一節(jié)模板，且采取由下至上的方式進行拆除。

模板安裝的允許偏差如表1所示。

表1 模板安裝允許偏差

3.4 鋼筋安裝

鋼筋安裝時，先用塔吊將其放置于墩身頂端，再人工進行搬運和安裝。按照先豎向主筋，后環(huán)向水平筋及加勁箍、倒角筋、拉結(jié)筋的順序進行。主筋接長需要在勁性骨架中放樣，同時還需安置定位角鋼。在接長完成后，標明綁扎位置。在綁扎固定時需遵循由下至上的原則，且綁扎高度不得低于4.5 m。綁扎完成后，在主筋及水平箍筋的交叉位置建立并固定拉結(jié)筋。另外，需添加一些混凝土墊塊，以確保鋼筋薄層厚度達到要求，且墊塊綁扎牢固。加工鋼筋的允許誤差見表2。

表2 加工鋼筋的允許偏差

3.5 混凝土灌注

混凝土澆筑主要分3個部分：①墩底實體段，②墩身空心薄壁，③墩頂實體段。首先，確定橋墩墩身中心線，沿其內(nèi)外輪廓線加一層3～5 cm厚的砂漿。墩身澆筑完成后及時養(yǎng)護。設(shè)置腳手架，并且對第2段進行接長。墩身采用C50混凝土，混凝土由攪拌站集中拌制。攪拌至其強度符合標準后，進行二級模板拆模，只留一節(jié)為以后模板進行支撐。在拆模時需按照一定順序，拆除完成后及時清理上面雜物，為下次使用做好準備。混凝土在分層澆筑時，其厚度不得大于30 cm。通過振動器使其密實，防止出現(xiàn)過振或漏振的現(xiàn)象，同時保證新舊混凝土融合。拆除串筒時，可通過邊澆筑混凝土邊拆除的方式進行，串筒和混凝土之間的距離不超過2 m。澆筑完成后做好養(yǎng)護工作，避免出現(xiàn)混凝土裂縫等問題。拆模之后需進行包裹養(yǎng)護，且養(yǎng)護時間不能過短，在冬季進行養(yǎng)護時采取必要的保溫措施。

3.6 漸變段及封頂施工

空心段澆筑完成后，澆筑漸變段。在模板上放線，綁扎墩身鋼筋，安裝墩頂定型綱外模，澆筑封頂混凝土。立模下部的模板采用螺栓連接，確保其穩(wěn)定、牢固。倒角漸變段施工完畢后，檢測強度是否達到設(shè)計強度的75%以上，滿足要求后，對空心墩內(nèi)部進行全面清除，保證排水管、通氣管的通暢，然后將內(nèi)支架、模板拆除。最終進行封頂，封端模板向外側(cè)傾斜10 cm，并設(shè)置混凝土澆筑漏斗，選用高強度大坍落度砂漿對預(yù)留孔洞進行封堵，砂漿終凝后，拆除模板，修整打磨平順。

4 滑模施工的模板調(diào)平和垂直度檢測控制

4.1 滑模水平控制

(1)在滑模組裝前，檢測所有千斤頂行程數(shù)據(jù)，確保其符合要求。同時，設(shè)置控制器對其進行調(diào)整。

(2)用水平管測量水平參數(shù)。調(diào)平之后，需加入6個千斤頂，以確保水平管貫通。

4.2 中線及垂直度測量控制

墩身中心線在滑升過程中容易出現(xiàn)偏移或扭轉(zhuǎn)等不良情況，出現(xiàn)這些問題的原因如下：

(1)千斤頂行程數(shù)據(jù)不符合要求，導(dǎo)致在頂升過程中發(fā)生偏斜。

(2)由于施工平臺荷載不均，導(dǎo)致千斤頂載荷也不均勻，負荷較大的千斤頂在爬升完成后下滑量較大，使得該位置出現(xiàn)傾斜，從而導(dǎo)致模板也出現(xiàn)傾斜。

(3)混凝土灌注時應(yīng)遵循一定順序。理論上，先入模混凝土凝固時間相對較長，且存在較大的黏結(jié)力，在滑升過程中遇到的阻力也較大，而后入模混凝土則正好相反，因此，容易產(chǎn)生因受力不均而傾斜的情況。

施工機械設(shè)備及材料按施工要求放置；每完成一層混凝土灌注工作，按相反順序來對后續(xù)的灌注施工。所以，每完成一次模板提升工作，都要檢測質(zhì)量，確保符合要求，偏移大于5 mm，則需進行調(diào)整。如果中心位置出現(xiàn)偏扭，則需根據(jù)扭轉(zhuǎn)的情況來設(shè)置千斤頂，從而確保模板不會反向扭轉(zhuǎn)。

5 結(jié)語

在橋梁高墩施工中采用滑模施工方式，能有效減少成本，且工序簡單，不用對模板進行安裝和拆除，大大節(jié)省了施工時間。同時，連續(xù)施工避免了混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)的裂縫問題。由此可見，這一工藝的使用，不僅可以節(jié)約人力、物力，還可解決因墩身過高而造成施工困難的問題，既保證了施工質(zhì)量，又符合橋梁施工需求，具備較高的經(jīng)濟效益。