橋梁工程中薄壁空心高墩施工技術的應用

黃偉，熊勇

（1.江西省交通工程集團建設有限公司，江西 南昌 330000；2.宜春市公路管理局明月山分局，江西 宜春 336000）

1 工程概況

Y大橋全長550.21m，跨越深谷后架設在兩座山頭之間，設計風壓400kPa，風速21.2m·s-1，橋梁設計跨徑540m（3×40+2×40+50+5×50+40）。橋梁上部為預應力混凝土連續簡支T梁結構，下部為鉆孔灌注樁基礎，邊墩墩身為圓形墩柱，并設置蓋梁。墩身均按照矩形薄壁空心雙柱墩設計，最高墩身高度達93.5m，其余墩身高分別為81m、65m、62m，墩身中心距10m，單柱順橋向底寬4.10m，頂寬2.5m，且墩身存在1%的收斂坡度。墩身采用C40混凝土，設計壁厚40cm，在兩墩柱與承臺頂面相距20m、50m的位置分別設置一道連接橫梁，墩身則按照10m的間隔分別設置橫隔板[1]。

2 施工方案

本橋梁薄壁空心高墩施工主要采用翻模和滑模兩個方案，其中，滑模施工所需配套性設備較多，機械費用投入較大，且模板自重大、剛度高，混凝土結構外觀質量較差，存在一定的糾偏難度，滑模施工開始后一般不得中斷，施工質量控制難度較大。而翻模施工所需投入的施工機械較少，所需機械費用小，模板自重小、剛度低，混凝土結構外觀質量易于控制，糾偏容易，且能進行間斷性施工。結合工程實際并綜合考慮兩種施工方案的優劣勢，本大橋薄壁空心墩采用翻模[2]施工技術，施工節段設計高度6.0m。

本大橋5層施工腳手架通過焊接和栓接的方式固定在墩身模板作為高墩支架施工平臺。預制大塊鋼模板，橫豎肋通過槽鋼加勁，墩身施工通過翻模法進行；外模板節段設計高度7.5m，豎橋向高度1.5m/塊，共5塊，橫橋向長度5.75m/塊，共3塊，每塊模板重量1.5t，設計尺寸為5.75m×1.5m。按照墩身寬度進行順橋向模板加工，考慮到順橋向墩身存在一定的設計變坡，所以應在其上增設橫向調解塊，以進行墩身縱高的調整。

3 薄壁空心高墩施工工藝

3.1 測量放樣

在結束承臺施工的基礎上，通過全站儀定位出墩柱四角點坐標，并通過水準儀進行高程測量，通過閉合墩柱角點坐標和高程以保證測量精度。通過墨線測放出墩底截面輪廓線及模板厚度，便于模板安裝，并測放出墩柱主筋、勁性骨架等的具體位置，保證安裝準確。

3.2 垂直運輸機械的選擇

薄壁空心高墩施工面臨垂直運輸的難題，因受到地形和高度等的限制，輪胎式或履帶式起重機均難以滿足施工運輸要求。本大橋主墩高度較高，鋼筋和混凝土等材料用量大，主墩之間相距較遠，僅塔式吊機就需要至少4臺，且主墩承臺面積不大，塔式吊機安裝必須增加底座基礎混凝土工程量，導致施工費用增加。此外，考慮到邊跨地形較為險峻，為便于南北岸施工材料的倒運，同時還能滿足主墩施工要求，在全橋拉通架設540m跨度的纜索吊機[3]，并結合纜索吊機實際運輸能力和工程地形，采用三一輸送泵進行混凝土輸送。

3.3 安裝勁性骨架與鋼筋

在本大橋薄壁空心高墩施工過程中，勁性骨架自由節段應按照不超過9.0m的高度設計，待勁性骨架安裝完畢后再安裝墩身鋼筋。

本工程鋼筋的預制與加工在棚內進行，現場綁扎，在棚內除應進行配料和豎向鋼筋加工外，還應按照設計要求制作其余鋼筋。待鋼筋制作加工完成后，應在施工現場平地上展開綁扎試驗，根據試驗結果調整設計尺寸和彎制方法。在確定好鋼筋尺寸和形狀后還應通過拉尺檢查方法控制鋼筋精度，標出鋼筋型號、規格及具體安裝位置。

按照設計保護層厚度確定出鋼筋網和墩柱外表面凈距后，按設計要求布設D6冷軋帶肋防裂鋼筋網或D10鋼筋網。進行直螺紋套管鋼筋連接時，同一斷面內的直螺紋接頭數量不得超過總接頭數量的50%，并按照鋼筋自身受力水平確定和控制接頭受力性能。施工時還應檢查每個接頭的質量和受力狀況，保證連接的牢固性。

3.4 安裝模板、立模

采用塔式吊機進行模板吊裝，吊裝施工過程中應加強吊裝重心控制和吊鉤合理性設置，避免吊裝施工過程中模板變形、散架，保證吊裝安全。模板安裝前還應均勻涂刷一層脫模劑，模安裝的同時應設置對拉螺桿，并在螺桿外套裝PVC塑料管，便于回收利用。完成上節段墩柱鋼筋的安裝且報驗合格后便按照由外而內、先下后上的順序逐塊逐節拆除、整修、涂刷脫模劑、翻升下節段模板。對于安裝完成的模板，應進行垂直度、錯臺、保護層厚度等指標的檢查。

3.5 混凝土灌注

根據本大橋施工現場砂土材料的實際含水率和試驗配合比進行混凝土混合料施工配合比的確定，并嚴格按照要求進行混凝土混合料拌制。為防止混凝土收縮徐變過程中出現裂縫，必須嚴格控制拌制時間、水灰比、坍落度等性能參數。此外，對于施工環境溫度較高的情況下，碎石摻加量和拌和用水會直接影響到混合料出機溫度，為加強混合料溫度控制，應采用噴水等降溫方式。混凝土灌注施工時為避免高溫導致混合料表面失水過快，應在混合料輸送泵管外覆蓋潮濕的麻袋，并間隔澆水，使覆蓋材料始終處于潮濕狀態。

3.6 拆除模板

當模板內灌注完成的混凝土實際強度達到10MPa且混凝土棱角全部完整成型，鋼筋安裝和勁性骨架安裝完成且檢驗合格的情況下拆除模板，并進行下一節段模板的安裝。模板應按照由下至上的順序拆除。

4 施工質量控制

4.1 墩身線形控制

在結束承臺混凝土澆筑后結合橋梁控制網進行墩身尺寸校核，放出墩身大樣后立模，進行墩身首節段混凝土施工時應在墩身底部實心段放出墩中心，并設置40cm高、40cm直徑的鋼筋混凝土圓臺，準確定位出預埋鋼筋頭。待各節段模板安裝結束后采用全站儀檢查四邊模板以及模板對角線，其尺寸誤差不得超過5cm。

墩身垂直度主要通過2臺鉛垂儀進行控制。待首段墩身混凝土澆筑完成后在墩身四角設置8個監測點，并保證各點和墩身面的距離均為50cm。通過全站儀測放施工點位后必須復核墩柱密度以及點位和點位之間的距離，將2臺鉛垂儀設置在同一墩柱面相鄰2個點位，并按檢測精度要求調試鉛垂儀，使其能準確透射在墩頂反射板位置。采用水準線將2個透射點連接后進行墩身位置的觀測，并結合鋼尺檢測對點與墩身面之間的距離，保證模板和透射點之間重合。

4.2 墩身外觀質量控制

考慮到橋梁墩身外觀的一致性，所采用的水泥、骨料、外加劑和摻和料等必須由同一廠家生產；考慮到本橋梁工程泵送混凝土距離長、施工難度大，很容易導致混凝土和易性差、顏色灰白，為此必須加強混凝土配合比的調整；在澆筑混凝土施工前，必須采用人工鑿毛的方式處理水平施工縫及前次施工頂面，并全面檢查和整理支架、模板、鋼筋及預埋件，防止雜物混入；混凝土澆筑必須按照設計順序和方向分層進行，并保證一定的厚度，為保證接縫的嚴密性，避免混凝土澆筑過程中漿液從密封不嚴的接縫漏出，應采用厚度10mm的海綿膠皮處理接縫，該措施還能保證立模精度的提升。為保證混凝土澆筑面的連續性，應嚴格控制澆筑面高度，使其低于模板面8～10cm。待完成混凝土澆筑后拆模前應進行模板的覆蓋保濕處理，以降低拆模難度，保證墩身施工質量。

5 結語

通過本文對橋梁工程薄壁空心高墩施工過程的分析表明，為保證高墩施工質量，應當采用整體鋼模板和內腳手架結合的工藝，并在墩身外設置施工平臺，為實現施工材料的南北倒運，還應在全橋拉通架設540m跨度的纜索吊機。本橋梁工程高墩施工工藝操作方便，施工成本低，工期短，且施工過程中還采用了墩身線形控制及外觀質量控制措施，在保證施工質量和進度的基礎上增加了橋梁的實用性與美觀性。