橋梁空心薄壁墩施工及質(zhì)量控制措施

陳志輝

(廣州誠信公路建設監(jiān)理咨詢有限公司,廣東 廣州 511431)

1 空心薄壁墩技術參數(shù)及施工工藝流程

1.1 空心薄壁墩技術參數(shù)

金坑水庫大橋空心薄壁墩為等截面單室空心墩,截面尺寸為7 m×2.6 m、7 m×3 m(順橋方向尺寸為2.6 m或3 m),壁厚50 cm,上下實心段高度均為2 m,上下實體段倒角300 cm×50 cm,混凝土為C40。

1.2 施工工藝流程

以墩高54 m為例,施工節(jié)段共分成15節(jié),包含上下實心段2節(jié)、上下漸變段2節(jié),標準節(jié)11節(jié)。空心薄壁墩施工流程:施工準備→測量放樣→安裝內(nèi)外腳手架作業(yè)平臺、掛安全網(wǎng)→鋼筋綁扎→安裝內(nèi)外模板→澆筑混凝土→提升工作平臺→模板翻升→施工至墩頂→墩身封頂→拆除模板→預應力蓋梁施工。

2 施工方法及質(zhì)量控制措施

2.1 測量放樣

(1)薄壁墩身施工放樣包括:墩身鋼筋綁扎、模板的立模放樣、模板檢查驗收、混凝土澆筑后的竣工測量。現(xiàn)場放樣之前,首先根據(jù)設計圖紙計算出各高程面軸線點、輪廓點的放樣數(shù)據(jù)。

(2)在施工過程中,應做好墩身的平面位置、高程及垂直度的測量監(jiān)控。結合現(xiàn)有測量條件,利用全站儀測定墩柱模板的三維坐標以控制模板各部位準確就位,使用垂準儀測量模板的垂直度,使其滿足設計規(guī)范要求。每節(jié)段施工前使用全站儀精確測定墩柱混凝土各軸線點的平面位置及高程,以控制模板精確定位。當一節(jié)混凝土澆筑完成,要即刻對混凝土面的平面位置及高程進行復測,以掌握模板在混凝土澆筑前后的變位,同時提供下一節(jié)模板的安裝參數(shù)。

(3)每節(jié)段施工完成后對墩身混凝土的平面位置及高程進行復測并放樣安裝模板所需的控制點,自檢合格后報測量監(jiān)理驗收,驗收合格后方可進入下步工序。

(4)每次測量時間固定在溫度、陽光等氣候因素影響較小的每天早上9∶00以前或下午4點以后進行。

2.2 鋼筋制作安裝

(1)根據(jù)規(guī)范要求[4]鋼筋在場內(nèi)集中加工,分批運送至施工現(xiàn)場,各種鋼筋嚴格按照設計尺寸進行下料,每種鋼筋加工前先進行預加工,加工質(zhì)量符合要求后方可大批量生產(chǎn),平板車運輸至墩位,人工現(xiàn)場安裝。鋼筋安裝時注意在主筋上按1 m間距梅花型布置墊塊,以保證砼保護層厚度,墊塊數(shù)量不少于4個/m2,墩柱外側(cè)混凝土墊塊數(shù)量適當增加到6個/m2。其中,關鍵工藝鋼筋絲頭加工鋼筋端部采用砂輪切割機切斷鋼筋切平,切面須與鋼筋軸線垂直。采用車絲機車絲,車絲質(zhì)量應滿足精度要求:通規(guī)應順利旋入并達到要求的擰入長度,止規(guī)旋入不得超過3p(p為螺紋螺距)。

(2)鋼筋運輸

鋼筋采用平板車運輸至施工現(xiàn)場;對集中加工、整體安裝的半成品鋼筋和鋼筋骨架,并應采取增加剛度、防止其扭曲變形的措施。

(3)鋼筋安裝

主筋鋼筋連接采用直螺紋套筒連接,連接接頭設于受力較小區(qū)段,墩柱主筋接頭設置在空心墩標準斷面處,避開實心段。為保證鋼筋間距合格,采用角鋼按鋼筋間距制作卡槽。鋼筋安裝前應首先對砼結合面處進行鑿毛,鑿毛面需確保明顯骨料顯現(xiàn)。首先將主筋逐根安裝就位,然后逐層安裝箍筋,上下層接頭焊縫應錯開。墩身節(jié)段鋼筋一次綁扎成型,并預埋爬架錐形螺母及塔吊附墻等預埋件。

首節(jié)墩身施工前,應在承臺鋼筋綁扎時注意預埋首節(jié)墩身鋼筋,首節(jié)墩身鋼筋應伸入承臺內(nèi)2 m。主筋連接時,除第一次將鋼筋按接頭布置設計要求錯開外,以后每根鋼筋均以4 m等長度接長。為保證保護層厚度,在鋼筋與模板間設置與墩身混凝土強度相同的混凝土墊塊。

(3)套筒質(zhì)量檢驗[5]

直螺紋套筒檢驗項目包含外觀、標記、外徑、長度、螺紋中徑和螺紋小徑。外觀、標記和尺寸檢驗:以連續(xù)生產(chǎn)的同原材料、同類型、同規(guī)格、同批號的1 000個或少于1 000個套筒作為一個驗收批,隨機抽10%進行檢驗。當合格率不低于95%時,評定為合格。當合格率低于95%時,應領取加倍數(shù)量重新檢驗,當加倍抽檢后的合格數(shù)量不低于95%時,評定為合格;當扔小于95%時,該批次應逐個檢驗,合格者方可出廠;抗拉強度檢驗:以連續(xù)生產(chǎn)的同原材料、同類型、同規(guī)格、同批號作為一個驗收批,每批隨機抽取3個套筒進行抗拉強度檢驗。

2.3 模板工程

(1)本工程空心薄壁墩模板采用翻模工藝。模板系統(tǒng)采用拉桿式鋼模,由定型鋼模、拉桿組成,依據(jù)施工圖由鋼模廠訂做。要求在加工廠嚴格進行模板試拼,試拼分水平方向的試拼和垂直方向的試拼,尤其要注意模板第一次翻升后垂直方向的試拼。模板內(nèi)外模面板厚度均為6 mm,連接板為δ=12 mm,豎肋為[10#和背楞為[16#;連接孔為φ22×26,孔距面板為56 mm。墩柱施工操作平臺:外模設置外掛踩架、踩板和護欄,平臺寬為80 cm、護欄凈高1.331 m。

(2)7 m×3 m空心薄壁墩墩身外側(cè)模板6 000×2 000×6 mm、3 000×2 000×6 mm兩種規(guī)格各2塊,每層的高度為2 m,每層4塊、共3層。翻模組裝前對各部件尺寸、規(guī)格進行檢查,給每節(jié)鋼模板進行編號。按預排順序在空地上進行試拼,檢查模板的接縫、平整度、內(nèi)輪廓線等各項指標。墩身內(nèi)側(cè)模板4 000×2 000×6 mm、2 000×2 000×6 mm兩種規(guī)格各2塊,每層的高度為2 m,每層4塊、共3層。翻模組裝前對各部件尺寸、規(guī)格進行檢查,給每節(jié)鋼模板進行編號。按預排順序在空地上進行試拼,檢查模板的接縫、平整度、內(nèi)輪廓線等各項指標。墩身標準節(jié)每節(jié)施工高度為4 m,第一次墩身模板的安裝時要按設計圖確定模板的拼裝順序,先拼裝墩身第一層的外模確保第一層模板的平面位置和垂直度沒有問題后繼續(xù)安裝第二層、第三層模板,逐次將整個墩身的第一節(jié)外模板組拼完畢。每循環(huán)外模板安裝后吊裝內(nèi)模板,拼裝完成后,用鉛錘線和全站儀放樣打點來控制墩身模板的垂直度。

(3)模板連接:對拉桿采用Φ25,模板螺栓采用Φ25高強螺栓、雙螺帽設置,拉桿水平間距為1.53 cm,上下層間距為1 m,對拉桿外套Φ28PVC管。

(4)首節(jié)實心段模板安裝

安裝實心墩模板前,測量班對墩柱精確放樣,在安裝模板位置處采用砂漿找平,找平完成后開始吊裝模板。長邊及短邊方向相鄰模板就位后,將模板相互用螺栓連結成整體;所有模板初步定位后,利用全站儀進行調(diào)位:首先對各個接縫進行高程測量,使之等高;然后再反復調(diào)整各模板平面位置,使之符合規(guī)范要求。模板調(diào)整過程中,拉桿必須相應調(diào)整其松勁程度,模板調(diào)整結束,拉桿也必須完全收緊;模板校核可處采用手拉葫蘆調(diào)整。模板在組裝及使用過程中的吊裝應注意吊點的設置,并應控制吊裝單元的總重在吊點的限定載荷內(nèi)。

(5)模板翻升

施工時,每節(jié)模板高度2 m,每次澆注2節(jié)模板的高度,即每次翻2層模板,澆筑4 m高的砼。模板翻升流程:模板解體→模板提升→模板安裝、固定。空心薄壁墩身翻模過程見圖1。

圖1 翻升模板過程圖(一種顏色代表一節(jié)模板)

2.4 墩身施工

(1)首段混凝土施工

在承臺頂面放樣墩身四個角點,并用墨線彈出印記,找平墩身模板底部,清除墩身鋼筋內(nèi)雜物。安裝墩身第1節(jié)2 m高實心段模板,在墩身四側(cè)面搭設腳手架施工平臺,綁扎墩身鋼筋,加固校正模板。自檢并報請監(jiān)理工程師檢查合格后,澆注墩身混凝土。混凝土澆完畢及時進行頂面覆蓋和灑水養(yǎng)護。

(2)第2、3節(jié)段施工(第2模)

墩身首段混凝土澆筑后第1節(jié)2 m模板暫不拆卸,然后設置鋼筋安裝平臺,同時在第1節(jié)模板頂上安裝支立好第2、3節(jié)共4.0 m高內(nèi)、外模板,第2、3節(jié)墩身高均為2.0 m,共高4.0 m,同時安裝。

第2、3節(jié)外模板外模用25t汽車吊分塊吊裝,支撐就位于第1節(jié)外模頂上,同時安裝內(nèi)模。利用拉桿對拉加固墩身模板。搭設內(nèi)模施工平臺,接長墩身腳手架施工平臺,主筋接頭采用機械直螺紋套筒連接,以減少現(xiàn)場焊接時間,保證施工質(zhì)量。

(3)其余節(jié)段施工

第2、3節(jié)段墩身施工后,待第2、3節(jié)模板內(nèi)的墩身混凝土達到一定強度后,先后拆除第1、2節(jié)模板(第3節(jié)模板暫不拆),利用支撐于已澆筑的混凝土以及墩身四周的鋼筋安裝平臺的提升吊架,以手提或電動導鏈(葫蘆)提升模板,提升達到要求的高度后懸掛于吊架上,將第1、2節(jié)模板依次安裝支立于第3節(jié)模板頂上,綁扎墩身鋼筋,澆筑墩身混凝土。循環(huán)交替翻升模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土,每次翻升2節(jié)共4.0 m高模板,澆筑4.0 m高墩身,依次周而復始,直至完成整個薄壁空心高墩身的施工。即墩身按每兩節(jié)4 m標準段循環(huán)施工,直至墩頂。最后墩頂高度按設計標高控制,完成墩身施工。

2.5 墩頂封頂施工

墩頂封頂采用預埋工字鋼法,即沿空心段短邊方向預埋工字鋼,工字鋼上部沿長邊方便鋪設方鋼,最后鋪設實心段底模,具體步驟如下。

(1)預埋工字鋼

施工墩柱上部漸變段時,預埋工字鋼,工字方型號為I14,間距為50 cm,單根長度為160 cm(7 m×2.6 m墩柱單根工字鋼長度為120 cm),兩端各伸入混凝土長度為30 cm。

(2)拆除漸變段模板

漸變段混凝土澆筑后,待混凝土齡期達到3 d時拆除下部2節(jié)模板,保留1節(jié)模板作為實心段外模支撐層。模板拆除從下往上拆除,松螺栓之前用手拉葫蘆將外模與上層外模連接,塔吊吊鉤亦與最下層外模吊點連接,待螺栓完全松開后,將外面拆除,堆碼整齊清理后拱下次使用。

注意漸變段內(nèi)模采用木模,后期不拆除。

(3)安裝方鋼及實心段底模

沿長邊方向在預埋工字鋼上部安裝10 cm×10 cm方鋼,方鋼間距為22.5 cm,單根長度為5 m,方鋼與預埋工字鋼焊接,防止方鋼滑動;在已固定方鋼上部鋪設1 cm厚模板作為底模,模板接縫處必須設置在方鋼軸線處;模板接縫用泡沫膠或者其他材料填塞,防止漏漿。

(4)安裝實心段鋼筋

底模鋪設完畢后,按設計圖要求安裝綁扎實心段鋼筋,安裝時要注意預埋擋塊及墊石鋼筋,具體要求見質(zhì)量控制措施。

(5)安裝實心段外模

鋼筋綁扎完之后,安裝第52～54 m實心段模板,模板長邊采用上下兩道精軋螺紋鋼連接;長邊與短邊之間采用斜拉桿連接,上下布置2道。

(6)安裝綁扎實心段鋼筋:按設計圖要求安裝綁扎實心段鋼筋,安裝時要注意預埋擋塊及墊石鋼筋。

(7)安裝實心段外模:鋼筋綁扎完之后,安裝第52～54 m實心段模板,模板長邊采用上下兩道精軋螺紋鋼連接;長邊與短邊之間采用斜拉桿連接,上下布置2道。

2.6 混凝土養(yǎng)護

墩柱0～6 m采用高壓水槍往墩柱噴水養(yǎng)護,6 m以上部分橋墩養(yǎng)護采用噴淋養(yǎng)護,在承臺旁邊設置1 m×1 m×1 m鐵皮箱作為蓄水池,設置1 m×1 m×1 m水坑作為集水坑;利用60 m揚程水泵將清水送至需要養(yǎng)護的混凝土面上,人工控制水泵開關,形成半自動噴淋系統(tǒng)。

2.7 施工監(jiān)測

由于空心薄壁墩采用多次翻模分段澆筑,每一節(jié)段模板安裝、混凝土澆筑期間及拆模后均需進行監(jiān)控量測。結合施工工藝特點,可采用四點定位垂球法進行監(jiān)測,根據(jù)相關計算公式能夠精確計算出模板偏移距離[6]。

3 結 語

橋梁工程對國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全都有著重要意義,作為工程技術人員,有必要深入研究橋梁施工工藝技術、施工設備、施工質(zhì)量控制等,以保證橋梁結構安全。翻模施工技術作為空心薄壁墩常用施工工藝,技術成熟度高,便于成本和質(zhì)量控制,有進一步推廣應用的空間,但相對于傳統(tǒng)支架模板等操作相對復雜,質(zhì)量控制嚴格,需要在使用過程中進一步優(yōu)化工藝、提升質(zhì)量。