桥梁空心薄壁高墩施工和质量控制

李现平

（邢台路桥建设总公司，河北 邢台054001）

高速公路施工往往会受到施工现场地形的限制。空心薄壁高墩施工技术因能够较好地适应复杂地形的施工而越来越多地在高速公路墩台构造设计施工中得以应用。空心薄壁高墩是一种轻型的桥墩形式，它具有较好的力学性能，强度、刚度以及稳定性等均能满足施工要求，同时施工速度快、工程造价低，能够节省大量的混凝土和材料，因此在高速公路桥墩施工中被广泛应用。不过，空心薄壁高墩施工工艺较为复杂，因此在其施工过程中，应加强质量控制。

1 工程概况

某高速公路大桥全长234.34m，其中上部结构采用2×30m+5×35m PC 连续T 梁和PC 连续-刚结T梁。下部结构则采用柱式墩、箱型墩配桩基础以及柱台配桩基础。本工程部分墩台采用双薄壁空心墩，其高度介于40～81.6m之间，基础采用钻孔灌注桩。

根据本工程的具体情况，空心薄壁高墩采用翻模法施工技术。为了确保施工场地内的正常运输，施工场地修建了施工便道，同时对高墩位置处的部分场地进行了平整。另外，在高墩上设置塔吊，用于模板的安装和拆卸，以及钢筋和混凝土运输。

2 空心薄壁高墩施工技术

2.1 施工流程

空心薄壁高墩施工流程如图1所示。

2.2 翻模模板设计

（1）模板高度的选定

翻模的主要组成部分为4 节段大块组合模板、支架以及内外工作平台。每一节翻转的主要组成部分为内外模板、模板固定架、围带以及拉杆等。根据本工程的具体情况，翻模模板采用大块组合钢模板拼装而成。考虑到工期较为紧迫，高墩施工的任务较大，决定每套一共采用4 层模板，每层1.5m，共6m。在施工中每次浇筑完成3节模板，即每次翻3 层模板，浇筑4.5m 高的混凝土。

图1 空心薄壁高墩施工流程

（2）模板构造设计

空心薄壁高墩一共有内外2套模板，其中内模板采用定型钢模板，而外模板则采用整体钢模板。考虑到墩身的高墩较大，模板需要反复使用，因此钢外模面板采用厚钢板制作，其厚度控制为6mm。模板和槽钢采用焊接的连接方式，以此作为施工的操作平台，这样能够有效地提高混凝土的美观。

（3）模板拉筋设计

模板拉筋的设计应满足安全系数不小于2的要求，本工程拉筋采用的是精轧螺纹拉筋。这种拉筋具有强度和刚度高的特点，同时不需要因为壁厚发生变化而调整拉筋的长度。在对拉筋进行设计时，应对安立状态下模板的抗风性和稳定性进行验算，从而确保其满足局部强度的要求。

2.3 塔吊的设置

考虑到空心薄壁高墩高度较大，采用30m以上的吊车无法满足施工需要，因此本工程决定在主墩墩身处设置塔吊，以此用于模板施工以及钢筋和混凝土运输。

2.4 人行安全通道的设置

考虑到本工程中墩身的高度要求，采用两种人行上下通道。当墩身的高度超过30m 时，人行安全通道采用门式爬梯。门式爬梯设置在高墩的旁边，同时通过墩身的通气孔将其与爬梯固定在一起，每隔5m 固定一次，这样可以确保爬梯稳定。出于安全施工的需要，在爬梯上每隔15～20m 的高度设置一个休息平台。当墩身的高度低于30m 时，人行安全通道采用搭设钢管脚手架作为简易通道。在空心薄壁高墩的施工过程中，应做好安全防范措施，加强各个施工人员的安全教育，同时在合适的位置设置警示标志。作业人员必须根据安全要求佩戴相应的安全装备，在施工中应严格遵守相关的安全施工要求，注意用电、用火安全。

2.5 钢筋的制作和安装

上下层混凝土之间的接长钢筋长度为4.5m。为了确保竖向钢筋相接时稳固，应在墩身内面与外面钢筋网内用18 槽钢做成门型支架支撑，这样可以有效预防钢筋的倾斜，同时支架下部利用下层混凝土露出的钢筋横向固定位置，在支架上可以进行钢筋网贴的接长作业。当进行竖向主筋接长时，采用直螺纹套筒，其余钢筋的接长则采用焊接的方式，一般采用电弧焊。在对主筋套筒的连接时，直螺纹接头应满足受力性能不低于主筋的要求，同时还应确保接头位置处于同一断面的数量不得超过50%。在主筋连接施工中，应加强对接头的检查，确保每个接头牢固。当进行其余钢筋的电弧焊接时，对于Ⅰ级钢筋应采用T422 焊条，而Ⅱ级钢筋则应采用T506 以上的焊条。对于单面焊，应将接头的搭接长度控制在10 倍的钢筋直径以上，而双面焊，则应控制在钢筋直径的5倍以上。钢筋安装完成之后应对其进行检查。表1所示为钢筋的检查项目。

表1 钢筋的检查项目

2.6 混凝土的施工

（1）搅拌和运输

本工程中混凝土在拌和站进行集中拌和，完成之后采用混凝土搅拌运输车将其运输到施工现场。在施工现场采用天泵或者塔吊对混凝土进行垂直运输。

（2）浇筑施工

本工程中墩台最高可达80m以上，因此对混凝土的要求较高，需要满足和易性、泌水性以及早强的要求。

①改善混凝土的内部条件，在其中掺入缓凝高效减水剂，同时应根据气候条件对坍落度和水灰比进行适当的调整。

②在混凝土的运输过程中，罐车应保持不断的转动，从而避免混凝土出现离析现象。混凝土采用分层布料的方式，每层厚度应控制在30cm，确保布料均匀。

③封顶施工。当模板翻升接近墩顶封闭段时，应暂时停止施工。利用墩顶实体段以下通风孔搭设外侧施工平台，同时安装好外模板、围带、模板固定架等。在空心墩壁内侧预埋构件作为设置钢横梁的支点，接着在横梁上设置传力杆件作为支撑，然后设置封顶段底模，最后即可进行墩顶封闭段混凝土的浇筑。

（3）混凝土的养护

当混凝土浇筑完成之后，应及时进行养护施工，以避免裂缝出现。当模板拆除完成之后，应在墩柱的外围设置喷淋装置，一般采用钢管或者硬质水管。同时采用高压水泵供水，以此作为墩柱混凝土洒水养护装置。混凝土的养护时间应控制在7d以上。

3 空心薄壁高墩施工的质量控制

（1）在高墩的施工过程中，需要进行多次翻模，因此应确保墩身的垂直度和中心位置的准确性。在施工中，对于墩身位置的定位采用的是三维空间定位法。采用全站仪对墩身的四角坐标进行控制。在模板安装之前，应先在墩身上测放出模板的四个控制点。在对模板进行安装时，应采用铅垂线对墩身模板的垂直度进行控制。模板安装完成之后，应对墩身四角的坐标进行复核，确保与理论数值相符。在每次混凝土浇筑施工之后，均应对墩身四角的坐标进行测量，从而确保墩身的尺寸满足要求。

（2）当进行混凝土的浇筑施工时，往往需要进行多次浇筑，这会对混凝土的外观质量造成影响，因此应采取措施确保混凝土的外观质量。混凝土的各种材料组成成分均应来自同一厂家，以确保外观的一致性。为了确保混凝土满足要求，应对混凝土的配合比进行适当的调整，同时在其内掺入适量的粉煤灰和减水剂，从而确保混凝土颜色均匀。在混凝土浇筑施工之前，应先对上次混凝土的施工面进行凿毛处理，同时对各个构件进行细致的检查，确保满足要求，并采用高压水枪对杂物进行清理。

（3）当对混凝土进行分层浇筑时，应确保厚度、顺序和方向符合工序要求。当采用插入式振动棒对混凝土进行振捣时，其移动间距应控制在1.5 倍的振动器作用半径之内，同时确保振捣棒与侧模之间的距离控制在5～10cm 之间，避免对侧模和预埋构件造成碰撞。浇筑施工应尽量安排在一天温度最低时进行。对混凝土进行养护时，应确保其保持湿润，通常情况下每隔3～6h 洒水一次。

4 结语

空心薄壁高墩施工技术由于能够较好地适应复杂的施工地形，因此在高速公路墩台构造设计施工中得以广泛使用。本文结合某桥梁施工实例，系统地探讨了空心薄壁高墩的施工过程，同时结合成功的实践经验，提出切实可行的施工控制技术。工程实施效果表明，空心薄壁施工速度快、工程造价低，能够节省大量的混凝土和材料，可在高速公路桥墩施工中广泛应用。

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