城市立交工程曲线外倾式花瓶墩施工工艺控制

侯 慧 君

(太原市政建设集团有限公司，山西 太原　030002)

1　工程概况

该桥为连接并跨越城市快速路而设的一座由两条定向匝道组成的立交工程。匝道桥下部结构基础为钻孔灌注桩，桥墩采用带系梁曲线外倾双柱式花瓶墩，桥台采用直壁式桥台，台后均接匝道引道并设置钢筋混凝土挡土墙。桥下净高达12 m,地面高低起伏高差达3 m。跨路部分为连续钢箱梁。其余普通等截面连续混凝土箱梁跨径为17.5 m～20 m不等，3跨为一联。桥总宽9.5 m,梁高1.8 m。为等高度普通钢筋混凝土箱梁。全桥桥墩共计38处，高度从6 m～12 m不等，分中间墩、混凝土箱梁分联墩、钢箱梁分联墩三种类型。均为带圆角过渡的方柱墩，桥墩下部为直立型标准段，上部为曲线变截面喇叭口外倾段(高3 m),并通过系梁连接成一体共同承受上部荷载。

2　曲线外倾式花瓶墩施工工艺

曲线式墩柱适用性强、造型美观，但构造复杂：钢筋稠密且外倾、空间定位较困难。常规施工方法为墩身主筋现场人工逐根接长，墩身模板分次安装，混凝土分次浇筑，施工周期长，易产生错台、色差等质量缺陷。

2.1　墩身施工工艺选择的原则

此类型墩身施工工艺的选择应从提高施工工艺与质量标准化建设入手，从工艺细节追求快速化、拼装化、模数化、集约化等效果入手，重点优化钢筋骨架、模板的组拼与混凝土浇筑关键工序，以有利于提高施工质量、保证施工安全、降低高空作业安全风险，减少工序环节，降低劳动强度，加快施工进度，提高施工效率，节约成本、提高经济及社会效益为原则合理确定施工工艺。

2.2　各分部分项工程施工工艺控制

2.2.1墩身钢筋骨架预制

墩身主筋(≥Φ25 mm)采用滚扎直螺纹套筒连接，现场设置丝头加工作业平台，实现了钢筋下料、丝头加工、打磨、成品堆放、验收流水化作业。半成品采用分类加工，对变截面段主筋及箍筋因各部位尺寸不等，采取逐根编号下料加工、分类堆放。

墩身钢筋骨架从下料、预制组装阶段采取工厂标准化作业，平地卧式整体胎模长线法整体预制，设置固定曲线段+长度可调的标准段钢筋骨架长线胎模，根据墩身主筋布置，胎模采用可调节支撑型型钢支架，以适应于不同规格骨架制作及后期吊装移位。有效解决曲线段主筋及箍筋各个方向及尺寸不等的技术问题。方便质量控制与验收，现场分节拼装成整体，加固成型到位，确保墩身钢筋安装精度。墩身钢筋骨架匹配制作完成后，在相邻两节钢筋骨架对应的钢筋上用油漆做出连接标记进行节段编号，在分节钢筋骨架加劲箍筋处设置起吊环，确保钢筋骨架在吊装时的刚度。9 m以下的墩身钢筋骨架采用单节预制，9 m以上的墩身钢筋骨架分两节预制。平板运输车分节运至现场，将分节钢筋骨架起吊移位至规定地点规范存放。分节钢筋骨架现场采用机械套筒连接成整体。节段钢筋骨架连接时，采用扳手将套筒和待接长钢筋连接拧紧，后用力矩扳手对连接质量进行检验。

2.2.2搭设施工作业平台

墩身四周搭设钢管脚手架作为墩身钢筋骨架安装、模板安拆及混凝土浇筑作业平台，脚手架四周闭合，斜杆或剪刀撑加固，底脚用方木支垫牢固。脚手架内侧与外模之间预留模板安装、拆除空间，作业通道宽度范围内脚手板铺满铺稳，外围平台栏杆比最上层作业层高1.2 m。确保搭设脚手架的整体稳定性。

2.2.3墩柱预埋骨架定位

预埋骨架定位是控制墩柱平面位置、垂直度、钢筋保护层最关键工序。作为墩身预埋主筋平面位置控制基线，根据保护层、间距要求精确定位预埋主筋。分两节预制的墩身钢筋骨架首次安装时，仅安装底节，第二节待浇筑承台混凝土后安装到位防止一次安装完成后由于重心较高导致骨架偏位。吊装时钢丝绳扁担梁与加劲箍筋吊点连接。就位过程中，安排熟练工人用撬棍在冲突处调整使钢筋骨架一次就位，预埋主筋与承台钢筋焊接牢固，绑扎承台内剩余墩身箍筋。曲线段墩顶系梁，先进行底模安装，后进行系梁钢筋骨架安装，最后相互形成完整劲性骨架。

2.2.4结合部位凿毛及测量定位

承台混凝土浇筑后及时对墩身预埋钢筋内侧承台顶面混凝土进行凿毛，凿至混凝土面无素水泥浆并冲洗干净。在承台顶面放样墩位纵、横轴线及测量墩底四周标高，作为后续施工基准。

2.2.5定型钢模板预拼、安装

模板安装前根据墩身的高度配置好模板并编号，整体预先拼装，完成模板拼缝、错台、平整度调整。预拼验收合格的模板拆分成块，将经试验合格的模板漆均匀涂抹在模板表面，待自然干硬后用塑料薄膜覆盖确保混凝土表面的镜面感。

模板拼缝间采用双面胶粘贴并打磨齐平，达到接缝严密，无错台，每节段模板拼装好后检查模板的中心偏位和垂直度，紧固连接到位。模板与承台接触面四周砂浆封堵密实，防止漏浆产生“烂根”现象。模板安装完成，垂直度及中心位置检测合格后，模板顶用缆风绳钢模板四角对称加固定位。

墩身模板大面积定型钢模板采取体外对拉加固稳定体系，实现了成品墩身无拉杆孔，墩身、柱间系梁分节模板快速拼装成整体以利墩柱成品整体外观质量与几何尺寸精度。墩柱混凝土整体连续浇筑，确保拆模后成品墩身混凝土色泽一致。

2.2.6墩身混凝土整体浇筑

墩身钢筋骨架内设置串筒使混凝土沿串筒入模，墩身、柱间系梁混凝土分层浇筑，多点振捣，在墩顶系梁伸入墩柱的上下层主筋处预留混凝土浇筑串筒空间。

串筒采用方木、钢管成井字形支撑在模板上口，底口距离混凝土顶面不超过2.0 m，相邻墩柱轮流浇筑，考虑到模内钢筋密集，振捣棒移位不便，单根墩柱四周及中间部位预先设置多台振捣棒振捣，一方面有利于振捣人员振捣，另一方面加快了混凝土振捣进度，避免混凝土浇筑时间长易形成冷缝，减轻了振捣人员劳动强度，振捣作业遵循“先外后内、快插慢拔、不过不欠”的原则，浇筑上层时插入式振捣器伸入到下层5 cm～10 cm，以保证全面振捣密实，严禁作业人员在钢筋上随意走动。

混凝土浇筑至顶层时将串筒拆除，预留孔断开的钢筋采用套筒连接后，进行墩柱支座垫石、挡块预埋钢筋、桥梁支座锚栓孔的安装(预埋件预先制作，位置事先标识于模板上)后，完成后续混凝土浇筑。及时对墩顶进行收浆，控制表面平整度，防止混凝土表面出现裂纹。利用土工布对顶面混凝土进行覆盖蓄水养生。

2.2.7模板拆除、养生

吊车配合人工完成模板的拆除，拆除的模板分类堆放，集中清理、刷好模板漆备下次使用。及时洒水养护，用塑料薄膜紧密缠裹覆盖，保持薄膜覆盖严密，使构件表面始终处于湿润状态。高温季节，墩顶设置滴灌桶接带孔水管缠绕墩身覆膜滴淋进行养护。冬季施工加设加厚双层土工布缠裹保温养护。

2.2.8脚手架拆除

模板拆除后即可拆除操作架，脚手架拆除前，对脚手架作全面检查，清除全部剩余材料，器具及杂物；拆除时划出安全区，设置警示标志，派专人看管；拆除的构配件应分类堆放，以便于运输、维护和保管。

2.2.9质量评定

曲线式墩柱施工执行现行规范标准CJJ 2—2008城市桥梁工程施工与质量验收规范、JTG/T F50—2011公路桥涵施工技术规范、JGJ 163—2004滚轧直螺纹钢筋连接接头、JGJ 18—2012钢筋焊接及验收规程。

3　直接经济、工期效益

曲线式墩柱较多应用于城市中心区域形象要求高的项目，此类项目大多工期紧、施工场地狭窄，对质量、安全、文明施工、环保要求高，本工法在有效提升质量的前提下，提高了工厂化、机械化施工程度，受外界环境制约因素影响少，施工安全风险小，在提高工效、缩短工期、节约成本以及安全文明施工方面取得了一定突破，具有良好的社会效益。

1)墩身钢筋加工与现场承台施工平行作业，有效地实现空间、工序的合理利用及转化。墩身钢筋下料、加工、整体制作采用工厂标准化作业，便于质量控制与验收。现场墩身钢筋骨架采用装配式整体安装，提高安装质量及效率。较传统施工工艺相比，施工难度降低、劳动强度减轻，起重吊车使用时间大量减少，工期成倍缩短。

2)优化墩身模板拼装、加固方式，提高了模板安装的精度与安装效率。而墩身混凝土一次浇筑，有效避免二次混凝土接缝处理、脚手架作业平台搭设拆除、模板多次安拆等工序，提高了模板及支架周转材料的使用率。

3)以单个墩柱(双柱)施工为例，较常规施工工艺相比，平均节约人工30个工日，25 t汽车吊3个台班，缩短工期4 d～5 d，提高了模板、墩身双排脚手架钢管支架周转材料的使用率，劳务、机械成本降低约8 000元/墩，加上工效提高带来的成本降低，经济效益显著。

本工法在保证质量的前提下，有效节约工期、减少了材料浪费，提高了工效、降低了施工、管理成本，特别是在高墩施工或水中墩柱施工过程中更能显示出其优越性。具有良好的示范推广作用。有利于快速、文明施工，特别是在高墩施工或水上桥梁等其他复杂环境下施工过程中更能体现出优越性。

4　结语

城市立交工程曲线外倾式花瓶墩采用工厂化预制钢筋骨架、现场机械配合吊装组拼、混凝土整体浇筑的施工，成功解决了面对不同高度不同截面尺寸花瓶墩施工时，在城市施工区域场地内地形高低不一、施工场地狭窄、各种施工要素相互干扰如何标准化、快速化、工厂化、机械化施工的问题。该施工工艺具有简单、方便、迅速、缩短施工周期、资源配置易于组织、安全可靠、文明施工等特点，将原先“粗放型施工管理”变“精细化施工管理”，可为同类工程进行工艺设计和过程施工提供参考。