双线简支U梁墩身顶帽施工技术探究

■赵 倩

（中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350）

桥梁是组成交通体系的主要内容，是汽车、火车等的穿越山谷、河流等障碍物的主要交通构筑物，由基础、桥墩、桥跨、桥台等结构共同组成[1]。墩身顶帽是整座桥梁工程的基础部件，其施工质量对整座桥梁结构的稳定性，使用的安全性及使用寿命等影响重大。加强对墩身顶帽施工技术的分析，提升桥梁工程总体质量有重要意义。基于此，开展双线简支U梁墩身顶帽施工技术的研究分析就显得尤为必要。

一、工程概述

本标段位于滨海新区，施工起止里程DK28+632.849～DK39+563.271，全长10.924公里。本标段高架区间桥梁简支U梁采用圆弧形桥墩，桥墩墩身高9.5-24m，其中,双线简支U梁墩顶设置预应力顶帽。顶帽采用C50混凝土浇筑，顶帽钢筋采用HRB400钢筋。双线简支U梁桥墩顶帽纵向预应力钢束采用抗拉强度标准值为1860Mpa的高强度低松弛钢绞线，公称直径15.2mm。预应力钢束分两批张拉。双线简支U梁墩身顶帽立面图如图1所示：

图1 双线简支U梁墩身顶帽立面图（单位：cm）

二、抱箍支架施工及机械设备

（一）抱箍支架施工

本工程抱箍支架由抱箍、牛腿、紧固件、承重梁四大部分共同组成。在桥梁墩身上设置了双层抱箍，选择直径为125mm，壁厚为5mm的钢管竖向连接组成。其中,单层抱箍的高度为80cm，通过两个弧形和两个直线共同组成箱体，抱箍筒则由Q235钢板制作而成，厚度为12mm，弧形部分和直线通过16根直径为30mm的螺栓对拉固定，具体示意图如图2所示：

图2 抱箍支架施工示意图（单位：mm）

墩身顺着线路两侧采用I30b#工字钢作为模板承重梁，将其放置到顶层抱箍牛腿之上。承重梁的悬挑部分通过I20#工字钢支撑在下层抱箍牛腿之上,为保证承重梁的稳定性，在每个承重梁之间还设置了6道水平连接杆[2]。抱箍支架四周，采用∠40X∠40X3.5mm的角钢焊接施工工作平台，总宽度为80cm，护栏高度不能低于120cm，挂设安全防护网，保证施工的安全性。

（二）双线简支U梁墩身顶帽施工机械设备

在本工程墩身顶帽施工用到的机械设备包括：1台25t汽车吊，1台320D挖掘机，2台BX1-500交流电焊机，2台200～1000N·M的力矩扳手，和抱箍支架配套使用的安全梯笼等。

三、双线简支U梁墩身顶帽施工技术的具体应用

（一）测量放线

本工程在施工中，为保证桥梁施工质量，达到设计要求及标准。通过高精度全站仪精确定位抱箍安装的位置，同时采用墨线环墩身四周弹线标记，为后期施工提供参考和支持。顶层抱箍上则沿着墩身设计标高和双层抱箍的净距合理放线，抱箍安装测量方法如图3所示：

图3 抱箍安装测量方法（单位：mm）

（二）抱箍安装施工

为保证抱箍安装施工质量，在拼装之前，需要对抱箍材料进行除锈处理，以提升抱箍和橡胶板之间的摩擦力。在安装过程中，要先拆除墩身操作支架，为架设承重梁营造良好空间和条件。先搭设脚手板，为紧固螺栓操作提供平台，将钢丝绳穿入抱箍顶部吊环中，通过25t汽车吊吊运到指定位置后，在利用手动葫芦对抱箍进行调整，保证安装精度。抱箍和桥梁墩身之间需要设置10mm厚橡胶垫，以进一步提升抱箍和墩身的摩擦力[3]。为避免抱箍安装时损坏混凝土结构，可将橡胶垫板安装在抱箍内侧，并用高强度万能胶固定。安装抱箍之前，还要对墩身进行全面擦拭清理，严禁存在灰尘，保证表面干燥无杂物。

在抱箍紧固时，通过力矩扳手分次紧固，第一次只紧固30%左右，检测抱箍安装精度，如果发现抱箍偏移及时调整；第二次紧固80%左右，观察抱箍每个板面及焊缝情况，如果发现变形、开裂及时处理，确认达到设计要求之后，进行第三次紧固，达到100%。在螺栓紧固时，要严格遵循先内排，后外排的方法，保证紧固时施力的均匀性。每浇筑一层混凝土，通过扭矩扳手对螺母进行复拧检验扭矩值，以保证施工质量。

（三）安装分配梁

当承重梁安装完成之后，需要对承重梁顶部标高进行全面复核，确认达到设计要求和相关标准之后，才能在承重梁上安装18#槽钢分配梁。由于本工程分配梁规模比较大，长度达到5.0m，间距为80cm，为保证安装质量和效果，在安装之前，需要通过石笔画出安装位置线，通过U型螺栓卡件将分配梁和承重梁固定到一起，避免发生位移跑偏[4]。

（四）顶帽施工操作平台安装

在进行墩身顶帽施工之前，需要拆除分配梁及承重梁端部的部分工作平台。为墩身顶帽施工操作平台预留出足够的空间，本工程墩身顶帽施工作业平台宽度为80cm，四周通过扣件型脚手架搭设防护栏，高度不得低于120cm，并挂设安全防护网，防护网内侧下方，还要布置高度为20cm的木质踢脚板。在整个施工平台铺满宽20cm，厚5cm的木质脚手板[5]。顶帽施工操作具体安装尺寸如图4所示：

图4 顶帽施工操作具体安装尺寸（单位：cm）

（五）工作爬梯

当抱箍支架搭设完成之后，拆除墩身操作架，并在垂直线路侧安装安全梯笼，规格为长4.0m，宽2.0m，每节爬梯高度为2.0m，由平台框架、可装卸立杆、梯子、扶手、安全门等共同组成[6]。上下节连接处采用方型钢管连接，安全梯笼到墩身的净距为2.0m，每隔4.0m用48.3×48.3×3.0mm钢管、U型螺栓扣件和桥梁墩身横向连接。爬梯和抱箍操作平台之间设置可移动式定型马道，通过直径为48.3mm的钢管搭设，一端和爬梯采用双扣件固定，另一端在抱箍操作平台上用铁丝绑扎，具体如图5所示：

图5 组合爬梯和抱箍操作平台之间马道搭设平台图（单位：cm）

（六）墩身顶帽模板安装

选择定型钢模板作为桥梁墩身顶帽的模板，由底模、侧模、端模三部分共同组合成。当抱箍支架完成预压操作之后，即可进行顶帽底模、侧模、端模安装[7]。每块模板之间用双面胶棉花条填塞，避免混凝土浇筑时漏浆问题的发生。

（七）混凝土浇筑

选定商品混凝土拌合站进行集中拌合，需用混凝土罐车运送到施工现场，泵送入模的方法进行混凝土浇筑。边浇筑，边用插入式振捣棒进行振捣，顶帽混凝土采用C50混凝土，严格控制坍落度，控制在160mm～180mm之间，每个顶帽的混凝土用量为36m3。沿着顶帽长度方向从顶帽中间向两侧分层对称浇筑，每层浇筑厚度控制在40cm以下，保证下层混凝土在初凝之前就完成上层混凝土浇筑。

四、施工体会

第一，双线简支U梁墩身顶帽施工难度较大，每道工序之间环环相扣，为保证施工质量，在每道工序施工之前，施工现场质检人员、技术人员对上道工序施工质量进行详细检验，确认达到设计要求之后，才能开始施工。对比较重要的工序，如：测量定位、模板安装、混凝土浇筑等，技术人员要现场值班，发现问题及时处理。

第二，加强钢筋、水泥、波纹管、预应力钢绞线、锚具等进场检验，做到不合格的材料不得进场。试验员按照规范要求对商品混凝土进行进场验收，并查验随车资料，试验不合格的混凝土不得使用。

第三，抱箍安装质量控制点停点检查。在抱箍螺栓扭矩检测时，需要技术人员随时进行停点检查：在抱箍安装前对抱箍的外观质量进行详细检查；在抱箍紧固件拧紧以后，对紧固件螺栓的扭矩和端板的空隙进行检查[8]；在工字钢安装之前，对砂箱顶面的高程进行检查；在混凝土浇筑前，对螺栓的扭矩再次进行复查。

综上所述，本文结合工程实例，分析了双线简支U梁墩身顶帽施工技术。分析结果表明：墩身顶帽是双线简支U梁主要受力结构，其施工质量对整座桥梁的总体质量结构的稳定性有很大影响。因此在具体施工中，要合理搭设抱箍安装支架，严格按照施工工艺开展每道工序，做好质量检查和验收工作，发现问题及时处理。此外，还要做好停点检查工作，才能最大限度地提升施工质量，保证桥梁使用的安全性，促使我国桥梁工程事业持续健康发展。