铁路桥梁薄壁空心高墩施工技术

韩建军

(中铁十九局集团第六工程有限公司，江苏 无锡 214028)

薄壁空心高墩施工在桥梁施工中至关重要，直接影响整个工程的质量和桥梁寿命。我国桥梁施工过程中，通常采用钢管脚手架施工，采用拼装钢模板法不仅节省成本，还能有效提高施工效率。

1 工程概况

某薄壁空心高墩桥梁施工项目，所处山体呈斜陡坡，地形起伏变化较大，山脊方向从北向南，绿植茂盛，高墩桥梁横跨峡谷，全长约880 m，主桥310 m，桥梁跨径为80 m+150 m+80 m，桥面宽度21.5 m。桥墩采用薄壁空心墩结构，截面尺寸8.0 m×3.5 m，壁厚70 cm。从工程的地质条件、安全、质量以及经济的角度考虑，决定采用空心薄壁高墩这一施工方式。

2 施工总体方案

本桥在施工时主要通过分段和分节进行，墩旁塔吊辅助作业。空心段浇筑时，每4 m浇筑1次。本工程计划采用4台QTZ5610塔吊和4台施工电梯，每台塔吊可同时用于两个墩位施工。混凝土主要通过拌合站供料，用搅拌车运输，采用泵送或者吊车入仓，然后通过人工压实。空心墩外膜主要使用滑模，内膜主要通过支架来搭建。此外，需设置通道，方便机器设备进入。实体段以及托盘等位置处需采用一次性浇筑。

3 薄壁空心高墩施工技术分析

3.1 测量定位

薄壁空心高墩施工中的测量控制，主要是对中心位置、高程、空心高墩中线垂直度、空心墩坡度等参数进行检测。薄壁墩墩身线形质量检测有助于提高整体工程质量。施工墩身高度设置为4～5 m，为确保其精确度，可采用极坐标对外模定位和内模定位进行检测，同时控制墩身轴线。采用全站仪、水平仪对模板四角坐标和高程进行复核，如出现误差应及时调整。模板安装前，需先将轮廓线中标注清除干净，标注中心点以及圆心位置，先按轮廓线进行试拼，保证各参数符合要求。

3.2 扣件式钢管脚手架的搭设

钢管脚手架可通过以下方式来搭设。

(1)将双管立柱放在脚手架下方位置，单管立柱放置于上方，并确保单管立柱高度不超过35 m。

(2)将双管立柱的距离减少一半，排距为1～2 m之间，立柱间距为0.9 m。此外，桥墩设计时，需根据工程情况选择合适的搭设方式，做到保证工作人员人身安全的同时，保证脚手架质量。

3.3 模板安装与拆除

根据施工情况，滑模采用整体钢结构，其动力装置为YKT36型液压控制台。钢模板规格较大，由多个高1.5 m、厚6 mm的节段构成，以此为基础，通过焊接设置∠100 mm×100 mm角钢和扁铁，从而形成具有稳定性的模板框架。在安装时，需先清理模板，防止模板上存有污痕和锈蚀，并铺设模板漆，覆盖一层薄膜。在钢模板运到施工现场后先进行试拼，若有错台，先进行打磨；如存在拼缝问题则可使用胶带处理。板面平整度误差不得超过2 mm，而拼缝处的错台则需控制在1 mm以内。拼装完成后，再次审核模板尺寸。采用内层及外加拉杆的方式进行加固。拉杆选择使用20钢筋，且设置PVC塑料管，以减少薄壁厚度的误差。误差需控制在5 mm以内。安装完成后检查轴线和高程是否符合要求，以确保模板后期不会出现变形和移位。在拆模时保留一节模板，且采取由下至上的方式进行拆除。

模板安装的允许偏差如表1所示。

表1 模板安装允许偏差

3.4 钢筋安装

钢筋安装时，先用塔吊将其放置于墩身顶端，再人工进行搬运和安装。按照先竖向主筋，后环向水平筋及加劲箍、倒角筋、拉结筋的顺序进行。主筋接长需要在劲性骨架中放样，同时还需安置定位角钢。在接长完成后，标明绑扎位置。在绑扎固定时需遵循由下至上的原则，且绑扎高度不得低于4.5 m。绑扎完成后，在主筋及水平箍筋的交叉位置建立并固定拉结筋。另外，需添加一些混凝土垫块，以确保钢筋薄层厚度达到要求，且垫块绑扎牢固。加工钢筋的允许误差见表2。

表2 加工钢筋的允许偏差

3.5 混凝土灌注

混凝土浇筑主要分3个部分：①墩底实体段，②墩身空心薄壁，③墩顶实体段。首先，确定桥墩墩身中心线，沿其内外轮廓线加一层3～5 cm厚的砂浆。墩身浇筑完成后及时养护。设置脚手架，并且对第2段进行接长。墩身采用C50混凝土，混凝土由搅拌站集中拌制。搅拌至其强度符合标准后，进行二级模板拆模，只留一节为以后模板进行支撑。在拆模时需按照一定顺序，拆除完成后及时清理上面杂物，为下次使用做好准备。混凝土在分层浇筑时，其厚度不得大于30 cm。通过振动器使其密实，防止出现过振或漏振的现象，同时保证新旧混凝土融合。拆除串筒时，可通过边浇筑混凝土边拆除的方式进行，串筒和混凝土之间的距离不超过2 m。浇筑完成后做好养护工作，避免出现混凝土裂缝等问题。拆模之后需进行包裹养护，且养护时间不能过短，在冬季进行养护时采取必要的保温措施。

3.6 渐变段及封顶施工

空心段浇筑完成后，浇筑渐变段。在模板上放线，绑扎墩身钢筋，安装墩顶定型纲外模，浇筑封顶混凝土。立模下部的模板采用螺栓连接，确保其稳定、牢固。倒角渐变段施工完毕后，检测强度是否达到设计强度的75%以上，满足要求后，对空心墩内部进行全面清除，保证排水管、通气管的通畅，然后将内支架、模板拆除。最终进行封顶，封端模板向外侧倾斜10 cm，并设置混凝土浇筑漏斗，选用高强度大坍落度砂浆对预留孔洞进行封堵，砂浆终凝后，拆除模板，修整打磨平顺。

4 滑模施工的模板调平和垂直度检测控制

4.1 滑模水平控制

(1)在滑模组装前，检测所有千斤顶行程数据，确保其符合要求。同时，设置控制器对其进行调整。

(2)用水平管测量水平参数。调平之后，需加入6个千斤顶，以确保水平管贯通。

4.2 中线及垂直度测量控制

墩身中心线在滑升过程中容易出现偏移或扭转等不良情况，出现这些问题的原因如下：

(1)千斤顶行程数据不符合要求，导致在顶升过程中发生偏斜。

(2)由于施工平台荷载不均，导致千斤顶载荷也不均匀，负荷较大的千斤顶在爬升完成后下滑量较大，使得该位置出现倾斜，从而导致模板也出现倾斜。

(3)混凝土灌注时应遵循一定顺序。理论上，先入模混凝土凝固时间相对较长，且存在较大的黏结力，在滑升过程中遇到的阻力也较大，而后入模混凝土则正好相反，因此，容易产生因受力不均而倾斜的情况。

施工机械设备及材料按施工要求放置；每完成一层混凝土灌注工作，按相反顺序来对后续的灌注施工。所以，每完成一次模板提升工作，都要检测质量，确保符合要求，偏移大于5 mm，则需进行调整。如果中心位置出现偏扭，则需根据扭转的情况来设置千斤顶，从而确保模板不会反向扭转。

5 结语

在桥梁高墩施工中采用滑模施工方式，能有效减少成本，且工序简单，不用对模板进行安装和拆除，大大节省了施工时间。同时，连续施工避免了混凝土结构容易出现的裂缝问题。由此可见，这一工艺的使用，不仅可以节约人力、物力，还可解决因墩身过高而造成施工困难的问题，既保证了施工质量，又符合桥梁施工需求，具备较高的经济效益。