桥梁工程中薄壁空心高墩施工技术的应用

黄伟，熊勇

（1.江西省交通工程集团建设有限公司，江西 南昌 330000；2.宜春市公路管理局明月山分局，江西 宜春 336000）

1 工程概况

Y大桥全长550.21m，跨越深谷后架设在两座山头之间，设计风压400kPa，风速21.2m·s-1，桥梁设计跨径540m（3×40+2×40+50+5×50+40）。桥梁上部为预应力混凝土连续简支T梁结构，下部为钻孔灌注桩基础，边墩墩身为圆形墩柱，并设置盖梁。墩身均按照矩形薄壁空心双柱墩设计，最高墩身高度达93.5m，其余墩身高分别为81m、65m、62m，墩身中心距10m，单柱顺桥向底宽4.10m，顶宽2.5m，且墩身存在1%的收敛坡度。墩身采用C40混凝土，设计壁厚40cm，在两墩柱与承台顶面相距20m、50m的位置分别设置一道连接横梁，墩身则按照10m的间隔分别设置横隔板[1]。

2 施工方案

本桥梁薄壁空心高墩施工主要采用翻模和滑模两个方案，其中，滑模施工所需配套性设备较多，机械费用投入较大，且模板自重大、刚度高，混凝土结构外观质量较差，存在一定的纠偏难度，滑模施工开始后一般不得中断，施工质量控制难度较大。而翻模施工所需投入的施工机械较少，所需机械费用小，模板自重小、刚度低，混凝土结构外观质量易于控制，纠偏容易，且能进行间断性施工。结合工程实际并综合考虑两种施工方案的优劣势，本大桥薄壁空心墩采用翻模[2]施工技术，施工节段设计高度6.0m。

本大桥5层施工脚手架通过焊接和栓接的方式固定在墩身模板作为高墩支架施工平台。预制大块钢模板，横竖肋通过槽钢加劲，墩身施工通过翻模法进行；外模板节段设计高度7.5m，竖桥向高度1.5m/块，共5块，横桥向长度5.75m/块，共3块，每块模板重量1.5t，设计尺寸为5.75m×1.5m。按照墩身宽度进行顺桥向模板加工，考虑到顺桥向墩身存在一定的设计变坡，所以应在其上增设横向调解块，以进行墩身纵高的调整。

3 薄壁空心高墩施工工艺

3.1 测量放样

在结束承台施工的基础上，通过全站仪定位出墩柱四角点坐标，并通过水准仪进行高程测量，通过闭合墩柱角点坐标和高程以保证测量精度。通过墨线测放出墩底截面轮廓线及模板厚度，便于模板安装，并测放出墩柱主筋、劲性骨架等的具体位置，保证安装准确。

3.2 垂直运输机械的选择

薄壁空心高墩施工面临垂直运输的难题，因受到地形和高度等的限制，轮胎式或履带式起重机均难以满足施工运输要求。本大桥主墩高度较高，钢筋和混凝土等材料用量大，主墩之间相距较远，仅塔式吊机就需要至少4台，且主墩承台面积不大，塔式吊机安装必须增加底座基础混凝土工程量，导致施工费用增加。此外，考虑到边跨地形较为险峻，为便于南北岸施工材料的倒运，同时还能满足主墩施工要求，在全桥拉通架设540m跨度的缆索吊机[3]，并结合缆索吊机实际运输能力和工程地形，采用三一输送泵进行混凝土输送。

3.3 安装劲性骨架与钢筋

在本大桥薄壁空心高墩施工过程中，劲性骨架自由节段应按照不超过9.0m的高度设计，待劲性骨架安装完毕后再安装墩身钢筋。

本工程钢筋的预制与加工在棚内进行，现场绑扎，在棚内除应进行配料和竖向钢筋加工外，还应按照设计要求制作其余钢筋。待钢筋制作加工完成后，应在施工现场平地上展开绑扎试验，根据试验结果调整设计尺寸和弯制方法。在确定好钢筋尺寸和形状后还应通过拉尺检查方法控制钢筋精度，标出钢筋型号、规格及具体安装位置。

按照设计保护层厚度确定出钢筋网和墩柱外表面净距后，按设计要求布设D6冷轧带肋防裂钢筋网或D10钢筋网。进行直螺纹套管钢筋连接时，同一断面内的直螺纹接头数量不得超过总接头数量的50%，并按照钢筋自身受力水平确定和控制接头受力性能。施工时还应检查每个接头的质量和受力状况，保证连接的牢固性。

3.4 安装模板、立模

采用塔式吊机进行模板吊装，吊装施工过程中应加强吊装重心控制和吊钩合理性设置，避免吊装施工过程中模板变形、散架，保证吊装安全。模板安装前还应均匀涂刷一层脱模剂，模安装的同时应设置对拉螺杆，并在螺杆外套装PVC塑料管，便于回收利用。完成上节段墩柱钢筋的安装且报验合格后便按照由外而内、先下后上的顺序逐块逐节拆除、整修、涂刷脱模剂、翻升下节段模板。对于安装完成的模板，应进行垂直度、错台、保护层厚度等指标的检查。

3.5 混凝土灌注

根据本大桥施工现场砂土材料的实际含水率和试验配合比进行混凝土混合料施工配合比的确定，并严格按照要求进行混凝土混合料拌制。为防止混凝土收缩徐变过程中出现裂缝，必须严格控制拌制时间、水灰比、坍落度等性能参数。此外，对于施工环境温度较高的情况下，碎石掺加量和拌和用水会直接影响到混合料出机温度，为加强混合料温度控制，应采用喷水等降温方式。混凝土灌注施工时为避免高温导致混合料表面失水过快，应在混合料输送泵管外覆盖潮湿的麻袋，并间隔浇水，使覆盖材料始终处于潮湿状态。

3.6 拆除模板

当模板内灌注完成的混凝土实际强度达到10MPa且混凝土棱角全部完整成型，钢筋安装和劲性骨架安装完成且检验合格的情况下拆除模板，并进行下一节段模板的安装。模板应按照由下至上的顺序拆除。

4 施工质量控制

4.1 墩身线形控制

在结束承台混凝土浇筑后结合桥梁控制网进行墩身尺寸校核，放出墩身大样后立模，进行墩身首节段混凝土施工时应在墩身底部实心段放出墩中心，并设置40cm高、40cm直径的钢筋混凝土圆台，准确定位出预埋钢筋头。待各节段模板安装结束后采用全站仪检查四边模板以及模板对角线，其尺寸误差不得超过5cm。

墩身垂直度主要通过2台铅垂仪进行控制。待首段墩身混凝土浇筑完成后在墩身四角设置8个监测点，并保证各点和墩身面的距离均为50cm。通过全站仪测放施工点位后必须复核墩柱密度以及点位和点位之间的距离，将2台铅垂仪设置在同一墩柱面相邻2个点位，并按检测精度要求调试铅垂仪，使其能准确透射在墩顶反射板位置。采用水准线将2个透射点连接后进行墩身位置的观测，并结合钢尺检测对点与墩身面之间的距离，保证模板和透射点之间重合。

4.2 墩身外观质量控制

考虑到桥梁墩身外观的一致性，所采用的水泥、骨料、外加剂和掺和料等必须由同一厂家生产；考虑到本桥梁工程泵送混凝土距离长、施工难度大，很容易导致混凝土和易性差、颜色灰白，为此必须加强混凝土配合比的调整；在浇筑混凝土施工前，必须采用人工凿毛的方式处理水平施工缝及前次施工顶面，并全面检查和整理支架、模板、钢筋及预埋件，防止杂物混入；混凝土浇筑必须按照设计顺序和方向分层进行，并保证一定的厚度，为保证接缝的严密性，避免混凝土浇筑过程中浆液从密封不严的接缝漏出，应采用厚度10mm的海绵胶皮处理接缝，该措施还能保证立模精度的提升。为保证混凝土浇筑面的连续性，应严格控制浇筑面高度，使其低于模板面8～10cm。待完成混凝土浇筑后拆模前应进行模板的覆盖保湿处理，以降低拆模难度，保证墩身施工质量。

5 结语

通过本文对桥梁工程薄壁空心高墩施工过程的分析表明，为保证高墩施工质量，应当采用整体钢模板和内脚手架结合的工艺，并在墩身外设置施工平台，为实现施工材料的南北倒运，还应在全桥拉通架设540m跨度的缆索吊机。本桥梁工程高墩施工工艺操作方便，施工成本低，工期短，且施工过程中还采用了墩身线形控制及外观质量控制措施，在保证施工质量和进度的基础上增加了桥梁的实用性与美观性。