桥梁水中承台大体积混凝土施工技术要点分析

陈柏林

（慈利县公路建设养护中心，湖南 慈利 427200）

1 工程概况

某市高速大桥，为本项目重点控制工程，因其地理位置特殊，施工较为困难。该桥全长约964m，主桥上部结构形式为（80+2×125+75）m 连续钢构，使用预应力混凝土现浇构成，下部结构为空心薄壁墩，由钢筋混凝土现浇建设，使用U 型桥台与桩基础相连。

本桥主墩桥墩编号为9#-11#，其承台横桥向长22米，顺桥向宽9.3 米，高4 米。主墩承台采用C30 混凝土浇筑，单个浇筑方量约为782.674 立方，钢筋用量约为69.74 吨。该大桥8#、12#桥墩为过渡墩，其承台横向长16.4 米，顺桥向宽7.9 米，高3 米。过渡墩承台采用C30混凝土浇筑，单个浇筑方量约为420.3 方，钢筋用量约为44.07 吨。

2 水中承台设计要求

2.1 设计条件

2.1.1 当地气候属雨源型河流，流域水力资源丰富，因季节变化明显，夏涨冬枯，且汛期较长。

2.1.2 该大桥水中桩基施工期间，在大桥下游距离新建大桥桥轴线16.3 米位置搭设栈桥及平台，作为桩基施工的材料及设备运输便道。本桥地理位置特殊，与城市市区距离较小，周围车流量较大，同时交通相对便利，路网密布，本项目所需的材料、设备等能够顺利运至既定桥位。

2.2 承台防撞设计

结合本桥梁工程地质、水文、桥墩构造、桥下通航净空以及施工环境条件等，设计采用钢浮箱和橡胶护舷相结合的方式作为桥墩、承台防撞装置。

设计考虑在9#-11#主墩承台周边竖向布置型号为H500×L1000mm 的橡胶护舷，通过钻孔植埋膨胀螺栓固定于承台侧面。通过变形缓冲，确保船舶撞击时时间进一步延长，实现冲撞力的减少，提升船舶、桥梁的安全系数。

2.3 承台大体积混凝土浇筑水化热降温设计及监测

2.3.1 为减小混凝土浇筑过程中承台的内外温度差，需布置冷却水管，冷却水管材质为无缝钢管，壁厚最少2mm，且管径为40mm。浇筑混凝土前要认真检查冷却水管，并通过试通水的形式观察是否存在漏水现象，同时了解是否存在变形或接头脱开等问题。

2.3.2 主墩承台共布设冷却水管4 层，每层冷却水管间隔1.15m，自身宽度为1m。于承台顶面预留测温孔，设计孔径10cm，间距4m，孔底与承台底相距50cm。

2.3.3 目前，对于温度测试的方法有直接温度计法、热电偶法及光栅法等。根据以往的施工实践经验，本方案拟采用热电偶法进行测试，其组成示意图见图1。

图1 大体积混凝土电脑测温（一线通）系统组成示意图

2.3.4 桥梁承台的测温传感器按图2 布设，选取基础的长方体两条对称轴线的半条轴线作为测量位置，具体选取哪个1/4 区域作为测试区可依现场实际灵活调整。

图2 承台每层混凝土温控测点立面布置示意图(单位：cm)

3 主要施工工艺流程

以下施工工艺流程图3 为9#～11#墩水中承台施工流程。8#、12#墩水中承台因不影响航道，未做防撞要求，不需要设置防撞护舷。8#、12#墩承台混凝土浇筑时，考虑直接利用钢吊箱侧模做承台模板，故8#、12#墩水中承台施工流程除不存在承台模板安装和拆除承台模板、安装防撞护舷外，其余均与9#～11#工艺流程相同。

图3 主墩水中承台施工流程图

4 水中承台施工技术要点

4.1 施工重点技术措施

4.1.1 成桩后对既有钻孔平台予以拆除，将承重牛腿焊接至钢护筒同一水平高度，将底板拼接平台设于牛腿上，并铺设钢吊箱底板于平台处。

4.1.2 随后接高钢护筒，完善吊装体系，完成吊杆、底板牢靠锚固后，于底板周边进行分层操作，然后对内部支撑体系、侧板等进行安装。

4.1.3 完成整体安装钢吊箱后，对其进行试吊操作，然后将拼装平台，底部牛腿等进行拆除。

4.1.4 同时按照设计标高下放吊箱，将底板封堵，浇筑混凝土进行封底，混凝土冷凝至设计强度标准后，通过高压水泵将吊箱内的积水全部抽出；对渗水处进行再次封堵。并在底部设置集水井，便于对底部少量渗水进行集中抽排。

4.1.5 完成起吊体系拆除后，将多余钢护筒进行割除施工，桩头凿除，然后绑扎第一层承台钢筋，同时将冷却水管进行布置。上述施工完成后，对安装模板的稳定性进行仔细检查，经检测合格后方可实施承台混凝土浇筑施工。

4.1.6 待第一层承台砼达到设计强度且内支撑体系转换后，循环第一层砼浇筑步骤，进行第二层混凝土浇筑。在第二次砼浇筑前，注意预埋墩身劲性骨架、塔吊预埋件、0#、1#块现浇支架预埋件。

4.1.7 承台砼浇筑完成后，通水降温、养护承台砼。

4.1.8 拆除第二层承台模板后，开始安装承台外侧防撞护舷，待护舷安装完成后，边注水边拆除内支撑，随后拆除吊箱侧板及底板。

4.2 承台中心位置及高程测量控制

待吊箱封底并抽水完成后，在底部混凝土表面测量轮廓线、承台轴线，并做好标记点，便于安装承台钢筋、模板。安装完成承台模板后，在周边进行分层层高标记，以便于更好的控制承台混凝土浇筑厚度。

4.3 承台钢筋制作安装

4.3.1 设计主墩承台钢筋类型有三种，分别是Φ16、Φ20、Φ28，安装钢筋之前需对封底混凝土标高进行复测，通过全站仪将轮廓线标定，测量点间隔为2.5m，便于更精确的安装模板、钢筋。

4.3.2 Φ16 底层钢筋网位于封底混凝土顶面，然后对两层主筋进行安装。底层钢筋完成安装后，开始对顶层钢筋、竖向架立钢筋进行安装。

4.3.3 承台钢筋采取车间预制形式，加工成半成品，分类放置，并分层绑扎，同时注意应预埋墩身钢筋。

4.3.4 工艺流程：放样→切割下料→分类堆放→焊接接头试验→现场安装→质量验收。

4.4 冷却水管安装

承台所需混凝土体积较大，因此温度控制措施非常关键，将冷水管埋入承台内，冷却水管材质为无缝钢管，壁厚最少2mm，且管径为40mm。钢管弯头部位连接形式为机械螺纹加防水胶带，主墩承台共布设冷却水管4 层，每层冷却水管间隔1.15m，自身宽度为1m。

承台通水降温过程中，按每两小时测温一次；如承台钢筋与冷却水管之间存在占位情况，可略微调整冷却水管位置。

4.5 承台模板施工

4.5.1 承台模板设计加工：主墩承台模板委托专业钢结构厂家设计加工，其内模板采用主墩钢吊箱第二、三层周转侧模。

4.5.2 安装模板前的准备工作：处理模板表面，做到彻底清洁，同时加涂脱模剂准备使用，堆放过程中应注意变形。

4.5.3 安装模板：将模板运输至既定平台处，通过机械设备吊运模板进行安装。单层模板应一次性施工安装。

4.5.4 拆除模板：浇筑承台混凝土过程中，应注意清理模板表面，以便于顺利拆模。 混凝土强度超过2.5MPa 以上，方可进行拆模操作。

4.6 预埋件安装

4.6.1 安装承台预埋件：为促进主墩、过渡墩模板等安装工作顺利进行，科学开展吊装施工，本工程将塔吊安装在承台下游侧承台边角部位，拟安装塔吊型号为TC5013, 该预埋件在完成第一次浇筑混凝土后，马上开始浇筑第二次混凝土前预埋，预埋位置见图4。

图4 塔吊预埋位置示意图

4.6.2 安装墩身主筋等预埋件：为顺利进行施工活动，全面提升施工效果，以及施工所需结构受力，需将劲性骨架加设于空心薄壁主墩内，劲性骨架使用角钢制作，进行拼装焊接，规格为L75*75*7。

4.6.3 承台第二层混凝土浇筑施工过程中需在承台表面预埋20 块1cm 厚80cm×80cm 预埋板，埋设位置见图5。

图5 塔吊、现浇支架预埋位置示意图

4.7 混凝土浇筑

4.7.1 生产、运输混凝土：在拌合站集中生产混凝土，每次浇筑之前，仔细检查拌合机组，确保设备状态完好，备足所需生产原材料。根据拌合站生产能力和运距计算好所需运输设备。

4.7.2 布料、振捣混凝土：其一，使用天泵浇筑混凝土，应保持自由落体高度低于2m；其二，开始浇筑前，首先进行润管操作；其三，分层浇筑承台混凝土，单层厚度为30cm，但各层需连续浇筑；其四，严格按照规范要求进行振捣操作，防止漏振、过振。

4.7.3 浇筑混凝土注意事项：其一，浇筑承台混凝土时，必须充分振捣，优选责任心强、认真负责的振捣工负责振捣，严禁出现漏振、过振情况；其二，首先浇筑桩头区域，确保桩顶、承台紧密结合；其三，当混凝土浇筑面没过冷却水管后，马上通水进行降温；其四，完成单层混凝土浇筑后，应当对施工缝凿毛处理，最后一层需抹光施工。

5 结论

根据上文论述，确保封底混凝土浇筑质量为本项目重点内容，需对其重点控制。承台所需混凝土较大，单次浇筑混凝土达391 立方，因此难以有效控制内外温度差、振捣等关键问题。为确保浇筑质量，施工过程必须高度重视，科学调整承台砼配比、控制砼的初凝时间；合理控制承台混凝土浇筑的分层厚度及摊铺速度；解决了以上施工方面的重点难点问题，桥梁水中承台施工才能顺利完成，大体积混凝土施工质量才能得到有效保证。