装配式预制桥墩后浇孔施工关键技术优化

马云杰，王鹏波

（中交一航局第五工程有限公司，河北秦皇岛 066002）

1 工程概况

厦门第二东通道工程A3标段预制墩台共35座，其中两节式22座，三节式13座，两节式桥墩结构示意图见图1。

图1 桥墩结构示意图Fig.1 Schematic diagram of pier structure

下节墩身与承台共同预制及安装，每个承台包含6个后浇孔，墩身位于后浇孔之间，覆盖了部分后浇孔，墩身与后浇孔相对位置见图2。

图2 墩身与后浇孔相对位置图（cm）Fig.2 Relative location of pier shaft and post-pouring hole(cm)

承台共设置12层水平钢筋，其中第7～12层水平钢筋穿过承台后浇孔并需进行对接，第5～6层钢筋穿过后浇孔，但不进行对接，第1～4层钢筋不穿过后浇孔，承台水平钢筋布置断面图如图3所示。

图3 承台水平钢筋布置断面图Fig.3 Horizontal rebar layout cross-section diagram of cap

2 新旧工艺对比

2.1 港珠澳大桥墩台预制后浇孔施工工艺

承台预制时[1-2]，首先焊接整个劲性骨架，摆放后浇孔底圈模板。然后采用穿筋工艺，将承台每根水平钢筋的各节段利用套筒连接为一体后，分层穿筋，穿筋过程中分层分块安装后浇孔模板环。最后将2层钢模板环间隙用木模板逐层封堵。承台预制完成后，拆除后浇孔中间段钢筋，后浇孔两端钢筋有10 cm钢筋头凸出后浇孔轮廓线内，分层分块拆除后浇孔模板。港珠澳大桥施工后期虽考虑后浇孔钢筋接头埋置在混凝土内的方案[3]，但当时的方案采用加长套筒中部存在空心，不利于承台结构耐久性[4]，且经实际检验不具备可操作性。

2.2 厦门第二东通道工程墩台预制后浇孔施工工艺

承台预制时，首先安装后浇孔整体支拆模板，然后分层焊接钢筋劲性骨架，用于承托承台水平钢筋，最后采用码筋工艺，将每根水平钢筋按规定尺寸切断成13节并编号，穿过后浇孔模板码放到对应位置，利用直螺纹套筒连接[5]。承台预制完成后，拆除后浇孔内节段钢筋，然后整体拆除后浇孔模板。承台安装时，将拆除的后浇孔内节段钢筋按对应编号重新安装，并浇筑后浇孔混凝土。

2.3 方案对比分析

港珠澳大桥墩台预制后浇孔施工工艺和厦门第二东通道工程墩台预制后浇孔施工工艺对比分析见表1。

表1 后浇孔施工工艺对比分析表Table 1 Comparative analysis table of post-pouring hole construction technology

3 施工关键点分析

后浇孔内钢筋二次安装的多节钢筋需要具备一定的预紧力，需要正丝与反丝套筒相互配合才能实现。后浇孔钢筋与预埋在承台内的钢筋连接接头不能位于后浇孔轮廓线内，否则整体支拆模板收缩行程不满足要求。后浇孔模板开孔与钢筋间缝隙的封堵方式直接决定了预制阶段钢筋绑扎速度。后浇孔顶部被墩身覆盖部分沿直径方向约30 cm，所以整体支拆模板最大收缩量需达到40 cm。以上是厦门第二东通道工程墩台后浇孔施工相比于港珠澳大桥墩台后浇孔施工工艺优化需要解决的重难点。

4 后浇孔钢筋施工

承台每根纵向钢筋切断为13段，每个后浇孔内3段。后浇孔内钢筋与承台内预埋钢筋的连接头位于后浇孔轮廓范围外，钢筋与模板间的空隙用锥形橡胶塞封堵。承台混凝土浇筑完成后，直螺纹套筒预埋在承台混凝土内，钢筋受锥形橡胶塞包裹，可以拆除及再次安装。

利用直螺纹套筒连接多段钢筋时，如果套筒丝扣全部相同，连接头间会出现相互解锁的现象，钢筋二次连接时无法形成预紧力，因此必须用正丝套筒与反丝套筒相互配合。3段钢筋中最后安装的那段与相邻钢筋间应保留2丝的空隙，一是便于承台预制完成后后浇孔内钢筋拆除，二是便于钢筋二次安装时相邻2根钢筋螺纹连接的精确调整。

以中间位置的单个后浇孔为例说明钢筋在各个状态的连接形式，连接示意图见图4。1号钢筋及5号钢筋为相邻后浇孔之间钢筋，钢筋一端为全正丝，一端为全反丝；2号钢筋一端为半正丝，一端为全正丝；3号钢筋一端为半正丝，一端为半反丝；4号钢筋一端为全反丝，一端为半反丝。

图4 中间后浇孔钢筋连接示意图Fig.4 Schematic diagram of post-pouring hole rebar connection in the middle position

钢筋绑扎过程中，首先将1号—5号钢筋进行粗连接，此过程中3号与4号钢筋间预留2丝空隙。然后进行钢筋连接头精调，利用扭矩扳手同时拧紧T4反丝套筒和T1′正丝套筒（或拧紧T4′反丝套筒和T1正丝套筒），利用正丝套筒与反丝套筒互锁调整钢筋接头。按同样办法调整T2及T3钢筋接头。

钢筋拆除时，将T2套筒、T3套筒拧松，取下3号钢筋，然后分别拧下2号及4号钢筋，此时T1及T4号套筒已经预埋在混凝土内。

钢筋二次安装时，首先安装2号钢筋及4号钢筋，然后安装3号钢筋。利用预留的两丝间隙调整3号钢筋与2号钢筋及4号钢筋螺纹的匹配度，保证T2套筒及T4套筒能够顺利拧紧。利用T2正丝套筒与T3反丝套筒的互锁对后浇孔钢筋施加预紧力。

5 后浇孔整体支拆模板

后浇孔模板为整体支拆钢模板[6]。后浇孔内钢筋及锥形橡胶塞拆除后，后浇孔轮廓线内无障碍物，后浇孔模板可以整体支拆。整体支拆模板由井字架、2片大模板、2片小模板、支撑丝杆、密封系统组成。模板板面为整块钢板，根据钢筋的不同位置开出钢筋孔，直径48 mm出筋孔比钢筋外径大20 mm，利用锥形胶圈封堵钢筋与板面间缝隙。模板立面图见图5。

图5 模板立面图（mm）Fig.5 Formwork elevation(mm)

墩身覆盖后浇孔径向约30 cm，要求模板整体支拆时板面收缩量大，而后浇孔内空间狭小，模板收缩受限[7-8]。通过设计模板结构，两大块板面收缩量达到40 cm，两小块模板的收缩量达到17 cm，经过实践证实，此尺寸能保证模板拆除时无阻碍，且4片模板收回后互相无制约。

6 锥形橡胶塞

后浇孔模板穿筋孔数量多，钢筋绑扎过程中需逐个封堵。锥形橡胶塞[9]对称分为2块，钢筋连接到位后，将2块橡胶塞合并包裹住钢筋，封堵模板与钢筋间的缝隙。锥形橡胶塞能防止模板与钢筋间缝隙漏浆；同时能将钢筋固定在模板孔中心位置，防止钢筋偏位；承台混凝土浇筑时，能保护后浇孔钢筋端头不被水泥浆污染，降低后浇孔钢筋拆除难度。钢筋拆除前，将橡胶塞取下，循环使用。锥形橡胶塞严密性好，操作简单，施工速度快。锥形橡胶塞封堵缝隙断面图见图6。

图6 锥形橡胶塞封堵缝隙断面图Fig.6 Sectional view of tapered rubber plug plugging gap

7 结语

厦门第二东通道项目预制桥墩后浇孔施工技术施工速度快、操作简便、成品质量好。优于港珠澳大桥墩台预制后浇孔施工工艺，具有较高的推广应用价值，可为类似的大型装配式桥墩项目施工提供借鉴。