桥梁高墩施工技术探究

2012-07-16郝莲子

山西建筑 2012年29期

郝莲子

(江苏淮安交通勘察设计研究院有限公司，江苏淮安 223001)

0 引言

桥墩是桥梁的下部结构，是连接上部结构与基础的纽带，是将上部荷载传递给基础的主要承重结构。随着现代桥梁建设的发展，桥梁的跨越能力和桥梁形式发展迅速，对桥墩的要求越来越高，桥墩的高度和形式趋于多样化。为了适应桥梁跨越复杂地形的能力，梁桥及组合桥梁中桥墩高度较大。桥墩的高度增加，稳定性、强度、刚度等条件变得复杂，对材料、施工方法等要求较高。对于桥梁高墩，为适应桥墩施工预制方便，工期短，协调美观等原则，多采用变截面空心薄壁形式，采用滑模翻模连续浇筑施工。本文结合实例介绍梁桥高墩一般形式和施工方法并对其进行研究。

1 工程概况

福州市琅岐闽江大桥及接线工程，起点K0+000，位于国道104线的2 300 km+272 m里程号处，向西与长安大道相交后，与沈海高速东侧规划路并线至亭江互通后，向东跨越闽江，至琅岐岛环岛路与通和路。

琅岐闽江为斜拉桥，主桥边墩、辅助墩及引桥共11个墩身，均位于陆上，墩身为花瓶形空心板式墩，墩高均在40 m以上，C40混凝土。主桥边墩及辅助墩共有3个墩，墩身横桥向宽7.0 m，壁厚0.8 m，纵桥向墩身厚度4.0 m，壁厚1.0 m。根据支座布置需要，墩顶采用大直径圆弧匀顺过渡，过渡段高度12.5 m，横桥向加宽至15.0 m;墩底由于结构受力需要，10 m高度范围内墩宽从7.0 m直线变化至墩底9.0 m。墩底5.0 m及墩顶2.5 m为实体结构。引桥N1号～N7号墩墩身横桥向宽7.0 m，壁厚0.8 m，纵桥向墩身壁厚3.5 m，壁厚1.0 m。根据支座布置需要，墩顶横桥向采用大直径圆弧匀顺过渡，过渡段高度12.5 m，墩顶加宽至15.0 m;墩底由于结构受力需要，10 m高度方位内墩宽从7.0 m直线变化到墩底8.0 m。墩底2.0 m及墩顶2.5 m为实体结构。N8号墩为引桥与亭江互通交接墩，根据墩顶支座布置需要，墩顶横桥向宽度加宽至19 m，靠匝道侧加高0.6 m，其余均保持不变。平面布置及一般构造形式如图1，图2所示。

图1 主桥边墩、辅助墩及引桥墩平面布置图

图2 主桥边墩、辅助墩及引桥一般结构示意图

2 施工方法

2.1 墩身

采用翻模法施工，每次浇筑高度4.5 m，单套模板共由3块高2.25 m的模板组成。施工时，以其中第一节作为基础模板，根据每个墩身直线长度情况，在末节直线段进行节段调整，使其标准段模板施工高度与上部花瓶异形段分界点一致。顶部花瓶异形段，墩身高度为14 m，共分4次浇筑完成，第一、二次浇筑高度4.5 m，第三、四次浇筑高度2.5 mm。0号边墩和引桥8号墩比其他墩高出1.2 m和0.6 m，与末次同时浇筑。墩身不采用外架施工，施工时，设计钢筋绑扎安全操作平台，便于钢筋绑扎，钢筋绑扎安全操作平台由型钢制作而成，可拆卸及调整尺寸，墩身钢筋均在后场加工车间加工成半成品，各种加工的钢筋按型号、规格、尺寸进行编号，分别堆放整齐，经运输车运至墩身处由起重设备起吊配合绑扎，标准节段钢筋每节主筋长9.0 m，主筋接长采用滚轧直螺纹接头。

2.2 钢筋

主筋连接→箍筋绑扎→拉钩筋绑扎→垫块施工→钢筋检查→模板安装→顶口钢筋固定。

2.3 固定架转换

钢筋主筋连接9 m，为防止钢筋绑扎完成后，钢筋笼发生倾覆，在采用钢筋绑扎平台绑扎完成后，在钢筋笼内安置固定架，进行体系转换，待模板安装完成后，再安装钢筋绑扎平台，取出钢筋固定架，再次进行体系转换。

2.4 模板

为确保墩身外观质量，墩身外模采用精制的大块定型钢模，使用桁架式围檩固定模板抵抗侧压力，钢模壁体厚6 mm。墩身下部扩大部位及上部的变截面部位(花瓶形)则采用特制的模板施工完成。

2.4.1 墩底模板

墩底扩大部位高10 m，由四节2.25 m和一节1 m模板组成，辅助墩及边墩截面尺寸由9.0 m ×4.0 m 变为7.0 m ×4.0 m，引桥墩截面尺寸由8.0 m ×3.5 m 变为7.0 m ×3.5 m。

底部分3次浇筑，前2次浇筑高度4.5 m，后一次与直线段一部浇筑3.25 m。模板中间7 m处与直线段模板通用，加长段单独制作。9 m～10 m处1 m模板单独制作。因考虑扩大部分侧模与直线段侧模通用，故在进行扩大部分施工时，在侧模处增设调平底座，调整桁架角度，扩大部分施工完成后，将调平底座拆除，重新安装桁架。

2.4.2 直线段模板

直线段由四节2 m模板组成，以其中一节作为基准面模板，每次浇筑高度6 m。辅助墩及边墩截面尺寸为7.0 m×4.0 m，引桥墩截面尺寸7.0 m ×3.5 m。

2.4.3 墩顶花瓶形模板

墩顶花瓶形由三节 5.0 m，5.0 m，4.0 m 组成，边墩和引桥0 号墩最后一节为5.2 m，4.6 m。

在最后三节模板，因宽度较长，需增设对拉螺杆，对拉螺杆采用φ32的圆钢。除引桥N8号墩外，其他墩上部结构形式相同，引桥N8号墩较其他墩宽，故此以引桥N8号墩作为特例说明。N8号墩除与其他墩均在最后三层模板上增设对拉螺杆外，因最后一层模板悬臂较大，还在浇筑最后一层时，在倒数第二层与最后一层模板处增设三根斜撑。模板安装到位，表面处理。根据测量放出的墩身位置线，选用塔吊分块吊入安装就位。

首节段模板安装时，模板安装前用铝合金条作靠尺，在墩身轮廓线内设置水泥砂浆带，水泥砂浆标号为M10，水泥砂浆带外边线与墩身边线一致，砂浆带宽5 cm，高约2 cm～3 cm。待首节墩身浇筑完成后，将水泥砂浆带凿除，再拆除模板。

其余节段模板安装时，清理未拆除的模板上口，塔吊分块吊起4.5 m模板安装到未拆除的模板上。先将模板就位，与未拆模板间用连接螺栓先套上，再将面板靠在钢筋保护层垫块上，在钢筋骨架上设临时拉杆防止模板倾倒。

模板安装到位后，通过垂线，调位模板垂直度，垂直度调整完成后，检查模板几何尺寸，最后用测量仪器检查其顶口坐标，满足要求后固定并加固。如水平坐标不满足要求，再用千斤顶对模板进行微调，确保平面坐标、垂直度及几何尺寸均满足要求。

为了利于钢筋的定位，本工程要求使用高强砂浆定制保护层定位块。保护层定位块的尺寸及其形状应能保证混凝土保护层厚度的准确性。

2.4.4 内模板

辅助墩及边墩底部5 m及顶部1.5 m为实心段，中间部分为空心段。引桥墩墩底2 m及顶部2.5 m为实心段，中间部位为空心段。

空心墩内模利用3 cm厚的组合钢模后场加工好后，转运至前场分块吊装，倒角部分采用竹胶板模板，标准段模板高度为4.8 m，背楞采用双脚手管，间距为45 cm，背带2［10a，间距为80 cm。

在已浇筑完成的墩身内壁上，设置预留槽口，在槽口内，安设平台底部型钢支架，在支架上铺设脚手板，待浇段浇筑完成后，吊出内模模板，再抽出型钢平台，用于下次施工。

1)倒角模板安装。首先在上一节段混凝土施工时埋设支撑预埋件于节段顶面下15 cm处，待内模拆除后，预埋上焊接型钢，要求所有型钢顶面位置应在同一水平上且牢固。然后分块安装倒角模板搁置在支撑型钢上，再在模板端头设置阻挡钢筋，防止模板倾倒。

2)内撑杆设置。为了保证墩身壁混凝土厚度，按照2 m×2 m间距布置墩身内撑杆，内撑杆长度等于墩身壁厚。

3)组合模板安装、加固。同倒角模板安装方法，分块安装墩身内壁组合钢模板。内模板采用脚手管、顶托作撑杆，按照50 cm×80 cm间距布置，抵抗混凝土产生的侧压力。

2.5 实心段

空心墩顶实心段为长方形结构，主桥辅助墩及边墩结构尺寸为4.2 m ×1.4 m，引桥结构尺寸为4.2 m ×0.9 m。

空心墩顶实心段一次性浇筑，辅助墩及边墩为173.35 m3，引桥N1号～N7号墩为128.85 m3、引桥 N8号墩为179.85 m3。主桥辅助墩及边墩在顺桥方向，在墩身实心段底口下32 cm处4根Ⅰ20a(长1.8 m)作为承重梁，间距1.2 m。利用4根［10作为分配梁，沿顺桥方向布置，其间距为40 cm。最后再在分配梁上铺设胶合板，作为墩顶实心段的底模。