复杂环境下铁路圆端形薄壁空心桥墩施工技术

2013-01-18董晓瑜

山西建筑 2013年27期

董晓瑜

(山西一建集团有限公司，山西侯马 043000)

1 工程概况

新建张礼至台头线地方铁路第四A标段位于襄汾县吕梁山东侧中山区，铁路走向多变，地势险要。大部分位于山区，跨越沟壑、山谷地段较多，该段龙澍峪大桥2号、3号、4号桥墩均为圆端形变截面薄壁空心墩，墩身外坡为46∶1、内坡为65∶1，墩身高度分别为:31 m，39 m，31 m;三道河大桥的6号、7号、8号桥墩均为圆端形变截面薄壁空心墩，墩身外坡为45∶1、内坡为75∶1，墩身高度分别为:46 m，49 m，43 m。

2 施工工艺流程

模板设计与制作→垂直运输机械布设→测量放线→墩身钢筋安装→墩身模板安装→墩身混凝土浇筑(留置混凝土试块)→模板翻升、混凝土养护→封顶施工(空心薄壁墩身施工完毕后)→结束。

3 主要施工方法

3.1 模板设计与制作

圆端形空心墩外模系统包括平面模板和圆端形模板，圆端形模板采用由墩底至墩顶配备整套成型模板，一套模板到顶;墩身模板加工高度不为2 m的倍数时，加工相应高度的非标圆弧端模板及平模。

空心墩内外模板均采用钢结构，标准节段高2 m，面板采用6 mm厚钢板，模板对称布置。横向背肋采用双［10槽钢，间距0.6 m，法兰采用L100×100×5 mm角钢，拉杆采用Φ20圆钢;围带采用2根［12b槽钢背靠背焊接而成，围带内穿拉杆。

3.2 垂直运输机械布设

垂直运输机械选用塔吊，按一台塔吊负责3个桥墩的原则布设。桥墩位于山谷风口处，考虑墩高风大，塔架设附着固定于墩身上，即在墩身做钢牛腿，与墩身预埋铁件焊接牢固。钢牛腿端部设封板，在封板中心焊附着耳板，附墙件与耳板间用销子连接牢固。墩身预埋件及钢牛腿按图1，图2控制。

3.3 测量放线

在墩身首节浇筑段钢筋绑扎完成后，于立模部分抹上一层砂浆并用水准仪找平，并于其上测量放样墩身几何尺寸关键点，并报验检验合格后使用墨线弹出立模边线，最后安装首节浇筑段模板。

3.4 墩身钢筋安装

1)墩身钢筋上下搭接采用单面焊，搭接长度不小于10d，焊缝宽度不小于0.8d。同一截面内主筋接头面积不应大于总截面面积的50%，相邻接头应交错公开，上下错开的距离应满足不小于0.5 m且不小于35d。在接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头。

图1 塔吊位置示意图

2)薄壁空心墩每节浇筑4 m，为保证钢筋在大风时不致过分摇摆及避免钢筋安装时工作量过大，每节受力主筋的长度控制在4.5 m以内。

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3.5 墩身模板安装

1)模板进场后，首先进行模板预拼装，检查模板各部分尺寸、模板接缝及平整度。首次使用模板要把与混凝土相接触的表面打磨光滑平整，并涂刷脱模剂，涂刷时要轻、薄、均匀，全桥采用同一种脱模剂，以保证混凝土表面颜色一致。

2)模板安装采用塔吊吊装，人工辅助。先拼装外模板，然后吊装内模板，最后上拉杆。每节模板安装时，可在两节模板间的缝隙间塞填0.5 mm～1 mm厚薄钢板纠偏。

3)空心墩壁厚用拉杆控制，拉杆处的内外模板之间套PVC管，以便拉杆抽拔再次利用。

4)模板分节支设，每节支设4 m后浇筑混凝土一次，拆除时拆2 m，留2 m不拆用于支托上节模板。最上一节墩身浇筑后，剩余模板整体拆除完。模板安装应稳固，接缝严密，不得漏浆。

5)模板外侧作业平台加工。墩身外部作业平台依靠每节外模板上端的三角桁架加宽解决。加宽桁架选择楔形模桁架，加宽后上铺竹排作为行走通道，外挂安全网作为防护，防护网底部兜至最底端模板上形成封闭，如图3所示控制。

6)模板内侧作业平台。a.施工时在墩身内部搭设脚手架作为作业平台，内脚手架立于实心段混凝土之上。脚手架作为作业平台的同时考虑作为墩顶实心段支架，搭设时采用钢管扣件式满堂脚手架。b.施工空心墩第一节模板时，墩身预留1 m×1 m的孔洞，方便施工人员出入，最后内部脚手架通过该孔洞运出。c.为便于内模的拆除以及钢筋的连接与绑扎，内脚手架局部位置临时搭设长竹排或木板，在作业完成后拆除。在每次墩身将要施工的顶部位置，在脚手架上搭设作业平台，作为混凝土施工的作业平台，混凝土浇筑作业工人于平台上进行作业。d.考虑到内模拆除以及输送泵管工作时对架子的震动，在内模未拆除的部位，横向钢管端部应离内模500 mm，内模拆除后，再用较长钢管和墩身内壁锁定，确保脚手架的稳定。立一节内模搭设一节脚手架，直到设计规定高度。

图2 牛腿位置平面示意图

图3 加宽作业平台示意图

7)模板安装完后对模板进行检查，首先检查模板的接缝及错台，模板的接缝控制在1 mm以内，模板的错台控制在2 mm以内;施工中严格控制轴线偏差在10 mm以内。如果有不合格的情况，用手拉葫芦和千斤顶进行调整。

8)混凝土浇筑完成后，待工作层混凝土强度达到3 MPa，支撑层混凝土强度达到10 MPa，用吊机拆除支撑层模板并吊至地面打磨除锈涂脱膜剂，待钢筋加工完成经检验合格后用以工作层模板为新的支撑受力点安装模板。如此循环直至墩身施工完成。

3.6 墩身混凝土浇筑

混凝土浇筑按三大阶段施工，即墩底实体段、墩身空心段、墩顶实体段。墩底实体段、墩顶实体段均一次性浇筑成型。

2)浇筑前，对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查，将模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净;模板缝隙填塞严密，模板内面涂刷脱模剂;检查混凝土的均匀性和坍落度;浇筑混凝土使用的操作平台，便于人员与料具上下，并保证安全。

3)混凝土分层浇筑厚度不超过300 mm;控制混凝土浇筑的速度在1 m/h。混凝土浇筑连续进行，如因故必须间断时，其间断时间小于前层混凝土的初凝时间，允许间断时间经试验确定，若超过允许间断时间，按工作缝处理。

4)在混凝土浇筑过程中，随时观察所设置的预埋螺栓、预留孔、预埋支座的位置是否移动，若发现移位及时校正。浇筑全过程有专人进行观察、测量(坍落度、混凝土入模温度)记录。浇筑时必须有专人监护模板、拉筋的变化。

5)采用振动器振动捣实。振捣棒在振捣过程中与侧模应保持在50 mm～100 mm的距离;插入下层混凝土深度控制在50 mm～100 mm;振捣时间以混凝土表面呈水平不再显著下沉、无大量气泡、表面浮出灰浆为准。振捣完毕后应边振动边徐徐提出振动棒;要避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。

3.7 模板翻升、混凝土养护

1)模板翻升。

模板支立和拆除均采用塔吊进行，模板拆除前先用吊机挂钩吊住模板并使吊机保持受力状态，在作业平台下部挂吊篮，人员下至吊篮进行竖向螺栓拆除，然后上至平台拆除横向螺栓，模板拆除时先松开拉筋，但不能取出，以防止模板与混凝土突然脱落而引起模板掉落;拆除时先外模后内模，最后再行拆除拉筋，拆除过程中安排专人观察模板动向，如出现模板位移则停止施工，重新调整吊钩位置后再行拆除。

模板拆除完毕后，重新对模板进行打磨及涂刷脱模剂处理，处理完毕吊至上层模板后再行连接支立。

2)混凝土养护。

混凝土完毕后，及时按温控技术措施的要求进行保温养护，用塑料薄膜、棉毡作为保温材料覆盖混凝土和模板。混凝土浇筑完毕，混凝土强度达到2.5 MPa后，即可从下至上拆除墩身模板，顶端一节模板暂不拆除以便于下一循环模板连接。