浅谈薄壁空心高墩施工

张井华

摘 要：本文结合集包铁路后河5号特大桥的施工实践，就薄壁空心高墩施工的关键工序和技术控制进行了阐述。

关键词：内模系统；外模系统；外挂系统；拉杆系统

1.工程概况

集包铁路后河5号特大桥为跨越后河而设，为23-32米预应力混凝土T梁，桥梁全长769.99m，全桥均位于半径为3500米的一次复线圆曲线上。基础分明挖、挖井、钻孔桩三种结构形式；墩身设计为42：1实心墩与空心墩两种结构形式，空心墩有45：1/75：1及65：1/65：1两种坡比，最高墩身49米；桥台为双线T形桥台；桥面为32m后张法预应力混凝土T梁。

本桥空心墩13个，坡比有45：1（外）/75：1（内）、65：1（外）/65：1（内）两种形式。其中4～9墩采用坡比65：1（外）/65：1（内），10～16墩采用坡比45：1（外）/75：1（内）。

本桥所有空心墩墩身均采用圆端形截面，底部实心高度2.5m，顶部实心高度1.5m，最小壁厚0.5m。墩颈横向宽度8.8m，纵向宽度4.4m，托盘高度1.5m。顶帽均采用圆端形，横向宽度10.6m，纵向宽度4.8m，厚度0.6m。

2.施工方案

2.1总体施工方案

全桥的空心墩分为两个作业面平行流水施工，即按两套模板同时流水施工，一套模板从6号墩，另外一套模板从16号墩开始。在施工中分节浇筑，空心墩底部2.5m实心部分单独一次浇筑完成，在底部实体段施工结束后，每4米一个循环，按照在13.5米以下7天一个循环，13.5米以上5天一个循环。墩身钢筋、模板、混凝土根据地形、墩高等条件由汽车吊、塔吊负责垂直提升。

空心墩整体采用翻模施工，翻模在两端圆端模板采用一次到顶（2米为一节），平板采用循环施工。在百年一遇水位1207.18m+1m=1208.18以下采用搭设外架法，在该位置处设置一个临时进人洞，在内部搭设支架，供操作和机具设备的上升，在外部每3个墩设置一台塔吊，作为模板和混凝土的提升工具。在外模上悬挂外架平台作为操作平台。空心墩内设环状检查台，采用预留接茬筋后浇筑混凝土。空心墩顶部实体段及顶帽混凝土采用一次浇筑。

2.2主要施工方案

2.2.1翻模结构

翻模基本结构由内模系统、外模系统、外挂系统、拉杆系统、内脚手架、外脚手架、提升系统、安全防护系统及拆模系统组成。

2.2.1.1内、外模板

空心墩墩身模板共制作两套（两种坡比墩身各一套），墩帽模板一套，进人洞模板一套。外模（两端圆端部分、平板）、内模（两端圆端部分）均采用大块定型钢模，面板采用6mm厚钢板，竖肋采用10#槽钢，加劲肋采用12mm槽钢，边框采用12mm扁钢。竖筋每25cm设一道，横筋（加劲肋）每75cm设一道。内外模圆端部分均分为2块，即1/4半圆为一块模板。外模及内模圆端部分配模一次到顶，平板部分采用翻模施工。

外模45：1模板高49m，圆端部分每节模板高2m，共23块，并配备高1m调整节2块及0.5m调整节1块以满足所有墩身的需要；内模75：1模板高45m。外模65：1模板高45m，内模65：1模板高41m，并配合调整节进行调整。内模直线段部分采用60*150cm的大块钢模进行拼装。模板连接均采用栓接。

2.2.1.2外挂系统

外挂系统分为圆端外挂和平台外挂。

1）圆端外挂

支架平台按80cm宽设计，主杆采用L75×75×6角钢，斜撑采用L63×63×6角钢。支架通过连接板与外模竖肋槽钢相连。

2）平板外挂

支架平台按宽73.2cm设计，主杆采用L75×75×6角钢，斜撑采用L63×63×6角钢。支架通过原对拉螺栓与模板相连。

2.2.1.3拉杆系统

空心墩拉杆布置共有三种，一种是通过空心墙身厚度的短拉杆，呈放射性布置，一种是确保直线段径容的通心拉杆，一种是确保圆端受力的通心拉杆。拉杆均采用φ20钢筋制作，通心拉杆只设置在实体段部分。

2.2.1.4防护系统

为确保在空心墩翻模施工过程中的安全，在空心墩外侧和内侧布置安全系统，主要包括：

1）外挂上在翻模底节从外挂架上撑出部分设置平网，保障高空作业人员的安全；

2）在整个外挂架立面上设置立网，全面维护操作工人的安全；沿顶部工作平台边缘设置1.2m高的栏杆，用安全网进行全封闭防护；

3）在外挂架之间满铺5CM厚的木板，并设防滑设施；

4）在内脚手架上设置之字形的上人平台；

5）每层翻模下层设置平网；

6）内、外脚手架都要满铺木板。

3.各项保障措施

3.1空心墩线型控制措施

空心墩线型控制主要通过施工测量来进行。空心墩施工测量控制内容包括：空心墩中心定位测量、空心墩高程测量、空心墩中线垂直度测量、空心墩坡度控制。

3.1.1空心墩中心定位测量

方法：采用极坐标控制测量法。

1）外模定位控制：每个墩身施工前，由测量人员用全站仪在基础顶面测设出墩身的十字中心线，以及两端圆弧的圆心、圆弧与直线的交点，便于立墩身模板时，放样墩身底口的轮廓线。并设置好横、纵向护桩。在墩身进行立模时，用墨斗线在基础顶面弹出墩身底口轮廓线，依据轮廓线进行模板安装；每安装一节模板，就用全站仪对该节模板进行纵、横轴线、几何尺寸的测量复核，复核无误或在桥规允许误差范围内后，再进行下节模板的安装，依次类推，确保每节模板位置的安装正确。测量实行换手复核制，在两人复核都满足要求后，才能进行外模安装。

2）内模定位控制：在空心墩底节实体段混凝土施工完毕后，用全站仪将墩身中心点引测至实体段顶面并保护好，该点和已复核过的外模内壁作为此后内模安装时几何尺寸、平面位置校核的依据。内模安装步骤及检验方法同外模。

3）混凝土浇筑过程中的墩身轴线控制：施工过程中，每浇注1m左右高时，用垂球检查一下模板的平面位置情况，如有超出规范要求的偏移，要立即暂停混凝土浇注，采取措施进行纠偏，直至符合规范要求后，再继续进行混凝土的浇注。

3.1.2空心墩中线垂直度测量

中线垂直度测量采用自动安平激光垂准仪。激光垂准仪安装在空心墩实体段顶面上，并设牢固的保护罩。墩内平台顶上设激光接收靶，能显示光斑并捕捉斑心，激光斑心即是桥墩中心，进行墩身的竖向轴线传递。通过激光铅直仪将桥墩中心准确地引至工作平台上，不仅简化繁琐的测量工作，而且中心控制准确、可靠。模板每提升一节，对模板的位置检查一次，以控制桥墩的纵横向偏移和扭转。

3.1.3空心墩外观线形及坡度控制

试拼检查：空心墩外观线形及坡度主要由加工好的定型钢模来控制。为保证定型钢模线形及坡度的准确，在立模前要进行模板的试拼工作，对试拼好的模板进行几何尺寸测量，以此来检验模板的线形及坡度。试拼前，在一块平整的场地上先将要试拼的底节模板轮廓线画出，并将轮廓线的中心点、两端圆弧的圆心、圆弧与直线的交点在地上标出；依此轮廓线，将模板试拼好，然后依据上述几个模板加工时的控制点并利用垂球，对上下模板的几何尺寸进行测量复核。

立模时检查：将试拼合格后的模板运至施工地，依据事先测设好的立模轮廓线，安装好模板，然后用全站仪在模板顶上测设出该模板顶截面的两端圆弧顶点、圆弧与直线的交点，检查这些点与最上面一节模板本身的两端圆弧顶点、圆弧与直线的交点是否重合、偏差多少，以此控制墩身的线形及坡度。

施工过程控制：主要检查模板的加固情况，控制混凝土的浇注速度，防止跑模。

4. 结语

通过对以上关键环节进行了严格的技术控制，中铁十九局集团承建的集包铁路后河5号特大桥薄壁空心高墩施工合格率100%，完全满足了设计要求。