红柳河特大桥空心墩施工技术

2014-05-04朱旭波

铁道建筑 2014年4期

朱旭波

(乌鲁木齐铁路局哈密铁路建设指挥部，新疆哈密 839000)

1 概述

兰新线改建段红柳河至烟墩段红柳河特大桥，为跨越红柳河而设，中心里程为DK1156+785。设计为双线74跨32 m梁，桥全长2 436 m，位于R=2 000 m的曲线上。本桥上部结构采用32 m后张法预应力混凝土梁，下部结构为兰台采用双线T型桥台，乌台采用双线挖方内桥台，1#—16#墩及71#—73#墩采用双线圆端形实体桥墩，17#—70#墩采用圆端形空心桥墩。其中空心墩施工过程中，墩内、外模板坡比均为65∶1，采用定型钢模，分段组立、分段施工。每次组立4 m，浇筑4 m，浇筑速度不超过2 m/h。随着混凝土的连续灌筑，下层混凝土达到拆模强度后，用汽车吊配合，自下而上将模板拆除，移至下一模板墩高相符墩位进行组立。拆除时将最上端定型钢模留下，以备继续拼接上部模板，如此循环往复，完成桥墩的灌筑施工。

2 空心墩墩身施工

2.1 钢筋加工

钢材经质量检验其技术性能符合现行规范的规定，方准使用，试验不合格的钢材不得使用。

钢筋加工流程为:钢材质量检验→钢筋下料→弯曲成型→制作定位网片→钢筋绑扎、焊接。

钢筋下料使用钢筋调直机、切断机或砂轮切割机下料。控制下料尺寸，保证其容许偏差在规范要求之内。钢筋弯曲成型先按1∶1的比例放大样，长钢筋从钢筋中部开始逐步向两端弯。弯起处不得有裂纹、鳞落和断裂现象。钢筋成型后应逐一检查，然后分类捆扎、挂牌标识存放。

制作定位网片时不得使用弯曲和带接头的钢筋。在模具上焊制钢筋网片时，钢筋应互相平直并焊牢。加工好后按编号放置有序。

钢筋在模板内现场绑扎，使用22#扎丝绑扎骨架，对重点部位及易变形部位可施以点焊以保证骨架的几何形状。钢筋采用电弧焊，接头焊缝平整不得有较大的缺陷、焊瘤和裂纹。

2.2 定型钢模制作

空心墩墩高均在30 m以上，墩身模板根据墩身高度在其最底部设置调整节。调整节分为0.5，1.0和1.5 m，除此之外墩身内、外模均按照2 m一节定制，按坡比自下而上依次组立。模板制作精度如下:尺寸误差＜2 mm，倾斜角偏差＜1.5 mm，孔位误差＜1 mm。为确保工程质量，模板由北京天元模板有限公司在工厂内设计加工制作，运送至现场组装。模板用槽钢骨架与6 mm钢板组焊成整体，螺栓连接，内外模之间以精轧螺纹钢配以精轧螺帽拉结，以确保空心墩内外模联结刚度及浇筑需求。

2.3 模板组立

模板组成、校正、拆装以及墩形控制是空心墩施工的重点。

本工程空心墩模板组立不设外脚手架，采用在墩身内腔搭设内脚手架及在墩身外模上设立外挂架的方式施工。施工过程中每4 m或6 m为一段，组装拼接墩身内、外模，组立一段浇筑一段，每次组装的模板底部都立在已浇筑混凝土的模板上。模板组件经检查，符合截面尺寸无误后，按照模板设计拼接图进行组立，内外模间设带螺纹的精轧螺纹钢对拉螺栓，两端以精轧螺帽紧固，以保证模板整体强度和刚度，满足浇筑需求。墩身内腔搭设脚手架作为装拆内模、人员爬升及浇筑混凝土工作平台之用。在搭设脚手架的同时，同步搭设之字形施工检查梯，检查梯宽1 m，防护栏杆高1.5 m，满挂安全密目网，踏步间距0.3 m。内脚手架以标准钢管及连接件搭设而成，为保证施工进度及模板施工的连贯性，设计的墩内操作平台在墩身施工过程中暂不考虑，待墩身完成后再予施工。安装和拆卸模板，提升吊篮以及钢筋等物品的垂直运输均由25 t汽车吊完成。空心墩外模自底部以上1 m起，每个直段和圆端部均用螺纹钢焊接外挂架。外挂架外形为等腰直角三角形，直角端及一个45°角端直接与外模焊接，焊接强度和刚度满足人员操作及必要的工具材料堆放需求。另一端边缘焊接防护钢筋网，并以密目网布设，防止人员跌落及物品坠落。外挂架宽度0.6 m，防护栏高度1.2 m。

当定型模板组拼成型后，所有螺栓不必拧紧，留出少量松动余地。模板前后方向偏斜的调整通过手拉葫芦拉至正确位置，左右偏斜的调整则在模板底边靠倾斜方向的一端塞加垫片实现。模板之间的缝隙塞有橡胶条，防止漏浆。由于模板制作及起始第一节模板调整的精度都很高，以后每次调整幅度很小。调整完毕后，拧紧全部螺栓，墩身模板控制标准见表1。

表1 墩身模板控制标准

在安装钢筋的同时，若下部墩身混凝土强度满足拆模条件时，可以开始自下而上拆除下部4 m的外模。拆模时用手拉葫芦将下面一节模板与上面一节模板上下挂紧，同时另设两条钢丝绳栓在上下节模板之间。拆除左右和上面的连接螺栓，然后通过两个设在模板上的简易脱模器使下节模板脱落。脱模后放松葫芦，使拆下的模板由钢丝绳挂在上节的模板上。然后逐个将四周各模板拆卸并悬挂于上节模板上。这样将拆模工作和钢筋安装工作同时进行，节约至少半天时间，同时最大限度地减少了对吊车工作时间的占用。

2.4 混凝土浇筑

实心墩和空心墩混凝土采用37 m或48 m混凝土汽车泵泵送入模，浇筑应分层、分段对称进行，分层厚度20～30 cm。拌合物入模时，要均匀分布，采用插入式振捣器捣固，振捣时应避免触及钢筋及模板，振捣器插入下一层混凝土中的深度不超过5 cm。浇筑后混凝土表面距模板上缘有不小于10～15 cm的距离。墩身非承重模板脱模时其强度应不低于2.5 MPa，防止在其自重作用下坍塌变形。脱模后开始覆盖薄膜洒水养生，冬期拆模应选择在中午12时至16时，拆除模板后立即采用暖棚法或电热毯法进行养护。

2.5 墩顶封闭

当模板支立至墩顶封闭段底模设计起点标高时，在内外侧模上安装封闭段模板。其内模支架采用焊接钢桁架，模板采用5 cm厚的木板，拼缝要严密。

2.6 施工缝处理

施工缝处的水泥砂浆薄膜、松动石子或松弱混凝土层应凿出，并用水冲干净，湿润，但不得存有积水。新混凝土浇筑前，宜在横向施工缝处先铺一层15 mm并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆，或铺一层厚度约30 cm的混凝土，其粗骨料应比新浇筑混凝土减少10%，然后再接续浇筑新层混凝土。

2.7 混凝土养护

在混凝土浇筑完成并且初凝后，予以洒水养护并采用塑料膜覆盖，保证混凝土表面经常处于湿润状态，养生期最少保持7 d或监理工程师批示的天数。养护用水及材料不能使混凝土产生不良外观。混凝土灌注完成2～3 d后，立即采用循环水管对墩台身内部冷却降温。混凝土表面覆盖棚布，采取喷雾洒水对混凝土进行保湿养护7 d以上。待喷雾洒水养护7 d以上且水泥水化热峰值过后，撤除棚布，使用塑料薄模将混凝土暴露面紧密覆盖14 d。

2.8 施工洞留设

本空心墩施工工艺考虑内脚手架施工，因此需在底部2.5 m实心段上部留设施工洞，施工洞宽0.6 m，高1.2 m。在浇筑该部位空心墩时设挡板，钢筋留够搭接长度并暂时弯起，待空心墩内部操作平台及踏步拆除完毕后予以浇筑封闭。

2.9 安全措施及质量检查

空心墩施工为高空作业，要对施工人员进行安全教育，严格执行高空作业安全制度和规定。要经常检查以保障模板结构、工作平台和检查梯的牢固性。

为保证质量，每天要用测量仪器检查中线水平1～2次，发现偏移和扭转应及时纠正。

3 施工流程

空心墩施工流程见图1。

图1 空心墩施工流程

4 人员组织及机械配置

1)主要劳动力配置见表2。

表2 劳动力配置

2)主要机具配置见表3。

5 监控及纠偏方法

根据基顶中心放出立模边线，立模边线外用砂浆找平，找平层用水平尺分段抄平，待砂浆硬化后由线路中心向两侧立模。第1节段模板安装后，用水准仪和全站仪检查模板顶面标高和墩身中心及平面尺寸，符合标准后进入下道工序。每节段立模前和混凝土灌筑后，在无太阳强光照射、无大风、无振动干扰的条件下测定墩身立模中心和纵、横向中心线，偏差不大于3 mm。在一般情况下大多数用全站仪放出墩身的控制点，在施工环境风力较大时，也可以考虑使用激光垂直仪测量垂直偏差。同时还需要定时对墩身中心及扭转进行坐标测量，以确保墩身位置方向的正确。