渝广高速公路矩形空心薄壁墩施工技术

徐 丽 萍， 李 友 谊， 邓 波

(中国水利水电第十工程局有限公司 市场开发部，四川 成都 610072)

1 工程概述

重庆渝北至四川广安高速公路土建一分部标全长为42 078 m，主要建筑物有互通或立交桥2座、特大桥1座(黑水滩河特大桥)、大桥6座(棕树湾大桥、跳石河大桥、周家沟大桥、青龙咀大桥、白杨湾大桥、陡梯1#大桥)、中桥2座(龙井湾中桥、陡梯2#中桥)、框架桥1座、分离式立交3座(车行天桥)、人行天桥3座、涵洞及通道72座。

2 施工布置

2.1 模板方案的选择

根据本工程现场的实际情况，经比较后最终决定采用“提升翻模法”施工空心薄壁高墩。

薄壁空心墩身采用内外两套模板，外模采用整体钢模板，内模采用定型钢模板。由于墩身高，模板倒用次数多，内、外模面板使用6 mm厚钢板制作，模板设有[16槽钢竖肋及[8槽钢后架，竖肋和后架皆由组焊而成，后架为施工提供了较为宽阔的操作平台,同时，多层后架通过螺栓连接后组成空间桁架，保证了翻模模板的空间刚度，能有效地减少模板对拉杆的使用进而提高了墩身混凝土的外观质量。

翻模是由三节段大块组合模板及支架、内外工作平台、塔式起重机、手动葫芦组合而成的成套模具。每一节段翻转模主要由内外模板、模板固定架、围带、拉杆等构成。根据该桥的实际情况，翻转模板由大块组合模板拼成，因墩身较高，在综合考虑了节段施工时间、机具长度及钢筋配料和减少混凝土施工缝数量的目的后共加工了3层模板，每层2.25 m，总共6.75 m。施工时，每次浇筑2节模板的高度，即每次翻2层模板，浇筑4.5 m高的混凝土。

施工第1节段时模板支立于承台顶上，第2节段模板及第三节段模板分别支立于前一节段模板上，测量定位后一次性浇筑混凝土。混凝土达到拆模强度后(须第3节段混凝土抗压强度达到3 MPa，且第1节段混凝土抗压强度达到10 MPa)拆除第1节段模板，同时拆除第2节模板的最下层拉杆，此时荷载由已硬化的墩身混凝土传至墩底。待第1节段模板作调整和打磨后利用塔吊或吊车、手拉葫芦将其翻升至第三层，依次循环向上形成拆模、翻升立模、模板组拼、钢筋焊接绑扎、灌注混凝土、养生和测量定位、标高测量的不间断作业，直至达到设计高度(图1)。

2.2 矩形墩塔机的布置

黑水滩河特大桥设置矩形空心薄壁墩17个，墩高39.3～64.3 m，共841 m，其中位于黑水滩河处6个，聂家河处11个。从承台至盖梁，模板、钢筋、混凝土等工程量较大，采用汽车吊及塔机进行垂直起降工作。在前期施工过程中，当空心墩施工高度较矮或施工现场不满足安装塔吊时，采用汽车吊垂直起吊材料。空心墩全面开始施工后，设置塔机5台，其中2台ZL-63型塔机设置在黑水滩河附近，负责6个高墩的施工；3台ZL-80型塔机设置在黑聂家河附近，负责11个高墩的施工，具体布置见图2、3。

图1 矩形空心薄壁墩模板拼装图

图2 第一处高墩塔机平面布置图

图3 第二处高墩塔机平面布置图

2.3 人行通道的设置

空心墩施工的上下人行通道利用塔机的上人通道及采用承插型施工安全爬梯，安全爬梯的主要构件有立杆、横杆、横撑、梯子、扶手和斜杆等。安全爬梯每隔1.5 m安放一张带踏步Z字形楼梯，每隔4～5 m安置扣墙件，最大搭设高度为100 m。爬梯采用外购，生产厂家附有出厂检验报告。

一是便捷性。 不断完善与发展的网络传播模式使得音乐信息的接收更加及时，人们随时随地只要打开手机、平板电脑等电子设备就可以查看最新发布的音乐信息，收听喜爱的音乐，突破了空间和时间的局限。

3 施工工艺及方法

3.1 矩形空心薄壁墩的施工方法

3.1.1 施工顺序

施工顺序为：施工准备→测量放线→钢筋绑扎→预埋件安装→模板安装调整→高程测量→混凝土浇筑→混凝土养护(3 d)→第二节段钢筋接长、安装(含预埋件)→安装并调校第二节段模板(注意与第一节段墩身模板连接好并控制座标、高程)→浇筑第二节段墩身混凝土(及养护)→拆除第一节段模板-依次循环至盖梁→盖梁底模铺设→钢筋安装→模板安装→混凝土浇筑。

3.1.2 施工方法

根据该桥的实际结构情况，综合考虑了节段施工时间、机具长度及钢筋配料和减少混凝土施工缝的数量，共加工了4层模板，每层2.25 m，总共6.75 m。施工时，每次浇筑3节模板的高度，即每次翻2层模板，浇筑4.5 m高的混凝土。

施工第1节段时模板支立于承台顶上，第2节段模板与第3节段模板分别支立于前一节段模板上，测量定位后一次性浇筑混凝土。混凝土达到拆模强度后(须第3节段混凝土抗压强度达到3 MPa，且第1节段混凝土抗压强度达到10 MPa)拆除第1节段模板，同时拆除第2节模板的最下层拉杆。待第1节段模板作调整和打磨后，利用塔吊、手拉葫芦将其翻升至第4层，依此循环向上形成拆模→翻升立模→模板组拼→钢筋焊接绑扎→灌注混凝土→养生和测量定位→标高测量的不间断作业，直至达到设计高度。

3.1.3 钢筋骨架的制作与安装

墩柱钢筋在钢筋房制成半成品，运输到墩位现场安装。全部d20以上主筋采用直螺纹快速接头连接，其它构造或架立钢筋采用绑扎搭接或焊接，绑搭长度应不小于30d，焊接长度单面焊应不小于10d，双面焊应不小于5d。由于全桥墩柱高度大，钢筋骨架不能一次安装到顶，随着墩柱混凝土浇筑高度的增加，逐渐接高钢筋骨架。骨架制作时应注意预留错头长度，保证钢筋同一截面搭接数量不能超过50%，错开距离应至少为35d。钢筋骨架安装中以劲性骨架定位。

3.1.4 模板的安装

第一块(起步段)模板的安装。每次浇筑以4.5 m为一个单元。首先在承台上准确放出墩柱边线位置，弹上墨线，将墨线内的混凝土凿毛，然后再用4 cm厚的木方垫在放样位置(这样操作便于拆除模板)，内空为墩柱边线；接下来按正模、侧模、侧模、正模的顺序将翻模吊运至安装位置，模板下端与木方内口对齐，然后将模板相互用螺栓连结成整体并安装工作平台，对于内模须在倒角处设方便拆卸的三角木条；利用两台经纬仪采用交会法进行调位，直至侧模、正模同时符合偏位要求。

接着将第二块模板置于下面一块模板顶面，其底面与上一块模板顶面对齐并调正加固，当第二块模板调整完毕即可浇筑混凝土。第二次浇筑混凝土时则将第三块模板置于第二块模板上，将第一块(起步段)模板翻到第三块模板顶面安装，照此循环。模板安装时，要保证上下段接缝密合、顺直。

3.1.5 矩形墩混凝土浇筑

墩柱混凝土直接用泵车(低段)或塔吊配合配料斗直接运输混凝土入模。为确保混凝土在模板顶下落中不离析，在模板顶布置串筒接混凝土模板顶部(留净空1.5 m左右)，边浇筑混凝土串筒边拆短边或移位。为确保混凝土浇筑质量，墩柱混凝土应分层摊料，分层厚度为30～50 cm，每层混凝土用插入式振动器振捣。混凝土浇筑完毕适时洒水养生，并及时清洗拌和系统以及模板外表面。每段混凝土施工完成后，拆模进行翻模循环施工。

3.2 薄壁空心墩盖梁的施工方法

按照施工进度的安排，所有墩柱盖梁全部采用定型钢模板作为侧模，采用钢轴、工字钢为支撑体系，施工时周转使用，计划投入定型钢模2套。

3.2.1 工艺流程

盖梁施工工艺框图见图4。

3.2.2 承重体系及底模施工

在浇筑最后一段墩身混凝土之前，在墩身模板上标出带横坡的顶面线，在墩顶横向三等分点处预留三道外径φ180的盖梁牛腿孔道，预埋PVC管按计算高度和长度布设，墩身前后侧对应的孔道应在同一轴线上且水平。盖梁施工时，在三道贯通预留孔道内穿一根φ120的 钢 轴(外露50 cm)，在钢轴上贴墩身横桥向架设双拼I45b工字钢，在I45b工字钢上搭设盖梁横向施工平台，然后在I4b工字钢纵向两头悬空部分60 cm间距均匀布设I20工字钢，搭设盖梁纵向施工平台，平台支撑体系应保证有足够的强度，防止出现坍落和下挠。平台搭设完成并安装好安全围栏及安全网后，再进行底模(斜模)的安装，盖梁底模安装完成之后由测量组对模板的轴线、起坡点高程、平面轴线进行检查、复测，待其合格之后开始安装盖梁钢筋。

图4 盖梁施工工艺框图

3.2.3 钢筋及侧模的安装

在加工场制作成半成品,将其运至现场进行吊装和绑扎，钢筋骨架全部在盖梁下方制作成骨架后用塔吊成片吊装就位，并按保护层厚度支垫混凝土垫块。预应力盖梁此时埋设波纹管及锚杯并穿钢绞线，每隔1 m安装定位筋并将其固定，波纹管接头牢固密封。安装完毕，经监理工程师检查合格后安装侧模。采用塔吊起吊，侧模安装完成并加固后测量放线进行校模，检查横、纵轴线、高程，放出边挡块位置，确定其钢筋位置，再安装挡块钢筋，预埋垫石钢筋。最后安装边挡块模板(部分挡块模板与盖梁端模共用一块)。盖梁侧模长拉杆的对拉一定要拉紧，拉杆分两至三层水平对拉，不得斜拉并保证侧模的垂直度。

3.2.4 混凝土浇筑

混凝土浇筑采用塔吊吊料斗浇筑，混凝土罐车运输。灌注顺序采用先两边、后中间，底层铺满后分层浇筑，灌注时采用插入式捣固器振捣密实。

盖梁混凝土采用一次浇筑成型，在浇筑混凝土时分层浇筑，每层厚度不得超过50 cm，斜向坡度不大于1∶3，新旧混凝土浇筑间隔时间不大于混凝土初凝时间。混凝土振捣采用插入式振动器振捣，振捣在浇筑点和新浇筑混凝土面上进行，振捣时采用快插慢拔的方法，并使插入后的振动棒在混凝土中停留约30 s后再慢慢拔出。在浇筑过程中，安排1个模板工观测模板情况，发现问题及时处理。

3.2.5 混凝土养生

混凝土浇筑完成后进行养护,3 d后可拆除侧模。待混凝土强度达到设计强度后进行张拉，灌浆后拆除支架和底模。

3.2.6 盖梁预应力张拉

待混凝土强度达到100%时方可进行张拉工作，张拉设备在施工前进行试运行，以检查高压油管连接处是否漏油等。盖梁张拉在锚区设置门型施工支架，自制悬吊千斤顶横梁，张拉施工时用手动葫芦调整千斤顶就位。预应力钢束采用为φs15.2高强低松弛钢绞线,标准抗拉强度为1 860 MPa，采用M15-12锚具。

预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求；设计无规定时，应将实际伸长值与理论伸长值的差值控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后方可继续张拉。

锚固时，轻轻松开油泵截止阀，使油压缓慢降至零，从而完成对钢绞线的锚固。油泵向回程油缸供油，活塞慢慢回程到底；卸下工具锚，千斤顶、限位板，用混凝土封住锚头，向张拉管道内压浆；切除锚外筋时应采用切割机或砂轮锯，外露长度不<3 cm且不小于筋径的1.5倍。

4 结 语

通过现场实施情况看，采用“提升翻模”施工，配套设备少，施工机具投入少，模板刚度要求低，自重小，混凝土外观质量容易控制，施工纠偏容易，可以连续或间断施工，并能充分利用常用设备，工艺较简单易行，是一种值得推广使用的施工技术。