特大箱梁桥墩身施工实例探讨

2015-12-23刘二柱

山东农业工程学院学报 2015年4期

刘二柱

（中铁十八局集团国际工程有限公司，天津300222）

1. 工程概况

麦麦高铁项目是沙特政府投资修建的沙特国内的第一条设计最高时速360 公里的铁路客运专线，连接圣城麦加和麦地那，全长450.28 公里,是由中铁十八局集团公司和ACC、MASCO 三家联合体中标土建的一期工程。我单位管段内共有结构物152 座，包括铁路桥11 座（5082 延米）、公路桥18 座（3205 延米）等，其中2 公里特大桥全长1575 米为全线重点控制工程，共39 个墩柱，2个桥台，分14 段现浇梁施工。梁体横断面高4 米，宽度从72.4 米渐变至20.3 米，最大6 室箱梁，最小2 室箱梁，其中第14 段梁高从4 米渐变至2.5 米。

本区属地中海气候，夏季炎热干燥，最高气温高达60℃；冬季最低气温10℃，是雨量集中的时节，每次降水1-2 小时，地面积水深度短时间内可达40-60cm。

桥梁桩基施工采用旋挖钻机钻进成孔，承台基坑采用放坡的方式进行开挖。连续梁桥采用满堂支架施工，跨越公路位置采用脚手架做基础、顶部架设IPN540 工字钢；部分公路净空较小，采用贝雷架施工。以下将重点针对本桥梁中的墩身施工而展开探讨。

2. 施工准备

本桥梁墩身所采取的施工工艺流程见图1 所示。

图1 墩身施工工艺流程图

（1）测量放线。对于桥梁墩身施工来说，墩身测量放线是整个施工工艺的关键准备技术之一，其直接影响到墩身定位的准确性。测量放线施工时，首先布置好各墩墩身的基本测量控制网。结合准确的测量网点来进行墩身中心位置的放样定位，采取用墨斗线弹出墩身轮廓线，标出墩身四角定位，同时做好标示以方便进行下一步的墩身测量工作。另外，为了保证墩身施工全过程的轮廓线精度，应当不定时地对墩身采取测量。

（2）施工结合面处理。正式进行墩身施工前还应当对墩身节段间以及承台和身交接处的混凝土面采取凿毛处理，同时还应当清理干净残渣。

（3）其余准备工作。另外还需要对墩身施工所采用的模板以及钢筋等进行质量检查，保证其材料质量满足设计要求。

3. 墩身施工技术

3.1 脚手架搭设

浇筑施工完承台，同时其混凝土强度达到设计要求后，则可以拆除承台模板，然后进行脚手架的搭设。本工程脚手架采取规格φ48×3.2mm 碗口式脚手管搭设，根据施工现场情况，对脚手管之间采用十字扣件、对接扣件、活动扣件连接。本工程墩身脚手架平面布置图见图2 所示。

图2 90X90cm 碗口式脚手架平面布置图

3.2 钢筋施工

对于墩身钢筋绑扎应当严格按照设计图纸进行，禁止擅自调整钢筋位置。施工时应当预先在承台上预留好墩身主钢筋，特别是针对墩身较低的主筋，可以采取一次性把钢筋预埋至墩顶。对于较高墩身的主筋，考虑到钢筋位置不稳定，则可以结合劲性骨架来对主筋采取定位。本工程的钢筋采取钢筋加工厂预先加工，然后施工现场采取绑扎成型。绑扎钢筋时，为了确保墩身钢筋保护层厚度，则在钢筋外则绑扎相同混凝土强度的垫块。对钢筋接头则采取错开布置，绑扎钢筋完成后，必须由监理工程师检查无误后方可进行下一工序施工。结合工程实践经验以及相关规范要求，笔者汇总了钢筋加工允许偏差以及钢筋保护层厚度允许偏差，分别见表1 和表2 所示。

表1 钢筋加工允许偏差和检验方法（英国规范BS8666）

表2 钢筋安装及钢筋保护层厚度允许偏差和检验方法

注:由于美国规范ACI117M-10 中关于钢筋位置的误差允许值高于国内标准，例如保护层厚度按照ACI117中R2.2.2 规定：“组件深度或者厚度超过300mm 的，保护层偏差值为-13mm”。按照国内标准进行现场绑扎，有利于通过监理报检。

3.3 模板安装

墩身钢筋绑扎完成后则可以进行安装模板，本工程所采用的模板均由工厂加工而且试拼装完成后则在施工现场进行安装。对于现场安装过程中发现问题的，则应当对模板采取调整，而且运输到施工现场的模板必须由监理工程师检查质量合格后方可以施工。安装模板前，应当磨平模板表面，而且对其清扫干净，再涂刷脱模剂，待形成胶状凝固后（约2 小时）进行安装。本工程在进行墩身模板安装时由25t 汽车吊分节吊装。按照安装完每节模板后，则应当对模板的垂直度等进行测量，保证定位以及垂直度准确无误后则可以进行加固封模，封模后应当检查模板内是否存在杂物以及模板之间缝隙的密实性。模板出厂时编号顺序依次拼装。根据对模板验算结合监理意见，对于高度小于8m 的低墩大块钢模板拼装后可以采取一次性整体浇筑；而对于墩身高度大于8m的高墩模板施工则应当采用翻模分段浇筑。在整个墩身混凝土浇筑施工中应当对模板变形等进行观测，保证建筑物的尺寸、形状以及位置的准确性。结合工程实践经验，笔者总结出模板安装过程中相关工艺的允许偏差，如表3 所示。

表3 墩身模板安装允许偏差表（参照国内规范）

3.4 浇筑墩身混凝土

浇筑前应当检查清楚钢筋、模板以及预埋件等，确保这些准确无误后则可以进行浇筑墩身混凝土。本工程浇筑所采用的混凝土统一由商品混凝土供应商提供，然后由搅拌车运输到施工现场，再采取泵送入模处理。本工程对墩身混凝土施工采取水平分层浇筑，要求分层厚度应当小于30cm。振动密实上采取插入式振动器振捣处理，振捣施工时应当避免碰撞模板以及预埋件，施工时振动器移动间距不超过其作用半径的1.5 倍，与模板保持5～10cm 的间距，插入下层5cm 左右。

浇筑混凝土施工中还应当对模板采取检查，核查其是否存在变形、移位情况，同时还应当检查预埋件位置等，出现变形情况则应当对其采取加固处理后方可以继续进行混凝土浇筑。浇筑完成混凝土后，及时抽拔或转动预留孔的模芯，墩台周围、顶部分别采用塑料薄模及土工布覆盖，并洒水养护。为了能有效地避免混凝土出现离析现象，笔者总结出一系列措施来避免该问题出现。自由倾落高度不超过2.0m。当高度在8.0m 以内时，使用多节串筒；高度在8.0m 以上时，则串筒内附加减速翼板，串筒出口距混凝土表面1.5m 左右，防止混凝土离析。在串筒出料口下面，混凝土的堆积高度不超过1.0m。

表4 混凝土墩台允许偏差和检验方法（ACI117）

3.5 墩帽施工

墩身混凝土浇筑后，待强度达到要求后，进行墩帽施工。在墩身和墩帽的交界面要进行凿毛处理，然后进行墩帽部分的脚手管搭设、钢筋绑扎、模板安装、预埋件埋设，混凝土浇筑。墩台施工完毕后，对全桥进行中线、水平及跨度贯通测量，并用墨线划出各墩台的中心线、支座十字线、梁端线以及锚栓孔的位置。

3.6 墩身施工技术措施

在墩身施工时，通过浇筑试验墩验证模板的工艺是否符合要求、混凝土的配合比及施工工艺是否满足要求、脱模剂的性能是否能够保证外观质量满足要求。全桥墩身每次浇筑使用同一商品混凝土供应商，记录并检查混凝土出仓时间、到场时间以及塌落度。本合同段墩身部分属于大体积混凝土施工范围，为避免由于混凝土水化热而导致混凝土开裂的问题，将采取以下几个方面的措施：优化混凝土配合比；分层浇筑混凝土，加快混凝土散热，降低混凝土内外温差；降低混凝土的入模温度，选择低温时段施工；混凝土浇筑后要注意覆盖，加强保湿养生；大体积墩身混凝土施工时，应采取相应的混凝土内部降温措施，如在结构内部铺设降温水管等，以防因温度应力产生裂缝。