公路桥梁矩形变截面薄壁空心高墩翻模施工技术

仵军胜

(四川交投建设工程股份有限公司，四川成都 610041)

薄壁空心高墩对深沟峡谷复杂地形适应性好、节省材料、截面形式合理、结构轻盈、利于抗震，在山区高速公路的中大跨径桥梁结构中得到广泛应用。但是，高墩施工对墩身几何形状、垂直度控制和外观质量要求高，材料运输效率低，风荷载影响大，安全作业风险大，施工技术要求高，因而施工方案的选择尤为重要，合理的施工方案对于保证质量和安全、节约工期和成本等均具有重要意义。

公路桥梁薄壁空心高墩施工方法包括翻模法、滑模法和爬模法等，其中，翻模法施工效率高、工序简单、成本低，尤其在沟谷等复杂地形桥梁施工中应用具有明显优势，目前已成为空心高墩施工中的主要施工方法[1-3]。薄壁空心高墩翻模施工技术研究有利于进一步完善高墩施工工艺、改善工程质量和降低工程造价。本文结合巴中机场路快速通道三叉沟大桥施工，介绍矩形变截面薄壁空心高墩翻模施工的总体方案、技术要点和质量保证措施。

1 工程概况

巴中机场路快速通道三叉沟大桥位于巴中市恩阳城区外环线，桥梁全长373 m，上部结构采用9×40 m预制后张法预应力混凝土简支T梁(每跨12片)，正交布置，桥面连续，桥面宽度30 m，双向6车道，横断面布置为3 m人行道+11.5 m车行道+1 m中央隔离墩+11.5 m车行道+3 m人行道；下部结构桥台采用重力式桥台、扩大基础，桥墩形式包括两种，其中1号、2号、8号桥墩为圆柱桥墩，直径1.8 m，共12根，最大墩高34.64 m，端承钻孔灌注桩基础。3～7号桥墩采用三柱式矩形截面薄壁空心高墩，共15根，最大墩高70.49 m，挖孔灌注嵌岩桩基础，薄壁空心高墩横截面顺桥向按设计坡比变宽度，墩号、墩高、数量、坡比、截面轮廓尺寸等参数见表1所示。其中，7号桥墩由于左右横坡差异，三根墩柱高度不同。所有薄壁空心高墩横截面沿纵桥向按设计坡比变宽度，墩身最小壁厚0.5 m，底部、顶部实心段高度均为1.0 m。墩身、盖梁和系梁混凝土强度等级采用C40。

2 总体施工方案

三叉沟大桥跨越既有河道，两端桥台位置及施工通道地势陡峭，材料运输困难，3～7号桥墩墩高均超过30 m(40.65～70.49 m)，C40混凝土总用量约4 850.4 m3，钢筋总用量约970.8 t，综合考虑工程特点、墩高、质量、工期及成本等因素，矩形变截面薄壁空心高墩墩身施工选用翻模法方案，通过塔吊提升模板和钢筋、混凝土、劲性钢骨等材料。桥墩底部和顶部实心段分别单独施工。

表1 三叉沟大桥空心高墩设计参数

结合工期要求、墩高和模板配置情况，空心高墩施工顺序为：先开工4号、6号墩，随后开始3号、7号墩，4号、6号墩施工完成后将模板周转至5号墩进行施工。

3 翻模施工技术要点

3.1 翻模系统制作与安装

翻模系统包括外模系统、内模系统、拉杆、作业平台和提升系统等，内、外模板均采用大块定型钢模，模板的节数和高度等根据墩柱特点、塔吊能力、和施工条件确定。

外模由两节钢模板组成，每节高2.25 m，面板采用厚5 mm钢板，横、竖边肋采用12 mm×80 mm扁钢，纵肋采用8号槽钢，横楞采用16号双槽钢，模板间用M18螺栓连接，纵向沿墩高80∶1放坡加宽主要通过外模螺杆进行调节。模板外悬臂支架作为外部工作平台，悬臂支架与外模一起翻升。

内模采用桁架固定于墩身预埋件，桁架顶面铺设跳板作为墩身内部工作平台。内模通过桁架整体吊装翻升。

3.2 施工流程

以下对三叉沟大桥矩形变截面薄壁空心高墩翻模施工的主要工艺流程进行说明。为便于描述，将墩身分为实心段(1 m)和标准段(2.25 m)。

(1)承台凿毛、清理，墩柱轮廓线放样，绑扎钢筋、焊接劲性骨架，安装模板、浇筑底部实心段混凝土。

(2)施工第1标准段。保留实心段模板，将预埋劲性钢骨接长，绑扎第1标准段钢筋，安装第1节内外模板并用拉杆加固，浇筑第1标准段混凝土并养护至一定强度。

(3)施工第2标准段。拆除实体段模板，保留第1节模板，将预埋劲性钢骨接长，绑扎第2标准段钢筋，安装第2节内外模板并加固，浇筑第2标准段混凝土并养护至一定强度。

(4)施工第3标准段。拆除第1节模板，用塔吊等分别将内外模板逐块提升至指定高度后安装于第2节模板顶上，模板加固后浇筑第3标准段混凝土并养护至一定强度。

(5)施工其他标准段。依次循环第(4)步至最后一个标准段。

(6)施工墩身顶部实体段。

三叉沟大桥三柱式矩形变截面薄壁空心高墩的三根墩柱同步施工，现场照片如图1所示。

图1 矩形薄壁空心高墩翻模施工

4 质量保证措施

为确保墩身施工质量，对关键施工环节进行严格控制。

4.1 线形控制

墩身线形控制主要通过施工测量完成，主要包括轴线、高程和垂直度等。

4.1.1 轴线和高程

施工前，用全站仪将桥墩角点、轴线位置和轮廓线精准放线于承台顶面，改变控制点进行复核放线，两次放线点位偏差不超过2 mm。

实心段施工完成后，采用同样的方法在实体段顶面放线出标准段桥墩轴线位置和内角点，并按外模内壁和放样轴线定位内模位置。

钢筋、劲性钢骨和预埋件等施工完成后安装内外模板，并用全站仪对模板几何尺寸、轴线位置和顶标高进行复核测量，确保安装误差在规范允许范围内，避免模板发生偏移或扭转。

墩身高程测量采用全站仪三角高程法，按盘左盘右两个测回取均值，并与控制点进行联测。

4.1.2 垂直度

墩身竖向轴线垂直度测量采用自动安平激光垂准仪，并将对中点设置于各承台顶面，各墩顶设激光接收靶，能显示光斑并捕捉斑心。

4.2 混凝土浇筑与养生

浇筑混凝土前仔细检查模板加固情况、钢筋及预埋件位置。墩身混凝土施工采用分层连续浇筑方案，分层厚度不大于30 cm，采用插入式振捣器振捣混凝土，振捣过程中避免触碰模板和钢筋。

混凝土浇筑完12 h内进行洒水养生，保持混凝土表面湿润，模板拆除后对侧面进行喷淋养生，养护时间不少于7 d，确保混凝土的外观质量符合要求。

5 结束语

薄壁空心高墩施工是影响整个桥梁工程品质的关键环节，翻模施工技术效率高、工序简单，有利于工期和成本控制，优化资源配置。三叉沟大桥薄壁空心高墩施工结果证实了本文所用施工方案、模板系统、工艺流程和质量控制措施的合理性，可为类似桥梁薄壁空心高墩的施工决策和质量控制等提供参考。