高大墩顶节段“夹心”匹配预制施工技术

陈 龙，杨 光

（中交二航局第二工程有限公司，重庆 401120）

1 工程概况

该工程墩顶节段结构异形，钢筋和预留管道密集，预制及安装施工中设备要求高及施工难度大。将墩顶块优化为3 个节段，并挖空内腔减少自重，内部中空部分采用二次浇筑的多节段壳体墩顶块。其节段A+B+A，单重均小于220t，隔墙作为二次浇筑模板及体外预应力孔道埋件定位预埋，A 梁空腔内壁布置剪力键，大幅减少普通钢筋及其现场连接。

2 总体施工方案

高大多节段壳体墩顶块内腔结构复杂，包括4 道隔墙及横板，外有凸起三角齿块，若采用传统顺序匹配预制方案，存在如下问题：需两次匹配，且端模需更换方向；内腔模板易形成封闭空间，模板安拆困难，人工散拼散拆，效率低；A 块将影响标准梁段匹配预制，延长工期。

经研究，大跨度变截面连续刚构桥高大多节段壳体墩顶块采用“夹心匹配预制”方案：将A 内隔墙和B 横板二次浇筑，便于模板设计及提高安拆效率；一次匹配，两榀A 梁为对称结构，内模及端模无方向性；内模可以采用台车式整体模板，效率高；A 梁单独预制完成后，即可提前匹配预制标准梁段，节省预制工期。

3 墩顶块预制施工流程

墩顶块优化为3 个节段后，需分别预制两侧A 节段，再利用A 节段作为匹配梁预制中间B 节段，具体工艺流程如图1 所示。

图1 墩顶节段预制流程示意图

4 主要施工方法

4.1 台座布置

为满足180m 大垮度变截面高大墩顶块的预制要求，每条生产线设置一个墩顶块预制台座，其中包含一个CPA 预制台座，一个CPB 预制台座。轨道梁和预制台座等承载力较大的区域，根据荷载及基础变形要求计算，采用PHC 桩进行软基处理。

4.2 钢筋工程

（1）钢筋绑扎。大跨径变截面箱梁墩顶块根据跨径及梁高分为CP150、CP165、CP180 三种类型，且翼缘宽度及腹板厚度又分为CH 和CHV 两种类型。为使同一个胎架适应5 种（CP150 仅有CH 类型）变化，在两端翼缘设置变化块，通过螺栓连接方便拆卸；底板设置对应不同梁高的变化块，采用螺栓定位固定。墩顶块腹板钢筋单根主筋高且重，需逐根采用设备吊装绑扎，定位及保护层精度控制困难，施工效率极低，常规整体固定胎架无法适应。经研究，采用腹板可分离式胎架单独绑扎腹板钢筋，再将腹板钢筋及胎架整体吊装至主胎架，并绑扎底板及顶板钢筋。绑扎步骤：①吊出腹板钢筋胎架，在地面水平绑扎腹板钢筋，然后利用龙门吊将腹板钢筋整体吊入钢筋绑扎胎架内；②绑扎底板和顶板钢筋；③隔墙钢筋及腹板齿块钢筋利用台车作为平台进行绑扎；④二次浇筑隔墙钢筋绑扎在二次浇筑台座上完成，箱梁预制完成之后吊至二次浇筑台座，对二次浇筑湿接面进行凿毛处理，清理出所有预埋套筒，进行车丝钢筋安装绑扎。

（2）钢筋笼吊装。大跨径变截面多节段壳体墩顶块钢筋笼具有不对称性、高且重易发生变形的特点，需采用专用吊具和链条多点起吊方式，吊装设备采用25t 小型龙门吊。为防止变形，吊点设置花篮螺栓，保证各点均匀受力及钢筋笼水平。

（3）钢筋保护层控制。钢筋保护层使用预制砂浆垫块，厚度满足规范要求，分40mm 和50mm 两种，箱梁内表面为4cm 垫块，外表面为5cm 垫块。安装时，垫块按4 个/m2梅花型布置，但底板与腹板交接处因受力较大应使用加厚垫块并适当加密。

（4）预应力管道定位。预应力管道在模板中安装需要使用钢筋焊接成的网片支架做定位架，并安装在箱梁长度方向的1/4、1/2、3/4 三个断面上，安装时需严格按照图纸定位各断面位置，波纹管用扎丝与定位支架绑扎牢固。

相比于普通节段，墩顶块腹板及隔墙存在大量的预应力锚头盒槽口盒和临时拉力管，在钢筋绑扎时要提前预留出所有槽口盒及临时拉力孔的位置同时还要兼顾槽口盒位置的保护层，对于钢筋绑扎精度的要求大大提高，在绑扎时细化到每一根主筋的位置，对所有预留位置放点放线，确保入模后预留位置精确，减少钢筋调整时间。

4.3 模板工程

墩顶节段A 模板系统由固定端模、活动端模（内部中空）外侧模及内模台车等组成，其中内模台车上悬挂有腹板内模及隔墙内模。模板安装时，先将两侧外模通过液压油缸顶推合拢固定/活动端模，经匹配调位后吊入钢筋笼，然后将内模台车整体推入箱梁内腔，通过油缸依次将腹板内模及隔墙内模顶推到位。

墩顶节段B 模板系统由两侧匹配支架、底模、外侧模及内模等组成。待两侧墩顶节段A 预制完成后，采用龙门吊吊至B 梁匹配支架上，通过支架顶端的三项千斤顶调整匹配位置，即可顶推外模至贴紧A 梁。其内模则为分块模板，需采用龙门吊逐块吊至箱梁内腔进行安装。

模板首次安装验收完成后，采用喷砂彻底除锈，并清洗干净，再涂刷脱模剂。正常使用阶段，每次拆模后，用电动刷打磨去除水泥浆和局部锈蚀。脱模剂和隔离剂的涂刷采用手动滚轮滚刷，注意涂刷均匀，防止出现流挂及漏刷现象，在钢筋骨架入模前完成并检查并补涂，如图2 所示。

图2 墩顶块预制模板系统

二次浇筑隔墙单独在预设的台座施工，底板安装可调支座支撑底模，利用龙门吊将两片隔墙模板拼装完成后整体吊入台座，利用精轧螺纹钢对拉加固。

4.4 混凝土工程

鉴于墩顶节段结构复杂，钢筋及预留管道密集，特采用C60 细石混凝土。混凝土由场内搅拌站集中拌和供应，现场采用龙门吊+大料斗的方式浇筑。为确保混凝土布料均匀，钢筋笼绑扎时分别在两侧腹板及隔墙人孔处预留下料孔位置，浇筑前安装下料筒，并在浇筑过程中随着混凝土面的上升逐步分段取出下料筒。混凝土振捣采用两种方式组合，即模板上安装高频振捣器以消除表面气泡，插入式振捣棒振捣密实。

4.5 箱梁养护与堆存

箱梁混凝土浇筑完成后4h 左右，顶板及底板表面使用土工布覆盖，洒水养护；内模拆除后，箱梁内腔涂刷养护剂养护；外腹板喷水养护，养护周期为7d。墩顶块箱梁存放采用三点支撑，存放于预制场内存梁台座上，并做好支撑。

4.6 线性控制

采用无测量塔线性控制方法，在固定端模及活动端模上共设4 个控制点，同时作为标高和平面控制点。通过拉尺采集4 个测点组成的各边长度控制平面线形，通过精密水准仪采集4 个测点相对高程控制竖向线形。通过调整匹配梁控制相邻梁段间的相对线形，预制误差在下一梁段预制时修正，误差不积累，以达到精度要求。

4.7 隔墙/板二次浇筑

（1）A 梁隔墙二次浇筑。A 梁固定端侧隔墙在箱梁浇筑时已完成，匹配端侧隔墙需进行二次浇筑，具体施工步骤如下：①A 梁浇筑完成达到吊装强度后，在梁顶匹配端侧安装型钢对两侧悬臂翼缘板进行约束，避免混凝土开裂，然后吊装至存梁台座进行隔墙二次浇筑施工；②首先吊入操作平台至箱梁内腔，对二次浇筑结合部位凿毛，并清理出预埋套筒；③安装隔墙浇筑底模，并将车丝钢筋拧入预埋套筒，完成隔墙钢筋绑扎；④分步将隔墙两侧模板吊装到位，并采用对拉螺杆加固；⑤混凝土浇筑及后续拆模养护等施工。

（2）B 梁隔板二次浇筑。B 梁隔板二次浇筑在其预制台座上施工，B 梁浇筑完成后，两侧腹板因无连接约束，需优先安装顶部支撑架，然后拆除内模后开始隔板二次浇筑施工，具体施工步骤如下：①利用龙门吊安装伸缩式二次浇注施工平台，其回缩状态宽1.6m，从支撑架中间空隙下放安装，平台依靠两端的型钢支撑在箱梁腹板内侧；②逐块吊入底模及变化块，并将底模变化块移动到使用位置；③安装底模变化块的悬吊拉杆，注意上下应各安装一个螺帽以固定拉杆；④起吊变化块至安装位置，同时牵引悬吊拉杆固定于顶部支撑架型钢内，并安装螺帽固定，注意模板两侧应包边CPA 隔墙混凝土10cm；⑤安装标准底模悬吊拉杆，并起升到使用位置，安装连接螺栓；⑥组拼标准底模一和底模变化块，测量标高使模板满足使用要求，固定模板；⑦绑扎钢筋，浇注混凝土；⑧拆模之前，应先移开两侧的CPA 箱梁，然后再拆除横梁底模及操作平台。

5 结束语

香港段接线工程连续钢构大跨径变截面箱梁墩顶块预制施工，其跨度之大、高度之高刷新了世界变截面箱梁短线预制的记录。高大墩顶节段“夹心”匹配预制技术的应用，有效缩短了箱梁预制工期，促使模板施工工效提高，取得了显著的经济效益。