对薄壁空心墩垂直度控制的技术研究

陈兴华　张秦槐　曾小华　朱龙德　欧阳定成

摘要：本文依托于镇雄至果珠火车站至大湾公路工程二分部的董家田特大桥的薄壁空心墩为背景，分析了模板定位误差、测量方法、外界因素（施工荷载、温度、风等）对薄壁空心墩的垂直度的影响。提出采用全站仪定位侧轴线配合垂直仪校正模板的方法，该方法在薄壁空心墩液压爬模施工中具有一定的参考价值，对于类似工程具有一定的参考借鉴意义，希望能够给相关的施工企业带来一些有效的建议。

关键词：薄壁空心墩、垂直度、模板校正。

随着国家大力发展基础建设，新修的山区道路随之增多，桥墩的高度也随之增高，施工误差也随之变大。尤其是薄壁空心墩的应用更加普遍化，但是高墩在施工时会受到各种内在和外在的因素，墩身垂直度十分难以控制。

工程概况

董家田特大桥孔跨布置为：左、右幅均为3×60+21×70+60+3×40米钢混组合梁+钢箱梁，其中6-24#墩为薄壁空心墩。6#—24#为薄壁空心墩，左右幅合计38棵墩，其中最高墩为12#桥墩为84.5米，薄壁空心墩顶部截面尺寸当墩中心高度在30米<墩高≤55米时，长度5米，宽度2.1米。当墩中心高度在55米<墩高≤84.5米时，长度5米，宽度2.3米。薄壁空心墩底部长度均为5米，宽度根据薄壁空心墩高度按1：80放坡，空心墩壁厚0.5米。横隔板按照墩顶实心段起向下9米一道，墩底向上9米一道，其余横隔板在两道之间按8米左右均布设置，横隔板厚0.4米。薄壁空心墩采用液压爬模施工技术。

薄壁空心墩垂直度影响因素

（一）施工因素

1、测量误差：在实际施工中，首节墩身施工至关重要，往往首节墩身施工时就会产生各种误差，这种误差没有及时直至就会造成不可挽回的局面。因此在测量时必须换手、换机复测检查。

2、模板调试误差：模板调节质量直接影响墩身垂直度和墩的截面尺寸，模板偏位因素而引起垂直度误差高达90%以上。由于薄壁空心墩施工时属于高空作业，模板采用大块模板以及调节块组成。施工时，较难控制，在测量误差几乎可以忽略不计的情况下，成品混凝土往往会产生一定的误差，故控制模板的精确度就成为了施工的重中之重。因此对模板工的要求就十分严格，必须对其进行培训、定期学习，专人专岗以保证模板调试误差最小化。

3、施工荷载：施工荷载应考虑振动荷载（是对模板误差产生的重要因素之一）和各种重力。浇筑混凝土采用塔吊提升料斗配合料斗浇筑，以保证对模板冲击力达到最小化;严格控制模板上的人、材、机等数量。

（二）环境因素

环境因素有自重、温度、施工偏载以及风荷载影响等也会影响薄壁空心墩的垂直度。

测量方法

方法一、事先计算好薄壁空心墩的四个角点，然后采用全站仪放出模板内口进行调整。该方法依赖仪器，仪器受空气的潮湿度、大雾、阳光、周围施工机械等影响较大，无法将误差降到最小。

方法二、该方法即为本文推荐的方法，浇筑首节墩身混凝土时，在承台顶面放出纵、横向轴线（换人、换机操作），向上爬模时将横向轴线引至墩身，两侧面为垂直面，其垂直度采用激光铅垂仪校核，每模浇筑高度4.5米，安照1：80收坡，前后收坡面顶各从横向轴线收5.625cm，且任意一处轴线两侧宽度均相等。当无风时可采用铅垂线替换激光铅垂仪。校正每模时均需要复测前一模，推算好下一模，复测结果及时调整。对高墩模板安装的测量控制采取过程监测、跟踪控制的方法进行，以减少施工难度，降低操作误差。测量时间：在施工测量时应考虑以下因素：温度：测量时温度建议以15～20℃最为合适;日照：根据以往施工经验太阳光照对测量结果有影响;风力：较大的风会对后视站标产生很大的影响;综合考虑以上个原因以及其他不利因素，建议测量时间确定在每日7点至11点半，如图三。

本文根据模板安装、模板调整提出一下建议

1、模板工人一定要技术娴熟，定期学习培训，专人专岗。模板架体高度14.7米，主平台宽度2.8米，模板固定采用预埋爬锥固定，模板高度采用液压系统固定，坡度和轴线位置采用三脚支撑架调节如图一，内外模固定采用预埋構件以及对拉螺杆固定如图二。

施工发现误差最大为35mm，经排查为三角支撑架和对拉螺杆为完全锁死，经排除后误差在8mm内。对模板内口四点测量发现：浇筑前后模板误差在10-13mm范围内，经过对模板安装的不断调试降低至2-6mm，其原因还是三角支撑架和对拉螺杆为完全锁死，部分原因是施工的产生的动荷载。

2、模板测量定位时采用方法二可以很大程度上降低因设备、人员造成的误差，模板定位精确度可达5mm内。

结语

本文通过对董家田特大桥薄壁空心墩垂直度影响因素研究发现，模板安装定位是影响薄壁空心墩垂直度的主要原因，因此模板安装时控制垂直度的重中之重。采用采用全站仪定位墩的横轴线并将其引至墩身，利用激光垂直仪、钢卷尺，铅垂线配合的方法可以保证在浇筑混凝土之前控制模板精确度达到2-5mm。该方法精度高且在施工过程，结束均可以直观复测，便于检查。对于类似工程具有一定的参考借鉴意义

参考文献：

[1]公路桥涵施工技术规范JTG/T 3650-2020.

[2]镇雄至果珠火车站至大湾公路工程二标段（K6+258～K17+000）设计图纸.中交远洲科技集团有限公司.

[3]董家田特大桥薄壁空心墩施工方案  镇果公路二分部.

[4]董家田特大桥液压爬模方案（H=4.5m）贵州卓良模板有限公司.