高速公路桥梁空心薄壁墩施工技术研究

2022-09-30万奔

运输经理世界 2022年4期

关键词：模板钢筋混凝土

万奔

（广东省南粤交通河惠莞高速公路管理处，广东广州510100）

0 引言

桥梁空心薄壁墩技术作为桥墩建设常见的一项技术，具备操作平稳、工艺成熟、安全系数高等优势，在桥梁建设中得到广泛应用。分析桥梁空心薄壁墩技术过程，掌握技术操作方案对今后桥梁项目建设有促进作用。

1 工程概况

某桥梁起止墩位为5墩～8墩，采用群桩基础的结构形式，承台面积比较大，墩身设计为空心薄壁墩的形式。原桥梁上部结构设计为混凝土连续箱梁，经过多个单位共同探讨，分析研究确定，最终将设计调整为预应力混凝土组合箱梁（45m+80m+45m）+预应力混凝土现浇连续箱梁（5m×30m）。

2 施工方案

应用翻模法进行施工，混凝土浇筑施工中模板结构相对简单，能够直接和作业面同步安装施工，所以效率相对较高，经济效益比较明显。翻模法的应用，对混凝土结构裂缝的处理有着极为明显的效果，并且该方法较之爬模法来说应用效果较好，施工空间也比较大，对保障人员和生命的安全性有着较高的价值。

在工程项目正式实施前，需要落实下述准备工作：第一，对项目施工技术标准和要求有足够的了解，选择最佳的项目施工材料，并落实材料质量监督与检测工作，消除材料的质量问题。第二，根据现场情况以及施工要求，选择最佳的施工机械设备，如液压提升系统、操作平台系统、拌和站、起重机等，给项目现场施工提供基础和帮助。第三，加强现场处理。在施工现场应用风镐凿除和墩柱接触的表面混凝土，以裸露出新鲜骨料为标准，再应用风机、清水处理，以确保新浇筑的混凝土结构连接效果合格，达到密实度的标准。

3 墩身实心段施工

3.1 测量放线

在承台结构建设完成之后，应用全站仪进行检测，从而保证墩柱放样精度合格。在检测的环节，需要在墩柱四角和高程水准点的位置上布置观测点，以确定墩柱结构尺寸、中心部位等要素。承台表面弹线确定具体的位置，标记好轮廓线，并确定外模位置。

3.2 钢筋施工

遵循施工方案和技术标准，工程内生产加工钢筋材料，经过检查符合设计方案才能运输到现场开展项目施工。对于工程来说，钢筋结构长度为4.5m。钢筋加工时，端部需要设计为弯钩形式，符合技术要求；弯钩直径会超过5 倍；弯钩平直的结构上，应达到箍筋5 倍以上。钢筋制作完成且检验达标，运输到现场施工，使用起重机开始吊装运输，提升到规定位置上，开始进行检查的设置与安装施工。主筋连接的环节，利用剥落滚压直螺纹套筒机施工，其中螺纹丝头应达到规定长度的要求，通常是套筒长度的1/2。在连接后，使丝头在套筒中间部位上，保持紧密接触的质量，任何一侧都必须符合工程技术标准，并且丝头长度应控制在螺纹螺距2 倍以内。然后在现场进行钢筋绑扎施工，并把丝头向内伸展，达到保护效果，防止发生腐蚀的问题。最后，利用穿心混凝土施工，进行混凝土层结构的铺设施工，达到钢筋结构的保护效果。保护层厚度通常要按照薄壁混凝土结构厚度开展施工。在垫层铺设施工结束后，一般要确保每平方米至少有4 个垫块，还要合理地处理丝头，直接伸入防护层内。

3.3 模板施工

钢筋结构全部施工后，严格执行相应的标准和要求，开始进行底模板结构的铺设施工，并使用滑—翻组合模板形式。在模板铺设施工中，按照规定要求进行测量放样，标记好模板安装位置，给现场施工提供基础。外模铺设工作全部完成后，应用拉杆的方法固定处理，现场施工选择应用直径25mm 的精轧螺纹钢，外表面包裹PVC 塑料管。在现场铺设工作完成之后，通过四点定位控制，加强模板结构质量和性能的控制，安装部位达到精度的标准，使墩身竖直度符合工程标准，对后续的使用不会产生负面的影响。

3.4 混凝土浇筑

模板施工后应及时开展混凝土的浇筑施工，按照下述流程：首先，检查模板结构的安装质量，确保表面不会有任何杂质，如果存在杂质，要立即采取措施清理处理，达到模板表面洁净度的标准。其次，在与浇筑面有2m 左右的距离部位上，直接进行浇筑施工，确保混凝土材料不会发生离析，提高结构施工质量水平。最后，在浇筑施工结束后及时开展振捣施工。执行振捣施工工艺，确保结构的密实度合格，内部没有气泡等问题，还要在振动的同时拔出振捣棒，以免造成结构出现孔隙的问题。振捣环节，要合理进行振捣棒的移动处理，一般移动距离不会超过半径的1.5 倍，与模板至少有5～10cm 的距离。混凝土结构内，振捣棒插入深度超过5cm，确保振捣施工质量合格，各层混凝土连接效果达标。此外，振捣环节遵循“快插慢拔”的基本原则，单层振捣施工时间为25±5s。操作人员应随时观察混凝土结构的情况，如果出现下述情况，说明振捣合格，可以停止振捣施工：混凝土结构表面没有大范围的沉降；没有气泡出现；模板边角部位全部有混凝土填充完成，结构整体性能良好。

3.5 安装液压提升系统

墩身混凝土固定完成后，结构强度达到2.5MPa时，即可进行提升系统安装设置。首先，固定系统支架，且要和周边结构应用F 架进行连接固定。提升架的安装高度应稍微超过模板顶部，通常控制在50cm左右为宜，安装时应使立柱与模板保持垂直，横梁和水平度合格。合理地布置千斤顶结构，通过螺栓的方法连接，与横梁稳定连接。在施工中，两侧千斤顶必须保持在同一直线上，且两侧的距离是一致的。液压系统安装工作结束，达到规定标准要求，开始设置支撑杆的结构，要达到垂直度标准。每一排支撑杆的上部都要固定到一起，还要在下部设置直径12mm 的螺纹钢井字架，采取焊接方式连接固定。支撑杆连接部位，接头应交错设置，一般错开1m 以上的距离。在支撑杆的制作中，严格执行设计方案和标准要求，应用长度为4.5m 的接长支撑杆的结构，相应的界面内支撑接头数量不能超过总接头的25%。承杆接头应该和千斤顶保持1m 左右的距离对接施工，在加长20cm 的内衬管内开始环节连接，内部应该深入对接钢管10cm 左右，支撑杆套管前部应该钻出4 个小孔，每个端部的小孔都要均匀分布设置，内衬管插入支承杆结构内，通过电焊机把支撑杆的4 个孔焊接连接，再在表面套上钢管。焊接工作结束后，管道连接部位采取满焊的方式施工，并应用砂轮机打磨平整处理，没有焊接缺陷。焊接完毕之后，进行液压油管连接，与液压泵保持稳定连接。以上每项工作结束后才能开展模板吊杆连接。

3.6 安装操作平台系统

第一，执行设计方案的要求，进行平台加工制作，落实材料的质量监督与管控，加强各个环节的检查与验收。焊缝质量检查后，平台的质量符合标准规定，安装施工符合要求。第二，在现场施工中，采取分段制作平台的施工方式，完成后应用起重机分开吊装。在现场安装阶段，通过合理调整围圈的操作，直接安装到模板以下的25cm 位置上，并且确保和模板外侧有50cm 的距离。第三，围圈周边的制作、安装顶层等工作，再设置护栏结构，然后是铺设平台钢板。施工作业平台的围栏制作中，选用的是38mm 直径的钢管，高度为1.2m，立杆间距为1.5m，通过螺栓等保证围圈和护栏稳定的连接，同时还应在内侧布置冲孔网片，进行结构封闭施工。第四，底层平台应进行第二段墩身浇筑，完成后即可进行安装作业。

4 墩身标准段施工

4.1 接触面处理

在项目实施前，在现场应用风镐进行处理，确保墩顶接触面没有任何毛刺，能够裸露出新鲜的骨料，再应用工具将表面的混凝土渣清理干净，确保不会有影响工程质量的杂质。

4.2 提升架体

首先，爬升工作实施前应用定位卡环完成固定，且全部的千斤顶顶升高度是完全一致的。通过千斤顶进行调节帽的调节处理，按照5cm 的尺寸进行，同时上部结构的要求是一致的。打开控制台设施，逐步进行升高，利用支撑杆加固处理，达到运行的标准。在控制台开启运行前，将平台表面实施全面的清理处理，达到洁净度的要求，且要按照工程的实施要求进行临时荷载的施加。

其次，提升。在现场施工中，每次提升4cm 的高度，并应用12mm 的定位筋加固，按照井字形布置设计，并且保证与墩柱主筋的稳定连接，一般是应用焊接方法连接。千斤顶下缘应直接穿过支撑杆焊缝结构，并利用12mm 的钢筋连接，接缝应用帮条焊补强施工。当作业平台总计升高到2.65m 位置后，下缘与混凝土顶面有40cm 左右的距离，为后续施工提供基础，并落实对中、找平作业。在平台逐步上升的环节，把其他的材料运输到施工现场的地面，防止过大荷载损坏平台结构。平台上如果需要放置工具与物品，采取均布的方式，荷载均衡性，吊运钢筋应分次运输，满足当时施工量即可，以免堆放数量过多而造成平台无法正常使用。

最后，平台测量与控制。在提升平台的环节，因很多因素的干扰和影响而容易发生偏移的问题。基于此，在平台上悬挂一根20kg 的线坠，随时进行平台位置的测量，如果偏移严重，必须立即调整，以免引发安全事故。

4.3 钢筋施工

钢筋施工参照墩底实心段，达到结构总体性能要求。

4.4 模板施工

墩身混凝土强度超过2.5MPa，并且结构固定效果合格，利用人工扳手的方式将螺栓拆除，使木板上随着丝杆缓慢地离开模板结构，模板与墩身保持不足10cm 的距离时，利用悬吊的方法施工，防止在提升架上进行模板清理作业，达到表面无杂物的要求，利用支撑限位杆固定。加强模板螺母位置调节，和模板实现有效闭合，并进行螺杆固定处理。使用全站仪开展测量作业，确保对拉螺杆的垂直度合格。模板下缘应和浇筑完毕的墩身搭接10cm 尺寸，同时还要在两侧搭接位置粘贴2 层双面胶，规避漏浆病害问题。

4.5 混凝土浇筑

在输送混凝土前，根据试验来确定水灰比参数，达到要求后即可开始利用泵管输送，完成浇筑作业。在浇筑工作中，单层结构的厚度设定为30cm，整个结构浇筑达到密实度的标准。在浇筑结束后，及时进行振捣棒的振捣施工，单次移动的间距为30～35cm，和模板保持5～10cm 左右的距离。

第一，浇筑施工采用一次成型的方式，且混凝土通常使用搅拌站生产的混凝土材料。第二，在混凝土泵送施工中，其管道的长度符合要求的基础下，应尽量缩短，同时还要保持管道的通畅性，尽量减少弯头的数量，且连接部位达到牢固性、密封性的效果，不会发生漏浆的问题。第三，在泵车浇筑工作结束后，及时进行管道的清洗处理，如果无法及时清理，会造成混凝土固化，管道也无法再正常使用。第四，在泵车浇筑结束后，立即清洗处理，因为泵管长度较长，所以浇筑结束的混凝土会有部分残留在管道内。为了使后续工作可以顺利地开展，全面落实清洗处理是极为重要的工作。

5 墩顶实心段施工

封顶混凝土施工前，应对线形、高程参数进行准确的检测，使墩柱成型效果合格，各个结构部分的尺寸符合要求，达到方案一致性要求。施工中，应做好预埋件的埋设施工，位置、尺寸等合格，还要对裸露在外部的部分进行防腐蚀处理。在混凝土墩身结构倒角施工后，在墩壁内设置12cm×10cm 横槽，在内部设置超出实心段底部宽度20cm 左右的预制板，其为钢筋混凝土的结构形式，厚度为10cm。在施工结束后，预制板将其设置到墩体内，这时不要拆除作业。墩顶混凝土在现场施工中，应使用分层浇筑的方法，从模板到中心逐步进行，到临近墩顶位置需要降低浇筑的速度，并且保证净浆有效清理。在混凝土结构的强度性能合格后，及时进行浇筑处理，确保新旧混凝土结构达到连接性能要求，接缝的质量完全符合要求。

6 系统装置拆除

拆除施工应与安装是相反的顺序，即清理平台—内外模板—下部平台—围圈—提升架。

7 模板定位

通过激光铅垂仪开始现场控制，保证高墩模板的精度达到要求，安装位置符合设计方案的要求，遵循如下流程开展：变截面空心墩直面外侧模板中心点部位安装激光靶，并确定激光靶中心与模板中心完全一致。墩柱两条竖直轴线对称部位要设置对中基座，将其布置到已经浇筑完成的承台表面，再应用全站仪开展平面精度的校核。基座上安装激光垂直仪，利用设备精度调平处理。发现存在偏差的情况，应及时采取调整处理措施。利用模板轴线校核处理，再应用直角钢尺检查弯曲性，达到安装精度的要求。