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浅谈山区高速公路桥梁高墩柱系梁后浇法施工工艺罗维斌

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：罗维斌

[导读] 摘要：在山区高速公路建设中，高墩桥梁占比越来越多，系梁施工是空心薄壁墩施工的重点环节，墩内施工平台搭建困难、支架模板体系安装及拆除难度大、系梁施工影响墩身施工进度是施工中的主要问题，采用柱系梁后浇法施工进度、成本方面具有明显优势。

        四川公路桥梁建设集团有限公司四川成都 610041
        摘要：在山区高速公路建设中，高墩桥梁占比越来越多，系梁施工是空心薄壁墩施工的重点环节，墩内施工平台搭建困难、支架模板体系安装及拆除难度大、系梁施工影响墩身施工进度是施工中的主要问题，采用柱系梁后浇法施工进度、成本方面具有明显优势。本文结合成都至宜宾高速公路五皇坝大桥柱系梁后浇施工实例，从预埋件埋设、安全操作平台搭设以及模板安装等方面进行论述，为其他同类型的桥梁施工借鉴经验。
        关键词：高墩；柱系梁后浇；施工工艺
        1.工程概况
        成宜高速五皇坝大桥位于四川省自贡市荣县境内，下部构造桥台为扩大基础、重力式台，柱式台、桩基础；桥墩为桩基础、柱式墩、等截面矩形墩、变截面空心薄壁墩，上部构造为预应力砼简支T梁，桥面连续；桥梁最大桥墩高度为75.77米，墩柱间设置1-2道柱系梁。
        由于结构高度大，方墩柱采用液压爬模进行施工，而该桥梁高墩柱系梁设计为矩形空心系梁，不可一次浇筑成型，若待柱系梁施工完成再进行墩柱爬模施工，将大大影响整座桥梁下部构造施工周期；为保证施工进度要求，采用柱系梁后浇法，即先进行墩柱爬模施工，待墩柱施工至柱系梁以上或墩柱施工完成后再进行柱系梁施工。
        2.工艺原理
        高墩柱系梁后浇施工工艺原理：墩身施工时在接近系梁处设置预埋件，预埋件预埋完成后墩柱继续爬模向上施工，待墩柱达到一定高度后再安装安全操作平台进行系梁施工。墩身施工采用液压爬模，直接预留系梁连接钢筋爬模无法通过，因此有两个备选方案：
        一是通过后期钻孔植筋锚固；
        二是采用钢筋直螺纹套筒连接，预埋钢筋预埋至墩身中，接头处使用直螺纹套筒，套筒紧贴墩身模板。
        经比选论证，钢筋直螺纹丝头螺纹牙型好，精度高，不存在虚假螺纹；连接质量稳定可靠，对中性好，连接强度高，能充分发挥钢筋强度。采用方案二进行系梁后浇施工，可操作性高，施工便捷。
        3.高墩柱系梁后浇法施工
        3.1预埋件设置
        墩身施工时，计算出系梁承重系统组合高度后，预埋直径150mmPVC管作为后期安装承重牛腿的通道，孔道贯穿墩身并紧贴爬模内侧。墩柱施工至柱系梁位置一模时，预埋系梁锚固钢筋并在爬模处设置接头，接头采用直螺纹套筒连接，套筒贴近爬模内壁安装。锚固段钢筋采用缠扣绑扎，全数满绑，以防止墩身混凝土浇筑时钢筋偏位影响后期直螺纹连接。为防止墩身施工时混凝土进入直螺纹套筒，预埋时采用海绵条塞入套筒和黄油封堵并用胶带包裹封闭确保套筒不被堵塞。
        柱系梁后浇，新旧混凝土间结合性能将降低，对于结构抗剪强度也会削弱，因此采用以下构造措施：即在墩身施工至柱系梁一模位置处，墩柱箍筋外侧预埋3cm厚泡沫板，后期系梁施工时去除泡沫板即可，从而使新旧混凝土间结合性能增强，强化了节点抗剪能力，也避免了后期凿毛对墩身混凝土质量、外观的破坏。
        3.2承重架施工
        墩身施工到距柱系梁适当位置时（该位置根据承重架的高度而定）采用预留通孔穿2根高强钢棒做承重牛腿，承重架采用经计算满足承重要求的贝雷架，每侧两片，承重横梁采用I16工字钢，为便于底模的标高作小范围调节及砼浇灌后的脱模工作，在贝雷架与钢棒之间设置一对口楔，对口楔长度设置为15cm。在钢制对口楔顶面安装贝雷梁承重梁。两排贝雷梁之间应设置可靠连接提高主梁稳定性，确保施工安全，在主纵梁顶面安装槽钢分配梁形成施工平台。槽钢分配梁长度大于盖梁宽度，两端铺设钢筋加焊钢板形成操作平台；操作平台临边采用角钢或钢筋设置护栏，护栏高度不小于120cm，护栏上设置密目防护网确保施工安全。

        图1 承重系统布置图
        3.3底模施工
        底模采用定型钢模板，面板采用厚度为δ5mm钢板，背肋采用[100mm槽钢，横向背肋采用δ10mm钢板。底模铺设在分配梁上并与分配梁点焊连接。在分配梁上测量出柱系梁轮廓线，根据柱系梁轮廓线铺设底模，确保底模平面位置满足设计要求与规范允许误差；底模铺设完成后采用全站仪检查其顶面标高，采用调整钢制对口楔高度的方式调节底模标高至满足设计与规范要求。
        3.4钢筋加工及安装
        钢筋在钢筋加工场内加工成半成品，运输至墩位处，采用吊车或塔吊吊运构件至施工平台上进行组装。主筋连接前，需对套筒进行清理并检查连接端钢筋丝头，确认完好后将钢筋待连接端与被连接端对齐，使用扭力扳手将连接端钢筋丝头拧入被连接端套筒内。保护层采用高标号C50砂浆垫块，采用梅花形布置，垫块要固定牢固。
        钢筋骨架安装完成后应检查其钢筋数量，间距、结构尺寸等指标，满足要求后才能进行侧模安装。
        3.5侧模施工
        侧模采用大块平板钢模，两侧侧模间采用拉杆连接相对限位，同时采用[14槽钢设置斜撑支撑于底模分配梁上以增强侧模整体稳定性。侧模安装要求做到支撑牢固、线形顺直、接缝紧密、结构尺寸满足设计与规范要求。
        3.6混凝土浇筑及养护
        浇筑混凝土前，先对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查，合格方可进行砼浇注。模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。模板如有缝隙，应用海绵或泡沫填塞严密。浇筑混凝土前，模板内面要涂刷脱模剂，砼浇注前检查混凝土的均匀性的坍落度，按设计要求控制坍落度。
        柱系梁混凝土分两次进行浇筑，即先底板腹板后顶板，混凝土按一定的厚度、顺序、和方向分层浇筑。应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土，分层应水平，分层厚度不宜超过30cm。在每层混凝土浇筑过程中，随混凝土的灌入及时采用插入式振动棒振捣。振动棒振动移动间距不超过振动棒作用半径的1.5倍；振捣过程中，振动棒与模板间距保持5-10cm，并避免碰撞钢筋，不得直接或间接地通过钢筋施加振动。对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆。浇筑混凝土过程中，设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件，当发现有松动、变形、移位时，应及时处理。
        在混凝土浇筑完成后应及时养护。夏季施工养护采用潜水泵抽水直接养护，布袋或土工布湿润覆盖。冬季施工时采用麻袋覆盖，拆模后用塑料薄膜封闭，防止空气对流。在昼夜温差较大的情况下，在混凝土表面覆盖麻袋以保暖。
        3.7卸架
        待砼强度达到设计的85%时，即可卸架，卸架利用对口楔松动进行，松动对口楔应两端均匀进行，卸架采用汽车吊或塔吊配合人工进行。具体顺序为：先调节钢制对口楔高度，降低底模标高，让底模与柱系梁底面砼分离开后拆除底模；底模拆除后拆除分配梁；拆除主纵梁横向联系；拆除主纵梁；拆除钢制对口楔、钢箱；最后拆除钢棒并采用微膨胀砼封堵销孔。
        4.结语
        成宜高速五皇坝大桥高墩采用柱系梁后施工--柱系梁后浇法，相比传统施工工艺有效地缩短了下部构造完成时间，加快了施工进度。通过对墩身预埋件、钢筋连接、支撑系统等关键点的把控，柱系梁后浇不影响结构受力和结构线形，质量、安全、进度、成本均具有优势，效益明显。
        参考文献：
        [1]《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2010. 北京：中国建筑工业出版社，2012.
        [2]林恩川，《高墩墩间横系梁异步法施工工艺探讨》，工程技术研究，2019年，第9期，广东工程学院，2019.6.13.