中建八局西南公司 成都 610041
摘要：本文对高速公路空心薄壁桥墩施工工艺进行了概述，可为以后类似工程提供有关借鉴。
关键词：高速公路 空心薄壁墩 翻模 施工工艺
1工程概况
大桥全桥全长586m，桥跨布置为4*20m+4*40m+4*40m+4*20m+5*20m箱梁。其中5#~11#墩设计截面规格为5m*3m的薄壁空心墩柱，墩柱墩高33m~52m不等，沿路线方向，单排左右幅各设计一个薄壁空心墩柱，全桥共计薄壁空心墩柱14个。
2地质、气候特征
大桥空心墩施工部位位于清水沟谷底河滩地区，地表形态为半固定-固定风积沙为主，地表风积沙厚度为6-8m。清水沟区域四季多风，秋末冬春盛行西北风，夏季多为东南风，每年大风15-33天，最多达77天。年平均风速3.25m/s，最大风力达到9~10级，大风常掀起沙暴。
3施工布置
（1）施工总体布置
空心高墩施工模具采用翻模，模型上设置操作平台。采用门式安全爬梯作为人员上下通道，附着于墩身5m面侧，立与承台上。施工高度25m以下采用吊车作为吊装工具，25m以上采用QTZ40型塔吊吊装。空心墩柱施工至顶端时，预埋钢棒及安装支撑牛腿，为盖梁施工做准备。
（2）模型配置
翻模每套模型三个节段，单节节高2.25m，每次浇筑两节模板，即每两节翻模一次，砼每次浇筑高度4.5m。根据工期计划，清水沟桥空心墩柱配置模型7套。
翻模主面板采用5mm厚钢板，法兰采用用厚10mm、宽100mm钢板，纵肋与横肋采用厚度为8mm钢板及[10槽钢共同制作，边带法兰设孔径为ф25mm的螺栓孔，间距20cm。
平面钢模的拼装：翻升模板每节高2.25m，用 [18槽钢作竖带拼装成整体，用优质高强螺栓连接。对拉筋：用R235φ24mm的光圆钢筋，间距1.2m左右。
为保证模板直角部分连接强度，防止爆模，直角部分增设斜向连接螺栓。
为方便施工，在模板的外边缘焊接角钢连接设备，上铺木板，为施工工人提供操作空间，平台四周用安全网封闭，防止物体坠落，保证施工安全。
（3）塔吊布置
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根据墩身高度及模板单块重量，本工程拟采用每2个墩选配一台QTZ40塔式起重机，可以兼顾到2个墩的施工需要，塔吊主要技术参数：
额定起重力矩：400KN.m；
最大额定起重量：（a＝2）3t（a＝4）6t；
最大起升高度：独立式40m，附着式150m；
最大幅度：56m，最大幅度起重量：1t，最小幅度：2.5m；
起升速度：（a＝2）80／40／8.5m／min（a＝4）40／20／4.25m／min；
变幅速度：40／20m／min；
回转速度：0.6r／min；
装机总容量：34.8KW（不含顶升机构电机功率）；
装机自重：31.79t（不含配重）。
全桥配置7台QTZ40塔吊，每台塔吊负责一个墩位两个墩柱施工，同一墩位两个墩柱同时施工。为保留中央施工便道，塔吊安装在一侧墩柱之后。每隔一定高度安装附着臂与墩柱混凝土中的预埋件连接。
另外为了保证工期，防患不可控因素，全桥配置一台250kw发电机备用。
塔吊布置示例图如下：
塔吊平面布置示意图
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立面布置图
4主要施工工艺流程及方法
4.1施工工艺流程
矩形空心墩采用翻模施工，具体施工流程见下页图。
4.2 施工方法
在进行空心墩住施工时，先把承台顶墩柱投影面进行凿毛处理，使用直螺纹套筒将钢筋接长后，把内外模板第一节放置于承台的顶上，模板第二节段和第三节段分别放置于前一节的模板上，然后将模板螺栓拧紧，测量之后进行定位，并一次性完成混凝土的浇筑。等到第三节混凝土回弹并且回弹的强度达到3MPa后，且第一节的混凝土回弹强度达到10MPa后，即可将第一节模板拆除掉，并同时将第二节模板的下层拉杆拆除掉。待打磨第一节模板之后，涂刷脱模剂滞后，可以使用塔吊将第一节模板翻升到第四层。以此类推，可以将第二层的模板拉升到第五层，并循环操作，每翻升4.5米的高度并将混凝土浇筑一次。不过需要注意的是，不管是浇筑混凝土之前还是之后，都必须要进行标高，并复核点位。
4.3 钢筋制作与安装
主筋下料：连结抽筋和墩身箍筋都应该要按照施工设计的规范要求在施工现场进行加工、切割处理，并将其分类存放。墩身的主筋伸入承台的部分，出去根部，其加工的长度分别为4.5米和3.5米，主筋的顶部各节的长度必须要以各墩的高度而进行调整，中间部分的各节主筋其平均的长度大概为9m，在地面加工场地使用机械将主筋连接端使用直螺纹进行套丝，套丝的长度必须要符合施工规范的基本要求。
采用机械接头主筋等强连接应设置在受力比较小的部位，任意相邻的接头中心位置应该都要大于或者是等于钢筋直径的35倍，每个截面的钢筋接头数量都应该要小于或者是等于主筋数量的百分之五十，所以，施工人员一般会将接头设置于墩身的第二层，且两各处于相邻位置的接头的中心距离应该要在1.2m左右
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翻模施工工艺流程图
（2）主筋预埋：一方面必须要确保预埋主筋的位置，且要保持均匀的间距，同时还必须要注意控制安装的竖直度。所以在进行预埋之前，必须要将墩身的四个角点的主筋骨架进行固定，以确保预埋主筋的整体竖直度。
（3）主筋接长：使用模板上提前连接好的操作平台，用不小于Ф20mm水平钢筋将主钢筋上部位置确定，并使用全站仪对其进行检校。要注意的是，使用主筋的机械接头的时候：必须要使用砂轮机钢筋丝头磨平，以确保接头的连接能够紧密，注意使用红油漆在每根钢筋接头部位标注出具体的连接长度，以避免套筒内部的连接长度脱空或者是过短，同时可以按照有关的规范要求对连接拉力进行定期的抽检试验，达到有关的标准之后在进行应用。
箍筋的安装以及加工：箍筋的加工最重要的是要确保尺寸的准确。在绑扎的过程中，要按照从一端向另一端的顺序进行分层绑扎，其间距也必须要按照有关设计的要求，且每层的水平要大致相当。分段绑扎其每一节的高度应该要为5m，必须要与模板翻升的高度以及每层砼浇注高度基本保持一致。
4.4 模型施工
4.4.1 模型安装及翻升
模板安装超过25m以上必须要采用塔吊进行慢速提升，并由专业技工配合着安装，其墩身翻模施工工艺流程详见翻模施工工艺流程图所示。
第一层模板安装时，必须以承台顶墨线弹出的墩身平面位置为标准，在模板安装的时候，模板的四个角，模板的四个角支垫钢板将模板顶面调整水平（相对高差控制在2mm以内），用M10水泥砂浆填塞模板下面与承台之间的孔隙，以避免砼浇注时出现漏浆的现象，同时也有助于后面的拆模。要确保模板安装牢靠，控制竖直度，砼浇注之前必须要模板的竖直度再次进行复测。
模板对拉筋的接力必须要保持均匀，以免模板的刚度受到影响，出现砼面不平整的现象
待三层模板墩身安装砼浇注后，将砼的顶面进行凿毛处理，并将其清理干净，将第四层绑扎箍筋，然后将第一层模板翻升至第四层。并按照这样的思路，进行循环施工。
模板翻升施工需要注意的有关事项：高空拆卸模板必须要先使用两个在5t及以上的倒链将模板背带的两吊环吊住，然后再使用吊车或者是塔吊将其吊放在修整的平台上，同时进行打磨处理，并开始刷脱模剂。所有的准备完成后，用吊车或者塔吊把修整好的模板用于下一层模板的安装。模板初步完成安装之后，要注意使用全站仪来测定每个模板的竖直度，每层模板的整体竖直度所产生的偏差如果超出了5mm，必须要注意偏差的纠正，且在测定偏差的时候，要要尽量将置镜点放在墩身被检测的面的铅垂面上，所以每节模板安装的竖直偏差范围必须要5mm内。
4.4.2 翻模垂直度控制测量
（1）测点布置及测量监控
采用自动安平激光铅垂仪对边线垂直度以及中线垂直度进行测量，每个墩都要安置两台。在浇筑第一模墩身的混凝土之前，要在承台上标出墩身四角点的具体位置，在墩身相邻两点的延长线上引出8个50cm的点（见下图测点布置图）作为主要的观测点，在观测时把激光铅垂仪安放在的桥墩中心以及承台上的8个点上（即每角为两个点），墩身的工作平台上必须要设有激光接受靶，且接受靶必须能够将光斑显示出来，并能够捕捉到确定的斑心，墩身的竖向轴线上的点或者是桥墩四角点延长线上50cm点即为激光的斑心，在确定斑心之后，再传递墩身的竖向轴线，这样通过激光铅垂仪将桥墩中心点以及8个控制点准确地引致工作平台上，同时用全站仪定期（模板每翻4.5m）对矩形空心墩的四个角实施定位检查，并根据具体的要求进行调整。
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测点布置图
（2）高墩垂直度监控测量
《公路工程质量检验评定标准》中对薄壁墩身的垂直度规定的误差值为：0.3%H且不大于20mm。模板每加一节，都要对其位置进行复查，以防桥墩扭转或者是横纵向上发生偏移，为了避免由仪器误差引起的墩身偏斜，每循环4.5m，就应该要用铅垂仪或者是全站仪进行重新校核，如果其垂直度超过了误差的允许值，那么必须要随时进行调整。
4.5 混凝土施工
（1）混凝土拌和
砼采用搅拌站集中拌制，拌和前应调整好各种原材料的掺量和搅拌时间、投料顺序，操作人员监控，试验人员检查。
（2）混凝土浇注
浇筑前，对到场混凝土做相关试验检测，检测合格后，方可进行砼浇筑。混凝土浇筑时，按30cm/层水平分层布料，并根据砼供应情况及时调整布料厚度，尽量在下层砼初凝前浇筑完上层砼。
施工人员在操作平台上使用PZ50插入式振动器振捣，振捣时移动距离不得超过振动棒作业半径的1.5倍，与侧模保持5～10cm的距离；插入下层砼5～10cm。每一点应振捣至砼不下沉，不冒气泡平坦泛浆为止，遵循快插慢拔原则。振捣过程中不得碰撞预埋件，谨防其移位、损伤。
（3）混凝土养护
视气候条件，砼采用覆盖养生布并不断撒水的方法进行养生，当气温低于5℃时，混凝土表面只需覆盖保温薄膜，不得洒水，必要时用暖风机向薄膜内鼓风加热。
（4）混凝土施工缝处理
每节墩顶砼面充分凿毛，露出新鲜的砼，并冲洗干净，在上节砼浇前，将砼面浇一层1～2cm厚1：2水泥砂浆。
4.6 其他注意事项
钢筋安装时，如果钢筋竖直长度大于4.5m，则要注意将临时支撑点进行固定，并尽量使其固定在操作架上，以免钢筋发生倾斜。
固定模板的螺杆会因为振捣棒的接触会使螺丝发生松动而导致模板出现变形的现象，所以在振捣操作过程中，应尽可能将拉杆避开，施工人员必须要随时注意观察，一旦螺母发生松动，必须要及时将其紧固。
在安装、翻升以及拆卸模板的过程中，必须要避免出现碰撞，以防模板变形。
模板在周转以及安装使用过程中，必须要经常对其肋带、表面进行检查，并根据需要进行修整，以确保模板的尺寸以及表面的平整度能够符合设计规范的基本要求。
在浇筑下一节模板时，为避免接缝处出现小的错台，模板的美观、竖直度受到影响，每次浇筑混凝土的顶面应该要比模板的顶面低10cm，以防接缝出现错台现象。
浇筑完一层之后，应注意加强对砼的养护，及时用塑料薄膜包裹覆盖。
施工至最顶上一节时，应按设计标高预埋PVC。
5结语
通过现场实施实际情况来看，采用翻模施工，投入机具少，施工工序简单易控，过程中纠偏容易，可以连续施工，设备利用效率高，是一种值得推广的施工技术。
参考文献：
[1]《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012
[2]《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008
[3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2015
[4]《公路工程质量检验评定标准》
作者简介：梁成瑜 男 1984.9 本科 工程师