王昭
中铁六局集团北京铁路建设有限公司，北京市 100089
摘要：随着我国铁路事业的蓬勃发展，邻近铁路既有线施工的项目越来越多，其中邻近铁路既有线桥梁墩柱施工因高度原因钢筋绑扎完成后容易发生倾覆，对既有线存在很大安全隐患，所以在施工过程中，不仅需要保证桥梁本体的施工安全，还需妥善的解决桥梁施工过程中对临近既有线的影响问题。
关键词：铁路；既有线高墩；低配筋先支模后绑筋；施工工艺；经济效益
引言
津保铁路子牙河特大桥工程145-231#墩临近既有京沪铁路，墩身高度为7-21m，墩身距离既有线防护栅栏最近处为3-4m,出于安全考虑墩身四周不能搭设脚手架，如何绑扎、固定墩身钢筋成了施工中的难点。同时，子牙河特大桥桥墩设计图中主筋为φ16mm螺纹钢筋，配筋为φ10mm光圆钢筋，钢筋间距在10-14cm，钢筋布置相对较少。
结合现场实际情况经过研究，形成了邻近铁路既有线高墩低配筋先支模后绑筋的施工工艺，墩身内部搭设满堂红支架用作安装模板、绑扎钢筋的工作平台，墩顶设置通风系统，墩身模板采用定型钢模板，模板用吊车进行吊装，吊装模板时设置缆风绳，模板安装完成后，模板平行铁路方向、远离铁路方向设置缆风绳，防止模板倾覆至既有铁路。此方案即解决了桥梁墩身施工问题，又保障了营业线的安全。本工艺在邻近铁路墩身施工中效果明显。
1 邻近铁路既有线高墩低配筋先支模后绑筋施工工艺的特点
1）本工艺相对于常规施工方法工序互换、工效稍有降低，在施工进度上没有优势，但是整个施工过程对既有线的侵入及铁路运营安全影响较小，在很大程度上确保了铁路的运营安全，间接提高了施工效益。2）此工艺施工保证了铁路既有线安全，在墩柱低配筋条件下效果明显，可操作性高。3）墩柱先支模板后绑扎钢筋在很大程度上缩小了施工范围，节约了场地，减少了对铁路既有线的影响，安全系数提高。4）施工不需复杂的机械设备，采用25t吊车吊装模板和钢筋，可用于各种复杂地形、地质和狭窄场地施工，对附近的铁路安全影响较小。5）减少了模板外搭设脚手架的工序有利于保证线路安全。
2 适用范围
本工艺适用于邻近铁路既有线、墩身高度较高（一般在8-20米范围内的）、施工场地有限、墩柱内部配筋较少的桥梁墩身施工。
3 工艺原理
墩身采用先支模后绑筋的施工方法，墩身模板内部搭设脚手架作为绑扎钢筋施工平台，每一次接长绑扎控制在2-5米，墩身顶部安装小型管道送风机，保证施工人员通风顺畅，墩身模板采用定型钢模板，模板用吊车进行吊装，吊装模板时人工远离铁路侧设置锚绳，防止模板摆动进入铁路范围。在墩顶四角向外侧不小于墩柱高度的距离，埋设地锚，用手扳葫芦将墩柱顶四角与地锚相连接并加固。每节为了模板安装完毕后进行测量校核和人员工作，设置竖向爬梯，爬梯采用Φ20钢筋与模板平面一侧焊接形成，外侧设安全围护（直径12的钢筋焊接而成），以便人员上下作业和检查。模板拆除时，先拆除铁路侧模板，并设专人进行指挥。
4 施工工艺流程及操作要点
4.1 工艺流程（如图1所示）
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图1 邻近铁路既有线高墩低配筋先支模后绑筋施工工艺流程图
4.2 操作要点
1）测量放样
首先，在承台施工时，放线处墩身位置，安装墩身预埋钢筋，并与承台顶层钢筋加固牢固。在施工墩柱前再测量校核看钢筋是否偏位。本段桥墩中心里程均以左线里程为准，直线上桥梁墩中心应与左右线中心线重合，曲线上考虑曲线布置影响。
2）承台顶面处理
再次放样墩身位置，将墩身范围内的承台顶面进行凿毛处理，凿出混凝土粗骨料，将混凝土凿毛处清理干净，用水清洗。
3）墩身预埋钢筋整修
对预埋的墩身钢筋按照图纸尺寸进行调直，同时使用除锈剂或角磨机对钢筋进行除锈。对于需要两次浇筑的墩身在进行第二次浇筑前按规范要求对墩身首次浇筑预留施工缝进行凿毛处理并清理干净，同时复核预埋钢筋保护层是否符合设计图纸，并进行整修。
4）脚手架搭设
采用48*3.5mm的钢管进行脚手架搭设，横杆采用48*3.5*600mm、φ48*3.5*900mm两种杆件配合使用，立杆统一采用φ48*3.5*1200mm，立杆下支垫[10槽钢，立杆与墩身下部轮廓线距离500mm。支架间设置剪刀撑，采用规格为6m的钢管，在立面上从下至上，全方面覆盖。为保证施工安全，使用铁丝对操作平台上铺设的50mm厚模板进行加固。脚手架第一步施工应沿墩内四周延伸，最后重合于第一立面。立杆竖起后，应有临时的拉接或斜撑保护。脚手架完成二步高后，应进行连接杆件的连接，连接时应仔细检查立杆的垂直后方可固定。
脚手架搭设标准：符合相应的脚手架规范标准，同时应保准安全及稳定性。
5）模板工程
（1）模板选择：为保证混凝土结构几何尺寸符合设计图纸，采用定型钢模板进行施工，定型模板应具有足够的强度。
（2）模板试拼：在模板加工完成后，应先进行拼装，确保运抵现场后可以正常使用。
（3）模板处理：模板在使用前需打磨、除锈、清洗、涂抹模板漆﹑检测平整度合格后方可使用。
（4）模板安装：以架子管搭设的平面为工作面，吊车配合人工安装模板。严格按照施工图纸墩身高度搭配模板。合模时应先吊装远离铁路侧模板，防止地面沉降倾覆，吊装每块模板必须保证固定稳固后方可撤离吊车吊钩。高空作业人员必须进行安全教育培训，并佩戴相应的安全用具。模板使用配套的拉筋及螺母进行固定。为防止在浇筑过程中混凝土出现漏浆情况，使用水泥砂浆对模板底部及缝隙进行封堵。
（5）模板加固：模板使用精轧螺纹拉筋连接。模板加固采用模型自身刚度结合“外部拉锚加固法”施工。拉锚加固法为在墩柱底四角向外侧不小于墩柱高度的距离，埋设地锚，用手扳葫芦将墩柱顶四角与地锚相连接并加固。拉锚加固法的目的是控制模板方位，并保证在浇筑过程中若碰触模板，模板不发生位移，具体图解如下图2所示。
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图2 模板支护示意图
（6）通风系统安装
由于墩柱较高，模内作业空间操作空间狭小情况下，应加强对墩内的通风以确保作业人员的安全。墩内通风系统采用管道送风的方式，模板支立、加固完成后，在模板顶工作平台上安装小型管道送风机，新鲜空气通过管道进入墩内，管道采用φ200mmPVC管。管道从墩顶直通承台顶面，垂直布置，底部出口进行封堵。在管道上每隔2m设置一处φ100mm的出风口，均匀布置，孔口指向墩内方向。送风机设置在远离铁路一侧，采用φ5mm镀锌钢丝固定在工作平台上，如图3所示。
在施工人员进入墩内作业前，先进行通风5分钟，确保墩内空气能满足正常作业。施工人员进入墩内后，每隔1小时进行一次通风。夏季高温作业时，施工人员在墩内施工作业时间不得超过2个小时，上下人员轮换作业，墩顶人员应及时同墩内作业人员进行通话，并及时提供水源，确保墩内施工人员安全。
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图3 通风系统立面、平面布置图
（7）钢筋工程
钢筋入场：在施工场地内设置钢筋原材区、钢筋加工区、钢筋成品区，钢筋原材入场后堆放至原材区，钢筋下方利用枕木或槽钢进行支垫，上方覆盖彩条布，并在监理见证下进行原材取样送检至试验检测单位，待检测合格后方能使用。
钢筋加工：钢筋检测合格后，对照设计图纸进行钢筋加工，加工成型的钢筋应符合设计图纸规格尺寸，满足钢筋加工规范要求。
钢筋接头：钢筋采用焊接的方式进行连接，单面焊接为10d，双面焊接为5d（d为钢筋直径），相邻接头应错开35d且不小于50cm，同一截面上接头数量不得大于总接头个数的50%。
钢筋绑扎：以架子管搭设的平面为作业平台，用吊车配合人工绑扎钢筋，制作钢筋夹具，严格按照施工图纸布设钢筋。并以搭设的架子管和钢筋连接加固，确保钢筋网的平整顺直，等钢筋网连成整体稳固后浇筑前将架子管拆除。钢筋采用梅花型布置进行绑扎，保证网片不歪斜，禁止顺扣绑扎，绑丝丝头朝向钢筋内部，不得深入混凝土保护层内。
保护层：混凝土保护层采用主体混凝土同标号垫块，垫块大小应与设计图纸保护层尺寸相符，且一平方米内垫块个数不得少于4个。
预埋钢筋和预埋件：在墩柱钢筋绑扎完成后，进行测量放样，预埋垫石钢筋及接地端子，垫石钢筋预埋规格型号及位置应符合设计图纸要求，同时应对接地端子进行保护。
（8）混凝土工程
混凝土使用商品砼，应先进行强度及配合比试验，待达到设计要求后，利用混凝土罐车进行运输，使用泵车泵送至墩内，墩柱高度12m以下一次浇注完成；墩柱高度12m以上两次浇注完成。
墩柱砼浇注：混凝土浇筑的落差不得大于2m，同时采用水平分层的方式进行浇筑，每层混凝土浇筑厚度不得大于50cm，并应保证混凝土不得出现离析现象。混凝土入模的施工温度控制在5～30℃。混凝土与外界环境温差应≤20℃，在炎热季节可以采用喷雾降低模板和钢筋的温度或夜间施工。
（9）混凝土养护
在混凝土浇筑完成后，在混凝土表面覆盖薄膜，待混凝土凝固后，使用洒水养护的方式对混凝土进行养护，在模板拆除完成后，在混凝土表面涂刷养护液进行混凝土养护。
（10）拆除模板
在混凝土拆除模板前，应先送检试块，在混凝土强度达到2.5MPa以上时，方可拆除模板。
5 材料与设备（如表1所示）
表1 主要机械设备表
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6 质量控制
6.1 工程质量控制标准
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）及《混凝土结构施工质量验收规范》（GB5024-2015）的要求进行施工及检验。
6.2 质量保证措施
1）在主体施工时，应多次对墩柱及预埋钢筋位置进行放样复核，确保尺寸及钢筋预埋位置准确无误，避免因尺寸不符造成返工现象。
2）钢筋在使用前，必须等钢筋送检试验合格后方可使用，如钢筋不符合相应规范要求，则不得使用。
3）钢筋接头在同一截面内不得超过总截面的50%，相邻接头应错开35d（d为钢筋直径）且不得小于50cm。
4）墩柱模板在支立过程中，一定要边支边加固，模板全部支完后四周与地锚拉紧。
7 安全措施
1）模板搭设完毕后必须安装通风设施，加强空气对流，保障墩内作业人员人身安全。在施工人员进入墩内施工前必须先进行通风，确保墩内安全。夏季高温作业时，施工人员在墩内施工作业时间不得超过2个小时，上下人员轮换作业。
2）模板拆除过程中邻铁侧墩顶弧形模板设缆风绳，分两次作业：一次在松最后模板连接螺栓前设短缆风绳，固定在下节未拆除模板上；二次待模板吊直平稳后，用长缆风绳人工稳定，直至吊稳落至地面。
3）施工时吊车作业要由专人统一指挥，严禁侵线，严禁准备作业超标准、超范围，不得吊装超过吊车配重的材料，确保铁路安全。
4）施工机械及材料在加工使用及倒运时不得侵入铁路限界，从而影响铁路运营安全。
5）定期对机械进行检修和养护，在吊车使用过程中，应对吊车的支腿进行检查，严格遵守“一人一机制”，管理人员不得要求机械超范围作业，确保铁路营业安全。
6）在施工过程中，车站安排驻站员，现场安排防护员，防护用具携带齐全，及时沟通，在施工场地范围内有列车通过时，应及时停止施工，确保列车运行安全。
7）在施工过程中，要对每道施工工序进行技术与安全交底，交底要全面，标识要清楚，同时安全专人进行检查，确保在施工过程中按照交底进行施工。
8）吊车钢丝绳在使用过程中应进行检查，避免出现损坏，保证足够的安全系数。凡表面磨损、腐蚀、断丝超过标准的，大死弯、断股、油芯外露的不得使用，同时应有防止脱钩的保险装置。
8 环保措施
1）施工前组织有关人员学习国家的环境保护法，同时要执行当地有关部门对环境的具体要求。
2）在进行模板打磨时，应尽量减少噪音，避免扰民，确保文明施工。
3）在混凝土浇筑过程中，应根据现场及周边居民情况合理安排浇筑时间，同时在浇筑过程中，避免出现混凝土浪费现象。
4）墩身施工时根据现场情况调配合适的机械进行施工，同时应符合国家排放标准的机械设备。
5）采用洒水车对施工场地进行洒水降尘，确保在施工过长中避免出现扬尘现象。
9 效益分析
1）本工艺与同类桥梁工程的工艺相比，由于施工场地较小，且对铁路影响较小，且有利于文明施工，能确保周围既有铁路运营安全，节约了迁改铁路护栏等费用。
2）此工艺可行性强、工程质量好，得到了业主、监理及质量监督站的认可，为我公司顺利承接类似工程打下坚实基础。
3）虽然本工艺与先绑扎墩身钢筋后支模板的常规施工方法相比，效率有所降低，但对营业线安全保证非常重要，间接上提高了施工效率，社会效益显著。
10 应用实例
本工艺于2012年2月至2015年5月应用于中铁六局集团北京铁路建设有限公司承建的津保铁路子牙河特大桥145-231墩。145-231#墩临近既有京沪铁路，最近承台边线距京沪右线中心4.9米，墩柱施工采取常规的先绑扎钢筋后支模板对安全存在着巨大隐患。针对这种情况，采用先支模板后绑钢筋的施工方法，大大降低了安全隐患，保证了铁路运输的正常秩序。
结语
本工艺于2008年至2013年应用于中铁六局集团北京铁路建设有限公司承建的新建津秦铁路客运专线工程。27#、29#墩临近大秦线，采取常规先绑扎钢筋后支模板的方法施工对大秦线安全存在着巨大隐患。针对这种情况，采用先支模板后绑扎钢筋的施工方法，大大降低了安全隐患，取得了良好的效果。
作者简介：王昭，1985年12月28日，男，汉族，甘肃-高台，大学本科，工程师。