桥梁空心薄壁墩施工工艺及质量控制要点

Abstract: As a result of hollow thin walled pier in bridge pier structure has its own unique advantages, in recent years our province highway bridge construction of a large selection, combine the Princes Bridge hollow thin wall pier construction, elaborated the hollow thin wall pier construction process control points and the quality control points.

Keywords: hollow thin wall pier; construction technology; construction quality

中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：2095-2104(2012)07-0020-02

1、工程概况

目前，在我省公路桥梁高墩结构中主要采用空心薄壁墩，因其在达到较高的高度时仍能保证良好的稳定性，且结构经济适用，受到普遍欢迎。王公桥大桥是平定十四标段最大也是最长的一座桥，下部构造墩身为钢筋砼空心薄壁墩，空心墩形状为矩形。上部构造为50m预应力T梁。墩身共有10个空心墩。薄壁厚度为80厘米。空心墩顺桥向宽450厘米。其中1号空心墩墩柱高度为31米，2号墩柱高度为47米，3号墩柱高度为37米，4号墩柱高度为25米，5号墩柱高度为25米，空心墩砼标号为C30。

2、施工方案选择及总体施工方案

2.1施工方案选择

在查阅空心薄壁墩施工工艺相关资料后，为了达到施工工艺简便，经济成本低，进度快的目的，我们进行了空心薄壁墩施工工艺的方案比选：方案一：外模采用一墩到顶大块钢模,内模采用翻板抽块模板。优点:模板设计时纵、横向均按照设计尺寸,有利于保证混凝土的外观质量和墩柱几何尺寸;模板重复使用次数少,可以避免模板因重复使用变形而影响混凝土外观质量。缺点:模板重量大,成本高，模板周转次数少,不经济。方案二:采用爬模施工工艺，利用油压顶将模板顶升。优点：避免拆模和支模工序，减少工作支架的架设数量。缺点：施工工艺复杂，需专业施工人员操作，施工工艺不易掌握，进度慢，模板重复使用率高，易变形。方案三：内、外模均采用翻板抽块钢模板。优点:模板重量小,成本低，施工工艺简单，容易掌握。缺点：需架设满堂架，模板重复使用率高，易变形。

针对以上方案比选后，结合经济、技术和施工工艺等方面分析，认为方案三总体施工成本低，施工工艺简便易掌握，施工进度快。

2.2总体施工方案

经方案比选后，制定如下总体施工方案：王公桥大桥主要采用人工翻模(内外模均采用钢模板)结合搭设内外双排满堂脚手架，混凝土及钢筋其他材料用塔吊运输的施工方案完成，在墩柱上部设置工作平台。墩身模板提升采用倒链人工提升配合的方案，内脚手架作为绑扎钢筋时的内操作台。混凝土输送采用塔吊和吊车运输的施工方案;人员上下通道为脚手架搭成“之”字形马道，工作平台用竹胶板铺设并用铁丝固定，周围绑扎安全网防护。

混凝土拌合采用砼搅拌站集中拌合方式，利用混凝土搅拌运输车水平运输至塔吊范围内，垂直运输采用塔吊和吊车配合输送进行。

3、空心薄壁墩翻模施工工艺

3.1、人工翻升模板设计

翻升模板由两节大块模板(外内模均采用钢模板)与支架、内外钢管脚手架工作平台组合而成(施工中随着墩柱高度的增加将支架与已浇墩柱相连接，以增加支架的稳定性)。施工时第一节模板支立于基顶，第二节模板支立于第一节段模板土。当第二节混凝土强度达到3MPa以上、第一节混凝土强度达到l0MPa以上时，拆除第一节模板并将模板表面清理干净、涂上脱模剂后，用塔吊和手动葫芦将其翻升至第二节模板上。此时全部施工荷载由已硬化并具有一定强度的墩身混凝土传至基顶。依此循环，形成接升脚手架→钢筋接长绑扎→拆模、清理模板→翻升模板、组拼模板→中线与标高测量→灌注混凝土和养生的循环作业，直至达到设计高度。

每一节翻转模板主要由内外模板及纵横肋、刚度加强架、内外脚手架与作业平台、模板拉筋、安全网等组成。

内外模板均分为标准板和角模板两种，每大节模板高度4m(每节模板由高度2m的两个小节模板拼组而成)，宽度划分以1.5m为模数。

模板之间用Φ30螺栓连接，用[12槽钢支撑拉筋垫板，[12槽钢间距不超过1m，拉筋用Φ16mm的圆钢或螺纹钢。在拉筋处的内外模板之间设Φ18mmPVC硬管，以便拉筋抽拔及再次利用。灌注混凝土前在模板顶面按1.5m的间距设临时木或铁支撑，以控制墩身壁厚。内外模板均设模板刚度加强架，以控制模板变形。内外施工平台搭设在内外脚手架上。在内侧施工平台上铺薄钢板，临时存放用运送来的混凝土。在外侧施工平台顶面(脚手架)的周边设立防护栏杆，并牢固地挂立安全网。

3.2、翻升模板施工要点

(1)、安装内外脚手架。为兼顾钢筋绑扎与混凝土灌注两方面的因素，内平台与待灌节段的混凝土顶面基本平齐，外平台与待绑扎钢筋的顶部基本平齐。脚手架安装完毕后安装防护栏杆和安全网，搭设内外作业平台。

(2)、钢筋绑扎与检查。按设计要求绑扎钢筋后进行检查。绑扎中注意随时检查钢筋网的尺寸，以保证模板安装顺利。由于模板高度4m，因此每次钢筋绑扎的最低高度不小于4m加钢筋搭接长度。若钢筋绑扎长度大于6m，则需将钢筋的中上部支撑在脚手架上，以防钢筋倾斜。

(3)、首次立模准备。根据墩身中心线放出立模边线，立模边线外用砂浆找平，找平层用水平尺抄平。待砂浆硬化后即可立模。

(4)、首节模板安装。模板用塔吊吊装，人工辅助就位。先拼装墩身一个面的外模，然后逐次将整个墩身的第一节外模板组拼完毕。外模板安装后吊装内模板;然后上拉筋。每节模板安装时，可在两节模板间的缝隙间塞填薄钢板纠偏。

(5)、立模检查。每节模板安装后，用水准仪和全站仪检查模板顶面标高;中心及平面尺寸。若误差超标要调整，直至符合标准。测量时用全站仪对三向中心线(横向、纵向、45方向)进行测控。每次测量要在一个方向上进行换手多测回测量。测量要在无太阳强光照射、无大风、无振动干扰的条件下进行。

(6)、模板翻升。将第一节模板用手动葫芦挂在第二节模板上，松开并抽出第一节模板之间的拉筋，用手拉葫芦分别起吊第一节模板的各部分并运至第二节模板顶部或地面，清理模板涂刷脱模剂后在第二节模板顶按上述次序安装固定各组成部分。如此循环，直至墩顶。

4、空心薄壁墩的质量控制

4.1薄壁空心墩的测量监控措施

由于墩身高，需多次翻模，为保证墩身垂直度和中心位置准确，施工中采用三维空间定位法，采用空间坐标控制墩身四角，测量仪器采用全站仪。在承台施工前，首先放出墩身十字线，做好型钢支架，将墩身预埋钢筋准确定位并确保在整个施工过程中墩身钢筋不移位，不偏斜。模板安装前在墩身上准确测放出模板的四个控制点，模板安装时利用铅锤线测量模板的倾斜，模板安装完成后，利用全站仪直接测量墩身四角坐标与计算的理论坐标对比，利用倒链调整模板，误差控制在10mm以内。为确保墩身截面尺寸准确、顺畅，在每次浇注砼后，对墩身进行四角复测，并测量四角的标高，达到双控效果，即标高及线型控制，为下次立模提供数据参考，发现模板偏位之后应立即对模板轴线进行调整，为了不造成线形的不美观，调整不能一次性到位，调整方法为逐渐垫高模板偏向例的模板，慢慢进行调整。

4.2外观质量控制

高墩施工由于多次立模，多次浇注，容易引起模板变形，造成外观质量下降。为了提高外观质量，经多次探索，施工中采取了以下措施：

(1)采用同一厂家的水泥、砂石、外加剂、掺和料，确保外观的一致性。

(2)针对混凝土泵送难、和易性差、颜色灰白的问题，调整混凝土配合比，在保持原来配合比、坍落度的前提下，采用“双掺”技术，增加适量粉煤灰和减水剂，这使得混凝土的颜色更均匀，和易性更好。

(3)水平施工缝凿毛处理，在每板混凝土施工后，均留下一道水平施工缝，当混凝土终凝前，即可由人工在内外模外侧，由近及远绕周圈凿混凝土表面浮浆。在待再立模前清扫干净即可。

(4)浇筑混凝土前，先对上次施工顶面人工凿毛，对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查、整理，清除杂物，用高压水冲洗干净，模板间和下部嵌塞海绵条以防漏浆。

(5)混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇注，每层30cm，采用插入式振捣棒星型振捣，要求移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍;与侧模应保持5～10cm的距离;插入下层混凝土5～10cm操作严格遵守快插慢拔要求，避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。

(6)提高立模精度，改用厚10mm的海绵胶皮处理接缝，保证接缝严密。

(7)尽可能安排在下午或夜晚温度较低时安排混凝土浇注施工，减小混凝土的坍落度损失。

(8)混凝土浇注时，混凝土面低于模板面10cm，保证混凝土面的连续性。

(9)为确保墩身外观质量，模板翻升到位后，必须对模板进行彻底的清理、调直、修补和加固。

(10)混凝土浇筑完成后，未拆模前，应在养护期间经常使模板保持湿润，拆模后立即进行洒水养生，每3～6小时洒水一次，以保持混凝土表面湿润，养护期不少于7d。混凝土强度达到2.5Mpa前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚-T-架等荷载。

(11)拆模后及时修复表面缺陷，保证墩身颜色一致、棱角分明。

5、墩身施工线型控制

5.1影响高墩施工精度及其解决办法

空心薄壁墩墩身柔度大，在施工中受到日照引起的温差、风力、机械振动及施工偏载的影响，墩身的轴线就会发生弯曲和摆动，使墩身处于一种动态之中。尤其在高温季节，在阳光的照射下，高墩的朝阳面和背阳面温差较大，墩身也因此产生不均匀膨胀，使其向背阳面弯曲，其对墩身施工精度的影响很大，而且其影响值随着温差的增大而增大、随着太阳方位的改变而改变。所以在墩身施工中拟采用以下方法进行控制：

(1)喷水降温法：通过安装在内外翻模板结构上的环形喷水养生管，间断地向墩身喷水，在养护墩身的同时起到降低阴阳面温差的作用，从而使日照温差引起的墩身轴线偏位减少到最小。

(2)在测量控制中确定一个基准温度和基准时间，以消除温度变形对墩身成型精度的影响。选择在日出前后测量墩身的高度和平面位置，以避免日照造成的墩身平面位置偏移和墩身高度的不均匀变化，造成测量定位的困难。

(3)风力、机械振动和施工偏载

风力、机械振动和施工偏载对墩身轴线的影响是随机的、无序的。为此采用刚度大的模板以提高模板整体的抗弯、抗扭强度;在施工作业平台上须定人定岗，各司其责，在墩身砼浇筑时，混凝土应从四边均衡下料，以防止混凝土出现偏压，造成模板倾斜。

六、结束语

在平定十四标王公桥大桥空心薄壁墩的施工中，通过对施工方案结合经济、技术及施工工艺的分析比选，最后采用人工翻模(内外模均采用钢模板)结合搭设内外双排满堂脚手架，混凝土及钢筋其他材料用塔吊运输的施工方案，取得了良好的效果;通过对空心薄壁墩施工要点和质量控制的高度重视，保证了王公桥大桥空心薄壁墩施工的可靠性、安全性和经济性。