橋梁空心薄壁墩施工工藝及質量控制要點
摘要：由于空心薄壁墩在橋梁高墩結構中具有其獨特的優(yōu)越性，在近幾年我省高速公路橋梁建設中大量選用，本人結合對王公橋大橋空心薄壁墩的施工，闡述了空心薄壁墩的施工工藝控制要點和質量控制要點。
關鍵字：空心薄壁墩;施工工藝;施工質量
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
中圖分類號：U445文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104(2012)07-0020-02
1、工程概況
目前，在我省公路橋梁高墩結構中主要采用空心薄壁墩，因其在達到較高的高度時仍能保證良好的穩(wěn)定性，且結構經濟適用，受到普遍歡迎。王公橋大橋是平定十四標段最大也是最長的一座橋，下部構造墩身為鋼筋砼空心薄壁墩，空心墩形狀為矩形。上部構造為50m預應力T梁。墩身共有10個空心墩。薄壁厚度為80厘米�？招亩枕槝蛳驅�450厘米。其中1號空心墩墩柱高度為31米，2號墩柱高度為47米，3號墩柱高度為37米，4號墩柱高度為25米，5號墩柱高度為25米，空心墩砼標號為C30。
2、施工方案選擇及總體施工方案
2.1施工方案選擇
在查閱空心薄壁墩施工工藝相關資料后，為了達到施工工藝簡便，經濟成本低，進度快的目的，我們進行了空心薄壁墩施工工藝的方案比選：方案一：外模采用一墩到頂大塊鋼模,內模采用翻板抽塊模板。優(yōu)點:模板設計時縱、橫向均按照設計尺寸,有利于保證混凝土的外觀質量和墩柱幾何尺寸;模板重復使用次數(shù)少,可以避免模板因重復使用變形而影響混凝土外觀質量。缺點:模板重量大,成本高，模板周轉次數(shù)少,不經濟。方案二:采用爬模施工工藝，利用油壓頂將模板頂升。優(yōu)點：避免拆模和支模工序，減少工作支架的架設數(shù)量。缺點：施工工藝復雜，需專業(yè)施工人員操作，施工工藝不易掌握，進度慢，模板重復使用率高，易變形。方案三：內、外模均采用翻板抽塊鋼模板。優(yōu)點:模板重量小,成本低，施工工藝簡單，容易掌握。缺點：需架設滿堂架，模板重復使用率高，易變形。
針對以上方案比選后，結合經濟、技術和施工工藝等方面分析，認為方案三總體施工成本低，施工工藝簡便易掌握，施工進度快。
2.2總體施工方案
經方案比選后，制定如下總體施工方案：王公橋大橋主要采用人工翻模(內外模均采用鋼模板)結合搭設內外雙排滿堂腳手架，混凝土及鋼筋其他材料用塔吊運輸?shù)氖┕し桨竿瓿桑诙罩喜吭O置工作平臺。墩身模板提升采用倒鏈人工提升配合的方案，內腳手架作為綁扎鋼筋時的內操作臺�；炷凛斔筒捎盟鹾偷踯囘\輸?shù)氖┕し桨?人員上下通道為腳手架搭成“之”字形馬道，工作平臺用竹膠板鋪設并用鐵絲固定，周圍綁扎安全網防護。
混凝土拌合采用砼攪拌站集中拌合方式，利用混凝土攪拌運輸車水平運輸至塔吊范圍內，垂直運輸采用塔吊和吊車配合輸送進行。
3、空心薄壁墩翻模施工工藝
3.1、人工翻升模板設計
翻升模板由兩節(jié)大塊模板(外內模均采用鋼模板)與支架、內外鋼管腳手架工作平臺組合而成(施工中隨著墩柱高度的增加將支架與已澆墩柱相連接，以增加支架的穩(wěn)定性)。施工時第一節(jié)模板支立于基頂，第二節(jié)模板支立于第一節(jié)段模板土。當?shù)诙?jié)混凝土強度達到3MPa以上、第一節(jié)混凝土強度達到l0MPa以上時，拆除第一節(jié)模板并將模板表面清理干凈、涂上脫模劑后，用塔吊和手動葫蘆將其翻升至第二節(jié)模板上。此時全部施工荷載由已硬化并具有一定強度的墩身混凝土傳至基頂。依此循環(huán)，形成接升腳手架→鋼筋接長綁扎→拆模、清理模板→翻升模板、組拼模板→中線與標高測量→灌注混凝土和養(yǎng)生的循環(huán)作業(yè)，直至達到設計高度。
每一節(jié)翻轉模板主要由內外模板及縱橫肋、剛度加強架、內外腳手架與作業(yè)平臺、模板拉筋、安全網等組成。
內外模板均分為標準板和角模板兩種，每大節(jié)模板高度4m(每節(jié)模板由高度2m的兩個小節(jié)模板拼組而成)，寬度劃分以1.5m為模數(shù)。
模板之間用Φ30螺栓連接，用[12槽鋼支撐拉筋墊板，[12槽鋼間距不超過1m，拉筋用Φ16mm的圓鋼或螺紋鋼。在拉筋處的內外模板之間設Φ18mmPVC硬管，以便拉筋抽拔及再次利用。灌注混凝土前在模板頂面按1.5m的間距設臨時木或鐵支撐，以控制墩身壁厚。內外模板均設模板剛度加強架，以控制模板變形。內外施工平臺搭設在內外腳手架上。在內側施工平臺上鋪薄鋼板，臨時存放用運送來的混凝土。在外側施工平臺頂面(腳手架)的周邊設立防護欄桿，并牢固地掛立安全網。
3.2、翻升模板施工要點
(1)、安裝內外腳手架。為兼顧鋼筋綁扎與混凝土灌注兩方面的因素，內平臺與待灌節(jié)段的混凝土頂面基本平齊，外平臺與待綁扎鋼筋的頂部基本平齊。腳手架安裝完畢后安裝防護欄桿和安全網，搭設內外作業(yè)平臺。
(2)、鋼筋綁扎與檢查。按設計要求綁扎鋼筋后進行檢查。綁扎中注意隨時檢查鋼筋網的尺寸，以保證模板安裝順利。由于模板高度4m，因此每次鋼筋綁扎的最低高度不小于4m加鋼筋搭接長度。若鋼筋綁扎長度大于6m，則需將鋼筋的中上部支撐在腳手架上，以防鋼筋傾斜。
(3)、首次立模準備。根據(jù)墩身中心線放出立模邊線，立模邊線外用砂漿找平，找平層用水平尺抄平。待砂漿硬化后即可立模。
(4)、首節(jié)模板安裝。模板用塔吊吊裝，人工輔助就位。先拼裝墩身一個面的外模，然后逐次將整個墩身的第一節(jié)外模板組拼完畢。外模板安裝后吊裝內模板;然后上拉筋。每節(jié)模板安裝時，可在兩節(jié)模板間的縫隙間塞填薄鋼板糾偏。
(5)、立模檢查。每節(jié)模板安裝后，用水準儀和全站儀檢查模板頂面標高;中心及平面尺寸。若誤差超標要調整，直至符合標準。測量時用全站儀對三向中心線(橫向、縱向、45方向)進行測控。每次測量要在一個方向上進行換手多測回測量。測量要在無太陽強光照射、無大風、無振動干擾的條件下進行。
(6)、模板翻升。將第一節(jié)模板用手動葫蘆掛在第二節(jié)模板上，松開并抽出第一節(jié)模板之間的拉筋，用手拉葫蘆分別起吊第一節(jié)模板的各部分并運至第二節(jié)模板頂部或地面，清理模板涂刷脫模劑后在第二節(jié)模板頂按上述次序安裝固定各組成部分。如此循環(huán)，直至墩頂。
4、空心薄壁墩的質量控制
4.1薄壁空心墩的測量監(jiān)控措施
由于墩身高，需多次翻模，為保證墩身垂直度和中心位置準確，施工中采用三維空間定位法，采用空間坐標控制墩身四角，測量儀器采用全站儀。在承臺施工前，首先放出墩身十字線，做好型鋼支架，將墩身預埋鋼筋準確定位并確保在整個施工過程中墩身鋼筋不移位，不偏斜。模板安裝前在墩身上準確測放出模板的四個控制點，模板安裝時利用鉛錘線測量模板的傾斜，模板安裝完成后，利用全站儀直接測量墩身四角坐標與計算的理論坐標對比，利用倒鏈調整模板，誤差控制在10mm以內。為確保墩身截面尺寸準確、順暢，在每次澆注砼后，對墩身進行四角復測，并測量四角的標高，達到雙控效果，即標高及線型控制，為下次立模提供數(shù)據(jù)參考，發(fā)現(xiàn)模板偏位之后應立即對模板軸線進行調整，為了不造成線形的不美觀，調整不能一次性到位，調整方法為逐漸墊高模板偏向例的模板，慢慢進行調整。
4.2外觀質量控制
高墩施工由于多次立模，多次澆注，容易引起模板變形，造成外觀質量下降。為了提高外觀質量，經多次探索，施工中采取了以下措施：
(1)采用同一廠家的水泥、砂石、外加劑、摻和料，確保外觀的一致性。
(2)針對混凝土泵送難、和易性差、顏色灰白的問題，調整混凝土配合比，在保持原來配合比、坍落度的前提下，采用“雙摻”技術，增加適量粉煤灰和減水劑，這使得混凝土的顏色更均勻，和易性更好。
(3)水平施工縫鑿毛處理，在每板混凝土施工后，均留下一道水平施工縫，當混凝土終凝前，即可由人工在內外模外側，由近及遠繞周圈鑿混凝土表面浮漿。在待再立模前清掃干凈即可。
(4)澆筑混凝土前，先對上次施工頂面人工鑿毛，對支架、模板、鋼筋和預埋件進行檢查、整理，清除雜物，用高壓水沖洗干凈，模板間和下部嵌塞海綿條以防漏漿。
(5)混凝土應按一定厚度、順序和方向分層澆注，每層30cm，采用插入式振搗棒星型振搗，要求移動間距不超過振動器作用半徑的1.5倍;與側模應保持5～10cm的距離;插入下層混凝土5～10cm操作嚴格遵守快插慢拔要求，避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。
(6)提高立模精度，改用厚10mm的海綿膠皮處理接縫，保證接縫嚴密。
(7)盡可能安排在下午或夜晚溫度較低時安排混凝土澆注施工，減小混凝土的坍落度損失。
(8)混凝土澆注時，混凝土面低于模板面10cm，保證混凝土面的連續(xù)性。
(9)為確保墩身外觀質量，模板翻升到位后，必須對模板進行徹底的清理、調直、修補和加固。
(10)混凝土澆筑完成后，未拆模前，應在養(yǎng)護期間經常使模板保持濕潤，拆模后立即進行灑水養(yǎng)生，每3～6小時灑水一次，以保持混凝土表面濕潤，養(yǎng)護期不少于7d。混凝土強度達到2.5Mpa前，不得使其承受行人、運輸工具、模板、支架及腳-T-架等荷載。
(11)拆模后及時修復表面缺陷，保證墩身顏色一致、棱角分明。
5、墩身施工線型控制
5.1影響高墩施工精度及其解決辦法
空心薄壁墩墩身柔度大，在施工中受到日照引起的溫差、風力、機械振動及施工偏載的影響，墩身的軸線就會發(fā)生彎曲和擺動，使墩身處于一種動態(tài)之中。尤其在高溫季節(jié)，在陽光的照射下，高墩的朝陽面和背陽面溫差較大，墩身也因此產生不均勻膨脹，使其向背陽面彎曲，其對墩身施工精度的影響很大，而且其影響值隨著溫差的增大而增大、隨著太陽方位的改變而改變。所以在墩身施工中擬采用以下方法進行控制：
(1)噴水降溫法：通過安裝在內外翻模板結構上的環(huán)形噴水養(yǎng)生管，間斷地向墩身噴水，在養(yǎng)護墩身的同時起到降低陰陽面溫差的作用，從而使日照溫差引起的墩身軸線偏位減少到最小。
(2)在測量控制中確定一個基準溫度和基準時間，以消除溫度變形對墩身成型精度的影響。選擇在日出前后測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勻變化，造成測量定位的困難。
(3)風力、機械振動和施工偏載
風力、機械振動和施工偏載對墩身軸線的影響是隨機的、無序的。為此采用剛度大的模板以提高模板整體的抗彎、抗扭強度;在施工作業(yè)平臺上須定人定崗，各司其責，在墩身砼澆筑時，混凝土應從四邊均衡下料，以防止混凝土出現(xiàn)偏壓，造成模板傾斜。
六、結束語
在平定十四標王公橋大橋空心薄壁墩的施工中，通過對施工方案結合經濟、技術及施工工藝的分析比選，最后采用人工翻模(內外模均采用鋼模板)結合搭設內外雙排滿堂腳手架，混凝土及鋼筋其他材料用塔吊運輸?shù)氖┕し桨�，取得了良好的效�?通過對空心薄壁墩施工要點和質量控制的高度重視，保證了王公橋大橋空心薄壁墩施工的可靠性、安全性和經濟性。
