宋剑 樊建文

摘 要：在高速铁路建设中的桥梁施工过程中，为了保证桥梁能满足有效使用的要求，往往采用较为高大的墩柱作为下部支撑结构。由于自重较大，墩柱达到一定高度后会设计为空心结构，而空心墩因自身结构特点导致相对实心墩刚度较小，作业过程不易，复杂情况下作业时平面位置和高程会产生一定偏差，因此需要采取适当措施进行有效控制，达到设计要求质量。

关键词：高速铁路;空心墩柱;平面位置;高程监测;控制措施

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）23-0107-03

桥梁施工完成后，墩柱平面位置和高程直接影响到后续梁体施工及轨道铺设，对整条线路乃至正常运营意义重大，是施工过程中极为重要的因素，随着墩柱高度的增加影响尤其显著。因此针对高墩柱结构须采取有效措施，保证施工质量。

本文通过对某高速铁路特大桥空心墩施工方法加以说明，然后根据施工过程的特点，结合工程实际，针对具体影响因素，采取了有效措施，促使在施工的各个环节进行严格控制，使墩柱平面位置和高程满足设计和使用要求。

1 工程概况

本桥梁段均为简支梁，孔跨布置形式为29×32m简支梁+ 19×64m简支梁+1×32m简支梁，墩台基础采用钻孔灌注桩群桩基础，最深桩基77m;承台约50个，最大尺寸22.6m×17.6m×5m;桥墩采用35：1空心薄壁桥墩，最大墩高45m。

2 工程地质

主要地层为第四系全新统杂填土，冲击黏质黄土，砂质黄土、粉质黏土、粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、粗圆砾土;上更新统冲洪积粉质黏土、粉土、粉砂、细砂、细圆砾土、风积黏质黄土;中更新统风积黏质黄土。

3 水文地质

场地内地表水主要为河水，常年有水，水量随季节变动较大。河谷宽约200m，河水深约0～0.5m，流速一般，表观呈土黄色。地下水主要为赋存于黏性土、砂类土和碎石类土层中的第四系空隙潜水，局部地下水位埋深0～10m。

4 施工方法

4.1 总体施工顺序

本工程空心墩设计分下部实体墩，中间空心薄壁墩，顶部顶帽实体为3个部分。施工流程为：基础施工→钢筋制作安装→墩身模板安装→墩身混凝土浇筑→顶帽施工。

4.1.1 实体墩施工

采用整体定型钢模板，墩身和托盘分次浇筑，高于15m的墩身分节分次浇筑。墩台身混凝土集中拌和，运输车运输，泵送入模，插入式振捣器振捣。

4.1.2 空心墩施工

空心墩采用整体定型钢模板，内支架采用碗扣脚手架，外支架搭设作业人员上下通道和作业平台。墩身分节分次浇筑成型，第一步浇筑到实心和空心交接段;第二步浇筑到顶帽以下倒角处;第三步浇筑顶帽及垫石，顶帽搭设承力托架施工。空心墩墩身施工工艺见图1。

墩身高度小于15m的实心墩采用一次立模浇筑成型;墩身高度在15m-20m的实体墩，墩身和托盘分两次浇筑;墩身高度大于20m的空心墩每节4m分节浇筑成型，顶帽另外浇筑。

4.2 主要施工方法

4.2.1 墩身施工定位放線

采用全站仪坐标放样、水准仪配合经校准的钢尺进行控制高程，采用吊线锤和全站仪平面坐标放样控制垂直度。

第一次墩身施工放样在承台顶面上，以后每节钢筋绑扎前放样在新浇筑的混凝土面上。立模前放出墩身轴线及立模标高。施工完一个节段，在新浇混凝土顶面沿桥墩轴线方向和法线方向放出六个点，再根据测点控制下一节段模板安装位置，从而控制墩身垂直度。

4.2.2 墩身预埋筋施工

承台混凝土浇筑前应预埋伸入承台部分墩身钢筋，保证预埋件位置准确;对墩身底口平面位置进行放样确定，按照墩身钢筋尺寸制作定型胎具。定型胎具安装在承台顶板钢筋顶面以上1.5m～2.0m位置，以便预埋钢筋定位准确。

4.2.3 墩身钢筋安装

钢筋安装高度大于每次浇筑的混凝土高度，高墩钢筋每次安装4m以上。钢筋绑扎采用定位胎具，每隔2～4m高度设一道，中心与墩身中心吻合，绑扎下一节段的钢筋时重新安放。

4.2.4 模板工程

模板安装操作步骤：搭设安装支架→吊装组拼模板→检查对角线、垂直度和位置→设置缆风绳→模板固定→模板安装质量检查。模板的拆除采用塔吊（吊车）、手动葫芦进行，拆除顺序先外模后内模、先直板后弧板。

空心墩底部实体段施工采用翻模施工工艺支立模板，整体浇筑混凝土，按2m标准节+调整节进行组拼。采用翻模施工，以顶帽截面平面位置的圆弧端半径最小尺寸为模板顶口，以与承台接触面底口圆端半径最大尺寸为模板底口，按2m的标准节分节组拼成一套模板。空心墩外模圆端模及平面模板见图2。

4.2.5 墩身混凝土施工

混凝土浇筑分墩底实体段、墩身空心薄壁段、墩顶顶帽，采用泵送垂直运输。

整个截面按一定厚度、方向和顺序分层、连续浇筑混凝土，下一层混凝土初凝或能够重塑前完成浇筑上一层混凝土。分层浇筑厚度不超过30cm，分层应保持水平，采用振动器振动捣实。

结构混凝土浇筑完成后，及时用塑料薄膜包裹洒水养护。拆模按立模顺序逆向进行。

4.2.6 空心墩封顶

空心墩壁上预埋支点，上设置钢横梁，钢横梁上面设置传力杆件，支撑封顶段底模，在墩身顶部下倒角钢筋混凝土厚度为60cm处，顶帽浇筑分2次进行，每次浇筑高度1.5m。封顶施工见图3。

5 墩身轴线、平面位置、高程测量控制措施

线型控制通过测量进行，含墩身平面定位、高程、垂直度测量。

5.1 施工放样

立模前对墩身位置进行精准放线，在模板加固后，对平面位置进行复核，准确无误才能浇筑混凝土，完成后再次复核平面位置，调整下一段支立模板位置。

测量工作要求两人进行换手复测。承台施工完后，用全站仪放样墩身圆端、两圆弧中心以及两个半圆端点，共计六个控制点，用墨线弹出模板内侧边缘线，进行模板支立，利用测倾斜度仪器检测模板倾斜，在模板翻升之后及时进行跟进测量。墩身平面定位测量见图4。

5.2 平面定位测量

用全站仪、GPS配合使用、相互校核+施工过程控制。墩身平面定位测量采用三维坐标控制法。施工前用全站仪进行平面定位，设置好横向、纵向控制轴线，向作业人员交底，并用精密全站仪进行复核。

底部实体段完成后，放样左右圆心，作为永久圆心。同时在实体段顶放样出空心墩纵横方向轴线。用全站仪进行对点测量，以便控制墩身轴线，对棱角的边线进行测量监控。用垂准仪或5Kg线坠，在作业平面引出左右圆心，控制其平面尺寸。圆端形空心墩平面轴线控制见图5。

当天的气温若高于28℃，墩身的中心点位测量设置须在早八点前完成，避免温度差异的影响。

模板安装作业时，先校正墩身控制点之间距离，若与设计值较为接近，则使用全站仪对各个点位进行定位，且要求达到必要精度，当模板调校之后，对各个关键控制点之间距离进行核准，保证顶口的定位精度达标、准确。

5.3 墩身高程测量

根据设计提供高程控制点，结合三角网点用精密水准仪自动安平。每翻模一次检验一次高程。

承台完成后，在顶面测量设置临时水准点，作为墩身施工作业沉降观测的控制点，监测墩顶高程。

使用三角高程控制法结合长钢卷尺丈量法进行双控高程。墩身的下部分1.5米的部位，设置整米的高程控制基准线，测量从该线进行，采用三角高程控制法使用全站仪复核。

5.4 墩身的垂直度测量

（1）墩身20m以下时，采用吊垂球与全站仪测量模板角点结合校正模板。吊线下垂球重量不应小于5kg，且在无风天气进行。（2）当墩身超过20m时，采用吊垂球、全站仪平面测量放样相结合控制。（3）全站仪放样出每节墩身纵横向轴线平面，找出本次预浇筑节段墩身平面位置，据此安装本节段模板，安装完成后固定模板。模板调整完成后，用吊铅锤的办法最后校核。

将三种方法结果进行对比，要求误差在允许范围内。

5.5 墩身分节浇筑平面定位

底部实体段完成作业后，放样出其左右圆心以作为永久圆心。在墩顶部放样出空心墩纵、横方向的轴线。作业过程中用GPS测量墩身的轴线。用全站仪对棱角的边线进行监控测量，用垂准仪或5Kg线坠，在作业平面引出左右圆心，控制其平面尺寸。

模板安装作业时，先校正墩身控制点之间距离，若与设计值较为接近，则使用全站仪对各个点位进行定位，且要求达到必要精度，当模板调校之后，对各个关键控制点之间距离进行核准，保证顶口的定位精度达标、准确。

6 墩身施工过程控制措施

6.1 温度差异控制

高温作业时，墩身朝阳面、背阳面间因太阳照射引起的温度差异较大，墩身会产生不均匀的膨胀变形，从而使其向着背阳面方向弯曲。这种变化随着温度差异的增大而逐渐增大，随着不断改变的太阳方位而相应变化。

（1）采用喷水降温控制。通过环形喷水养生管间断向墩身喷水，其安装在模板结构上。（2）日出前后进行墩身平面位置和高程测量，实时监测控制，采取调整措施，避免日照造成墩身平面位置偏移和高程的不均匀变化。（3）早七时左右，沿墩身横、纵向中心线，将水平尺精确安放在翻模下口，全站仪测量。将此处的日照时偏差，作为下步施工部位模板的日照偏差，进而在后续调整模板中线作业中消除。（4）墩身实体段、空心段和顶帽段混凝土作业时，应特别注意各部位间连接处的混凝土质量及外观。（5）墩身实体段一次浇筑混凝土体积过大，采取降温措施降低混凝土水化热。

6.2 墩身防扭曲

将内外侧模板相应对角线的尺寸量取，当浇筑混凝土以及抽查复核之时，如果发现情况异常，则立即根据所量取的数据，依据墩身内侧脚手架及底下节段模板的桁架进行模板调校，用全站仪再次测量核对，按照墩身截面的左、右侧圆端以及直线段圓端间的相切部分连接的点位，控制结构尺寸的误差。

6.3 风力、机械振动和施工偏载

薄壁空心墩墩身柔度较大，施工作业中如果受到机械振动、施工偏载及风力的影响，墩柱自身的轴线可能会出现摆动及弯曲。

（1）模板的整体刚度、稳定性须满足施工时风力、机械振动和施工荷载要求，模板安装后允许变形偏差须控制在规范范围之内。（2）选用拉杆式平面模板。面板用6mmQ235钢板，加劲竖肋用间距为25cm～30cm的10#槽钢，龙骨用双16#槽钢，连接边框为16mm钢板;圆端模板面板用6mmQ235钢板制作，加劲竖肋为10#槽钢，横肋为12#卷槽钢，连接边框用16mm钢板。（3）从四边均衡下放混凝土浇筑墩身，防止偏压。

7 结论及说明

经过采取以上措施，在施工完成后对已施做墩柱进行跟踪监测，得到的平面位置（含平面中心、轴线及直线段、弧线段控制点）偏差为-1mm～9mm，高程偏差为-1～8mm，满足规范要求。

参考文献

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