公路桥梁空心薄壁墩高墩施工质量控制

2020-04-17周建峰

工程技术研究 2020年4期

关键词：爬模墩身高墩

周建峰

（中铁南方投资集团有限公司，广东深圳 518000）

1 工程概况及技术难点

1.1 工程概况

洛栾高速公路柳扒伊河大桥跨越洛阳境内重要河流伊河，属于整个项目工程的控制性工程。柳扒伊河大桥2#～9#左右幅均为薄壁空心墩高墩，墩身高度最低56.4m，最高63.4m,墩身采用变截面箱型方墩。

1.2 工程技术难点

空心薄壁墩结构受力复杂、施工难度大、工期要求紧，如何在保证施工进度的情况下保证工程质量值得深入研究。

（1）结构受力复杂。空心薄壁高墩不仅承受上部传下的恒载、活载，而且还要承受风荷载。另外，还要承受内外温度应力差。

（2）施工难度大。高墩施工属于露天高空作业，施工风险系数较大，施工环境比较复杂。另外，由于柳扒伊河大桥跨越重要河流，对环保的要求也比较高。

（3）桥梁墩身线性控制较难。由于柳扒伊河大桥墩身高度较高，桥梁墩身线性控制尤其是垂直度控制比较难，而且随着高度的增加施工误差也会随着变大，墩身垂直度非常容易超过结构设计的临界值。

针对以上特点，为了保证桥墩的施工质量，建议采用爬模法进行施工。

2 现场总体施工方案

2.1 爬模施工及其特点

爬模施工是现浇竖向结构施工中较先进的施工方法，具备自爬的能力，因此不需起重机械的吊运，减少了施工中运输机械的吊运工作量；在自爬的模板上悬挂脚手架可省去施工过程中的外脚手架，适于高空作业；混凝土施工简单、迅速，且十分经济，混凝土表面光洁；模板部分可相对支撑架部分上下左右调节，使用灵活；能节省大量模板、脚手架材料、劳力，施工安全；混凝土可连续浇筑，可避免施工缝的出现。

2.2 工程施工总体方案

根据桥梁薄壁空心墩特点，薄壁空心墩施工采用爬模施工工艺。由预制模板浇注墩身下部第一节段墩身混凝土，并预埋安装螺栓等。爬模所需内套架、外套架等在平地组装，待混凝土达到承载要求后进行安装并开始爬模施工。

根据墩柱截面设计，模板设计为收分的形式，即主面板（横向截面）为固定截面，宽度5.5m，截面收敛坡度50/1。侧面板（纵截面）为竖直设置，顶宽度2.8m。主面板以桁架进行坡度控制。

墩身在进行爬模施工前需先浇注出墩身基本节即第一节混凝土墩身，基本节墩身施工采用常规施工工艺，本标段墩身施工拟先浇注出4.5m基本节，以利于后续工序爬模施工进行。

当墩身爬升施工到墩顶后进行收顶处理，然后再进行墩帽的施工。收顶时预先安装内外模板，浇注混凝土，预留顶板混凝土。当浇注完成后，顶板采用塔吊进行吊装浇注。

3 桥梁空心薄壁墩高墩施工质量控制要点

为了更好地控制空心薄壁墩高墩施工质量，施工过程中通过对我标段该期间施工的4个墩柱、40个浇筑段的200个检查点进行统计，得到有关的质量缺陷39处，对在薄壁空心墩施工中的质量问题进行了归类、汇总、分析，如表1所示。

表1 薄壁空心墩施工中的质量问题调查表

由表1可知，薄壁空心高墩在木模施工时的质量缺陷中，外观缺陷及钢筋保护层厚度占到69.23%，是影响工程质量的主要问题，是需要重要控制、改进的对象。

3.1 混凝土外观质量控制

高墩由于多次立模，多次浇注，容易引起外观质量下降。通过对最初在该期间施工的4个墩柱、40个浇筑段的40个检查点进行统计，外观缺陷合格点数22个，不合格点数18个，在质量缺陷中占比比较大。

为提高外观质量，在墩身施工时采取以下措施以保证混凝土外观质量。

（1）通过对各种影响因素进行对比，脱模剂使用不当是影响混凝土外观质量的主要因素。在对3种脱模剂（自配水性、自配油性、模板漆）进行对比试验后，对模板产生的麻面、色泽、模板使用后表面腐蚀情况进行统计分析，发现自配油性的脱模剂效果最好。在对现场模板工进行交底、指导后，模板脱模剂涂刷质量大幅提高。

（2）购买强度高、刚度满足施工要求、厚度适中、平整度好的模板。增加模板支撑，增加模板外侧纵横向支撑。

（3）针对混凝土泵送难、和易性差、颜色灰白的问题，施工中优化配合比，在保证水灰比、坍落度前提下，增加适量粉煤灰和减水剂，这使得混凝土的颜色更均匀、更好。

（4）提高立模精度，接缝处采用橡胶皮或者胶带处理，保证接缝严密。

（5）由于夏季气温较高，混凝土施工时应尽可能安排在一天中温度较低时段进行浇筑，以减小混凝土坍落度损失。

（6）混凝土浇筑完成后，立即进行养护，同时做好遮拦措施避免浇注墩身混凝土时污染已浇筑下部墩身。

3.2 钢筋加工质量控制

通过对最初在该期间施工的4个墩柱、40个浇筑段的40个检查点进行统计，保护层厚度合格点数30个，不合格点数9个。统计发现保护层厚度在质量缺陷中占比比较大，是影响质量的主要问题之一。主要原因施工时放料高度大，加工胎具尺寸有偏差，经现场确认放料采用串筒放料，高度应控制2m以内。

（1）对加工胎具进行检查，对不符合要求的进行整改，并制定加固措施，防止使用过程变形。对钢筋下料进行交底，加强钢筋下料后的尺寸检查。

（2）加工前认真检查机械运转情况，无异常方可使用，机械中的防锈剂不少于总容量的2/3，真正起到防锈、降温的作用。

（3）直螺纹加工前，钢筋端头进行切头处理，用砂轮打磨平整。

（4）设计丝头长度30mm，误差应控制在2mm以内，不宜过短或过长。

（5）施工过程中使用垫铁控制，垫铁厚度为30mm，长时间的使用会使垫铁磨损和变形，要及时进行调整或更换。

（6）直螺纹加工完成并经自检合格后，要采取丝头防锈和防撞击变形的措施，可以在上面加上塑料盖。

3.3 中心定位测量控制

测量方法：采用极坐标法控制测量。

在墩身施工前，由项目部测量人员使用全站仪在基础顶面定位出墩底四角位置并测设十字中心线。在墩身进行立模时，用墨斗在基础顶面弹出墩身底口轮廓线，依据轮廓线进行模板安装；每安装一节模板就用全站仪对该节模板进行横纵轴线和几何尺寸复核，复核无误后方可进行下一节模板的安装，依此类推确保每节模板安装准确。在墩身中部施工中每爬升一节段，即对已浇筑阶段进行测量复核，并为下节段模板安装进行控制。中铁南方投资集团有限公司实行测量双检制，在确保测量结果无误后再进行模板安装。

在浇筑过程中派专人不间断检查墩身模板加固及螺栓连接情况，拉杆加固情况；要严格控制混凝土的浇筑速度，保证混凝土每小时浇筑高度不超过1m，防止浇筑速度过快产生模板偏移现象；在施工过程中，要随时监测模板的平面位置，本桥模板的平面位置使用铅垂球检查，发现模板偏移过大时，要立即停止混凝土浇筑，采取措施进行纠偏，纠偏采取施加外力、环链葫芦紧固、铅丝张拉和角钢支顶等措施。直至符合规范要求后再开始混凝土浇筑。