郑先奇

(中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江湖州313000)

1 工程概况

老鹰岩大桥位于贵州省紫云县浪风关林场境内，为分离式布置。桥型总体布置为17×40 m，桥梁全长680 m;桥梁采用预应力钢筋混凝土连续T梁，其中左线13#、14#、15#，右线13#、14#桥墩采用等截面薄壁空心墩。空心墩内设置二道厚50 cm横隔板，三个变截面单箱室，空心墩壁厚50 cm，全桥薄壁空心墩共5个。墩外轮廓为矩形，顺桥向3.2 m，横桥向6.5 m，墩身四个直角设有3 cm×3 cm的倒角。墩身底部2.0 m及墩身顶部1.0 m为实心段，其余为空心段。墩设计高度一般为54.0～70.10 m，墩及其盖梁均采用C40混凝土。

2 施工方案比选

超高薄壁空心墩施工一般采用提升滑模、爬模和翻模。

滑模施工极易产生支承杆弯曲、混凝土水平裂缝、混凝土外观质量较差，配套设备较多，投入较大、模板耗钢量大，一次性投资费用较多。

爬模施工外爬式支架刚度较小，无法用自身结构纠正模板偏差;支架承载力小，墩身模板单块面积受到限制，模板接缝较多，容易出现错台;作业平台狭小，安全风险大。

翻模施工由于其工艺较成熟，成本较低。

综合三种超高薄壁空心墩施工方法的优缺点，老鹰岩大桥超高薄壁空心墩采用塔吊提升翻模施工。

图1 桥墩立面图

3 翻模施工优点

(1)老鹰大桥超高薄壁空心墩一般在54.0～70.10 m，采用等截面矩形薄壁空心墩，无曲线变化，适合大面积模板，施工速度快，能够满足工期的要求;

(2)可利用模板自身支架平台进行施工作业，作业空间宽敞;

(3)配套设备可以与其它墩台施工共用，同时满足机具、材料垂直运输的需要，设备利用率高;

(4)墩身模板可以作成刚度大、面积较大的钢模，减少接缝数量，增加抗变形能力，能利用自身结构调整模板的偏差，避免错台的产生，确保混凝土外观质量;

(5)翻升模板材料用量较少，施工成本低，有明显的经济优势。

4 施工总体布置

4.1 塔吊布置

桥位通过段为山间狭谷斜坡，位于自然斜坡角约42°的山坡狭谷地带上，施工场地狭窄，施工难度大。从施工成本、工期及超高薄壁空心墩施工要求考虑;左线14#、15#墩和右线13#、14#线路中线，各布置1台QTZ630自升式塔吊，同时兼顾左线14#、15#和右线13#、14#四个墩的起重作业。在左线12#、13#、右线11#、12#墩线路中线各布置 1 台塔吊，负责吊塔作业半径内的四个墩的提升作业。塔吊基础根据厂家提供的安装指导书进行施工，随着墩身的加高，每隔一定的高度设附着杆，将塔吊与墩身联结成一体，确保塔吊的刚度和稳定性。

4.2 模板配置

翻模施工每次浇筑混凝土前仍有一节段模板紧固于已浇筑的墩身上，上二节段模板则处于待浇混凝土状态，紧固于墩身上的支承模板是依靠自身抱箍于墩身以较大摩擦力支承上部模板重量和其他荷载。每个墩投入三节段模板，每节段高2.25 m，第一节段翻升浇筑墩身高度6.75 m，以后每二节段模板作为一组一次翻升，即每循环翻升浇筑墩身高度4.5 m。每节段翻模均由内外模板、围带、拉杆、作业平台组成。

5 施工方法

5.1 翻模施工工艺

翻模由三节段大块组合钢模板、内外工作平台、塔吊等机具组合而成的。每节段高2.25 m。施工时第1节段模板支于墩身基顶上，第2节段支立于第1节段模板上，第3节段模板支立于第2节段模板上。第一次立模板总高度为6.75 m，设置缆风绳精确定位并确保牢固稳定。当第3节段混凝土强度达到10 MPa，凿毛清理第3节段混凝土表面，拆除第1、2节段模板，作少量的调整利用塔吊将其翻升到第3层顶，形成新的4.5 m高节段浇筑混凝土，此时荷载由已凝固的墩身混凝土传至基顶面。依此循环向上形成拆模、翻升立模、模板组拼、搭设内外工作平台、钢筋制安、混凝土灌注、测量定位的不间断作业，直至墩身完成施工。

5.2 钢筋工程

5.2.1 劲性骨架安装

精确测量放样和复核定位后，进行墩身劲性骨架的安装。墩柱劲性骨架采用地面按设计要求分解加工成型，墩柱劲性骨架的连接采用焊接连接。各杆件之间交线处尽可能地焊接，以增加连接刚度。钢板并接对接焊缝均为Ⅰ级焊缝，焊缝必须焊透。劲性骨架由型钢制成，∠100×100×10角钢为主肢，∠75×75×7角钢为横杆、斜杆，劲性骨架各节点连接Q235A钢板、厚δ=10 mm。采用分节段加工，分节段安装，根据每一次浇筑的墩身高度确定节段长度和安装节数，分段长度定为每节9 m，每节焊接成形后，采用塔吊吊至墩身工作面与原有劲性骨架对接，完成劲性骨架的安装接长。

5.2.2 钢筋骨架安装

设计要求桥墩钢筋直径大于25 mm(含25 mm)的采用钢筋直螺纹套筒连接，直螺纹丝扣长为4 cm，接头长为8 cm。钢板两端切口面必须垂直于钢筋轴线，不得有凹凸曲面。按规范要求主筋接长时，在同一断面内的接头数量不超过该断面主筋数量的50%。在第一节段钢筋的制作时，根据上述要求进行计算并控制好各断面钢筋接头数量和每根钢筋的长度。拼接时用管钳扳手拧紧，使两个丝扣在套筒内中央位置相互顶紧，不能有间隙。套筒每端不得有一丝以上完整的丝扣外露，上下钢筋拧入套筒的长度应相等，保证受力均匀。

5.2.3 防裂钢筋网安装

主筋外侧设有一层防裂钢筋网，在主筋及箍筋安装好后，还需进行防裂钢筋网的安装工作。防裂钢筋网为φ6带肋钢筋，钢筋间距10 cm×10 cm，单位面积重为4.4 kg/m2，净保护层2.0 cm。采用标准的塑料垫块控制混凝土保护层厚度，混凝土保护层厚度经检查合格后才可进入下道工序工作。

6 模板工程

6.1 外模结构设计参数

外模的二个端模(顺桥向)分别是1块宽度3.2 m加拐角(带3 cm×3 cm倒角)钢模板，组成3.2 m顺桥向的外模。两侧模(横桥向)分别由2块宽度3.0 m加端模拐角模板，组成6.5 m横桥向的外模(图2)。每节段共由6块定型钢模组成。面板采用厚度为5.5 mm热轧钢板，外模横边肋、竖边肋采用∠100×10角钢，中竖肋采用［10槽钢，中横肋采用10×100扁钢，背肋采用［16槽钢，每节段设置双层拉杆;端模平面(横桥向)每层2道，侧模平面(顺桥向)每层6道，每节段共计设置32道，拉杆采用φ16钢筋配双螺帽紧固。外模工作平台支架由∠100×10角钢焊接加工，宽度0.8 m，防护栏杆高1.0 m，设置封闭安全网、铺设3 cm厚木板，供施工人员作业、行走和存放小型机具。工作平台与中竖肋用螺栓连接。

图2 薄壁空心墩内外模板平面图

6.2 内模结构设计参数

内模板分为标准板、边、角模板。内模采用组合钢模板加角模板，在箱室内变截面部位采用异型模板配异型角模的方式。面板采用厚度为3.5 mm热轧钢板，模板横边肋、竖边肋采用∠63×6角钢，中竖肋采用［6.3槽钢，中横肋采用－6×60扁钢。

6.3 模板的安装

模板加工的精度关系到混凝土的外观质量。首先应对模板进行预拼组装，严格检查模板各部位几何尺寸、模板接缝及平整度。钢筋绑扎完毕检验合格后进行模板安装，安装前用电动钢丝刷对模板表面进行磨光处理。对模板涂刷脱模剂，涂刷均匀。模板安装先内模后外模的顺序进行。模板安装完毕后，穿入拉杆进行模板加固。拉杆在内外模板之间套PVC硬塑料管，便于拉杆抽拔重复使用，又可以避免拉杆在拔出时对混凝土表面造成损伤。拉筋外套PVC管的大小必须和模板上的拉筋孔洞一致，以防浇筑时漏浆。内外模之间加内支撑控制壁厚。模板的固定和调整通过拉杆和两层模板之间的连接螺栓实现。

6.4 模板的检查

模板安装成后，先由测量人员采用全站仪对模板的平面位置及几何尺寸进行检查校正。用塞尺和直尺检查模板接缝及错台，拉线检查模板的顺直度，用铅垂校正模板的垂直度调整校正至合格。

7 混凝土工程

7.1 混凝土的运输及浇筑

(1)混凝土的运输采用混凝土运输灌车，使用混凝土拖式输送泵直接泵送混凝土入模。若浇筑面高度大于2.0 m，防止混凝土离析，可接长输送管末端的输送软管道进行布料，保证浇筑面高度不大于2.0 m。

(2)混凝土从模板四周分别均匀布料，然后再向中间布料。混凝土每层铺设厚度不可太厚，一般分层厚度为振捣器作用部分长度的1.25倍，每层布料厚度不大于30 cm。

7.2 混凝土振捣的顺序、方法

由经验丰富的人员振捣混凝土。混凝土的浇筑过程中，要按一定的顺序和方向分层进行，采用插入式振动器应沿浇筑的顺序方向，采用斜向振捣法，振捣棒与水平面倾角约30°左右。棒头朝前进方向，插棒间距以50 cm为宜，不得进行跳跃式振捣，防止漏振。用插入式振捣器应快插慢拔，插点应均匀排列，逐点移动，顺序进行，做到振捣密实。振捣上一层时应插入下层5 cm，以消除两层间的接缝。

7.3 混凝土的振捣时间

每次振捣的时间要严格掌握。插入式振捣器振捣时间一般只要15～30 s。混凝土应振捣到浆体停止下沉，无明显气泡上升，表面平坦泛浆，呈现薄层水泥浆的状态为止，然后慢提振捣器。振捣时间不宜过长，否则会产生离析现象。

7.4 混凝土浇筑顶面高度控制

采用翻模分节段浇筑，要控制好模板接缝和墩身混凝土的施工缝，是保证墩身混凝土外观质量的关键。要求模板接缝与混凝土的施工缝重合，以保证上下两节段是一条平齐的接缝。在浇筑每节段混凝土时，应浇筑到混凝土稍高于模板顶，以便凿毛时方便清洗。并由专人用抹子将模板四周1～2 cm的混凝土抹平，保证混凝土面与模板平齐，确保混凝土外观的美观。

7.5 墩顶封闭施工

墩顶面以下1.0 m为实心段，封闭空心尺寸为4.5 m×1.5 m。在进行该实心段混凝土施工时，在墩身内部预埋钢板，焊上牛腿，铺上Ⅰ16工字钢、12 cm×12 cm方木作为模板支架，模板采用竹胶板。墩顶封闭施完成后支架及模板留在墩身内不再取出。

7.6 混凝土养护

混凝土养护采用无色塑料薄膜包裹，拆模后立即用塑料薄膜包裹，自然蒸养的方法，必须保证要有足够的水份以及塑料膜无破损、不透气。同时可避免上一节段墩身混凝土浇筑时污染已浇筑的下部墩身。

7.7 混凝土的凿毛及清理

(1)为了保证上下两节段的混凝土结合牢固，每次在浇筑上一节段混凝土时，对下一节段的混凝土凿毛，将混凝土表面浮浆全部凿除干净，并要求为凿至新鲜混凝土并露出石子。

(2)用高压风将凿除的残碴吹干净，再用高压水枪冲洗干净，确保混凝土凿毛面的清洁。

8 施工安全质量控制

(1)由于墩身高，施工的安全防护尤其重要，每施工一节段墩身都要搭设内外工作平台并随墩升高，墩身作业人员必须戴好安全帽、系好安全绳，确保施工人员的安全。

(2)特别是已浇筑完的混凝土最上一排的拉杆，在下一次混凝土浇筑前必须再次将拉筋螺丝拧紧，以防下次混凝土浇筑时漏浆造成而污染下一节段墩身的现象。

(3)墩身几何尺寸和外观质量取决于多种因素，通过对模板、施工技术、混凝土配合比等控制，以达到尺寸精确、线条流畅、表面平整、棱角分明、无裂纹气泡、施工缝与模板接缝精细均匀等。针对墩身预埋件孔洞多的情况，对不同的预埋件采用不同的处理措施封填。

(4)对墩身位置的测量控制用导线网采用坐标法来实现。其中导线网加密控制点的设置十分重要，应尽量设置在能够方便地对高墩进行测量的位置。施工前还需要通过设计图纸中的桥墩中心坐标计算出墩身其他4个角点的坐标值，然后依照坐标值与实际模板安装位置进行复核，若出现较大偏差及时解决。

(5)对墩身高程的测量用三角高程法来控制，一般采用二个测回取平均高程值即可满足规范要求。

(6)组建精干的精测小组专门负责墩身的测量工作，实行测量换手复核制度，配备先进的测量仪器，每施工一个节段应用全站仪测设中心点，并对墩身尺寸进行一次复测以确保墩身线型控制。

9 结束语

在高墩施工中正确选用合理的施工工艺十分重要，采用翻模法进行桥梁高墩施工具有操作方便、易掌握、成本低、工期易得到保证，同时由于采用封闭防护，更有安全可靠等特点。超高薄壁空心墩采用翻转模板施工是切实可行的施工工艺。施工过程精心组织、科学管理，针对现场实际统筹安排、精确控制，墩表面混凝土光洁、美观。取得了良好的社会效益和经济效益。

［1］周永兴，何兆益，邹毅松，等.路桥施工计算手册［M］.北京:人民交通出版社，2001

［2］TJ 041－2000公路桥涵施工技术规范［S］

［3］TJG F80/1－2004公路工程质量检验评定标准［S］