工程科技 ・２３３・ 石板溪大桥薄壁空心高墩施工技术 宋长伟 （中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司。辽宁大连１１６０３３） 摘技术。 要：石板溪大桥布孔为９×４０＋（６５＋２ｘ１２０＋６５）＋２×４０，其中６５＋２×１２０＋６５为预应力混凝土连续钢构主桥，主墩ｊ０＃、１１＃、１２＃ 墩高分别为８５ｍ、ｌ１３ｍ、ｌｌ０ｍ，均为双薄壁空心墩。主要介绍双薄壁空心高墩施工过程中钢筋制安、砼浇筑，模板爬升，垂直度控制等施工 关键词：薄壁空心高墩；爬模；垂直度；变截面 １概述 表１墩高统计表 石板溪大桥是一座整体式桥梁，两幅桥中心桩号均为 桥梁名称 墩号 部位 墩柱型式 平面尺寸 Ｋ１６＋９６０，其布孔为９×４０＋（６５＋２×１２０＋６５）＋２×４０，分为四联，其 １０ 左幅 双薄壁卒心墩 ８．９Ｘ‰ 中６５＋２×１２０＋６５为预应力混凝土连续钢构主桥，其余４０ｍ跨为 右幅 双薄壁卒心墩 ８．９×９ｍ 先简支后连续Ｔ梁型式。石板溪大桥的１０＃、１ １＃、１２＃墩为主桥桥 石板溪大桥 ｌ１ 左幅 双薄壁空心墩 ８．７４Ｘ‰ 右幅 双薄整审心墩 ８．７６Ｘｇｍ 墩，详见表１。 ２施工关键技术 石板溪大桥处于湖北山区，周围地势起伏大，其中１１＃、１２＃墩身 墩高超过１００米，墩身为双薄壁空心墩。墩身施工过程中液压爬 模、墩身平面位置、结构尺寸及墩身垂直度控制、安全隐患控制、 横向收坡是薄壁空心墩身施工控制的重难点。 ３主要施工方案 针对薄壁空心墩施工过程中重难点，拟定１０＃、１ ｌ＃、１２＃墩采 １２ 左幅 双薄壁垫 墩 右幅 双薄壁空心墩 ８．７Ｘ铀 ８＿７×钿 Ｅ ￡ ｌ １ １ １ 用液压爬模方案施工，施工期间设置塔吊辅助施工，采用全站仪 和激光垂准仪对墩身进行垂直度观测和平面位置控制。 ４主要施工工艺 墩身施工分为首节墩身、第二节墩身、标准节段（第三节往上 为标准节段）。由于首节墩身受到净空无法利用爬架，只能使 用模板施工，预埋爬升用的爬锥，等到砼达到强度后拆除模板，安 装首节爬架，安装模板施工第二节墩身。等到第二节砼达到强度 后拆除模板，爬架整体爬升，爬架下边安装吊平台，这时候液压爬 模爬架整体拼装完毕，开始标准节段施工至墩顶。塔吊随墩身施 工高度升高，满足施工要求。墩身施工过程中，每节段采用全站仪 校核平面位置，采用激光垂准仪校核垂直度。 ４．１首节墩身施工 ４．１．１模板设计、验收 图１模板及架体构造图 注：模板面板为２１ｍｍ厚进口维萨板。 本套模板采用胶合板与竖肋（木工字梁）采用自攻螺丝和地板 箍筋、钩筋等采用电焊连接，然后按照设计 钉连接，竖肋与横肋（双槽钢背楞）采用连接爪连接，在竖肋上两侧 筋采用直螺纹套筒连接，弯曲。钢筋的安装应与模板安装配 对称设置两个吊钩。两块模板之间采用芯带连接，用芯带销固定，从 图纸尺寸及规范要求进行下料、至施工现场， 而保证模板的整体性，使模板受力更加合理、可靠。木梁直墙模板为 合，墩身钢筋安装在模板安装前进行。用塔吊设备吊运 下钢筋轴线，采用扭力扳手拧紧直螺纹套 装卸式模板，拼装方便，在一定的范围和程度上能拼装成各种大小 直立钢筋采用先调直上、 的模板。经过详细计算模板满足强度和刚度要求，架体满足承载力 筒，两头旋人套筒的长度一致。箍筋、钩筋安装应按照设计先划线，绑扎，采用预制水泥砂浆垫块钢筋与模板间，控制保护层 要求。整套模板具有结构合理，经济实用，标准化程度高等特点。模 然后摆料、厚度。 板的组成如图１。 ４．１．５预埋件设计及施工 在施工现场进行自由状态下预拼装，根据设计图纸和《钢结构 将爬锥用受力螺栓固定在模板上，爬锥孔内抹黄油后拧紧高强 加工质量标准》进行验收，检查模板的长、宽、高、螺栓孔直径、间距、 螺杆，保证混凝土不能流进爬锥螺纹内。埋件板在高强螺杆的另一 大面平整度、接缝错台（含节间接缝）、焊接质量等。检查合格后，对 端，和爬锥成反方向。埋件与钢筋有冲突时，将钢筋适当移位处理后 模板编号，并在模板上标注中心线、控制基准线等标记。 进行合模。架体爬升，内模板定位，中间吊平台均有相应的预埋件， ４．１．２塔吊、电梯布置 施工时候不能遗漏。施工过程中整套模板的自重及施工荷载都会作 根据液压爬模的设计情况拼装要求，同时考虑到内模板提升动 １２Ｋ Ｎ大于设计 力要求及双支中间的吊平台重量要求，还要兼顾到上部结构施工时 用到预埋爬锥上，经过计算单个爬锥的拔力值２６３．值为１５０ＫＮ，预埋件的抗拔力满足要求。 候挂篮安装拆除的要求，整体考虑后选择塔吊型号６０１５。根据现场 ４．１．６模板施工 实际情况把塔吊布置在主线右侧与翼缘板净距２ｍ布置。线路右侧 首节墩身外模采用标准节段外模板。同时由于首节墩身底部设 同时布置ＳＣＤ２００型号电梯辅助施工人员上下行，限载７人。 有实心段，无法利用标准节段内模板，此处内模板采用竹胶板，竹胶 ４．１．３劲性骨架安装 ０木方，内外模板通过拉杆固定，首节墩身模板位置 劲性骨架在场地下面施工，按照图纸在场地上加工成单元柱， 板后面背１０＂１ 然后吊装至墩位与上节劲性骨架相连，劲性骨架首节长５ｍ，其余每 必须非常准确，经过校核无误后才可以转入下道工序。４．１．７混凝土浇筑 节长４．５米，漏出节段混凝土面０．４ｍ，方便下节段施工。 高墩爬模施工混凝土采用泵送，要求和易性能好，不易产生离 ４．１．４钢筋制作安装 析、泌水现象，振动器的移动距离，保持一定的规律，防止漏振或过 钢筋进场检查出厂质量证明书或试验报告，每捆（盘）钢筋的标 ００ｍｍ的距离，并避免碰撞模板、钢筋 牌，并分批验收堆放。合格后方可使用。钢筋在加工场加工，墩身主 振。振动棒与侧模保持５０—１・２３４・ 工程科技 爬升过程约０．５小时。爬升到位后和 模浇筑第 ３节混凝土。利用换向盒同 时调整为向下、向上，重复爬升爬轨、 爬架，就可以施工标准节段。 ４．３．２横向收坡 墩身横向设有１％的坡度，坡度 要求内外模板的尺寸每节段必须修 正，外模板尺寸修正可以直接在液压 爬架上进行，利用手电锯在模板两侧 一 一茎 ～ 一 一 对称切割，控制外模板尺寸正确。内 图３爬架爬升流程图 模板由于薄壁空心内部作业面狭小， 需要把内模板整体提升出来到墩身 以及其他预埋件，插入下层混 场地切割同时可以保证内模板尺寸的精度。 凝土的深度５０ ｌＯＯｍｍ，并在 底下加工场地切割，４．３．３垂直度控制 下层混凝土初凝前振动完成其 ４．３．３．１测点布置及垂直度监控测量 相应部位的上层混凝土，使上 中线垂直度、边线垂直度测量采用自动安平激光铅直仪，每个 下层混凝土紧密连结。振动时 图２吊装桁架和模板 在承台上准确放出墩 间一般根据现象判断，当出现 墩安设２台。在浇筑墩身混凝土第一模之前，混凝土不再有显著的沉落，不再出现大量的气泡，混凝土表面均匀、 身四角点的位置，在墩身相邻两点的延长线上引出５０ｅｍ的８个点 作为观测点，观测时把激光铅直仪安装在承台上的８个点上（每角２ 平整、并已泛浆，即可停止。 个点１和桥墩中心，墩身工作平台上设激光接受靶，能显示光斑并捕 ４．１．８混凝土养护 混凝土浇筑成型后水泥硬化时，及时洒水养护，养护用水条件 捉斑心，激光斑心即为桥墩四角点延长线上５０ｃｍ点或墩身的竖向 这样通过激光铅直仪将８ 与拌和用水相同。墩顶裸露面可用土工布覆盖，并经常洒水，使覆盖 轴线上的点。进行墩身的竖向轴线传递，个控制点和桥墩中心点准确的引到工作平台上，同时用全站仪对矩 物湿润。墩身模板在爬升前，应经常洒水，确保模板湿润。 形空心墩的四个角进行定位检查，及时进行调整，确保平面位置准 ４．１．９混凝土拆模 内、外模板的拆除，在混凝土强度能够保证其表面及棱角不因 确。《公路工程质量检验评定标准》中对薄壁墩身的垂直度规定的允 ０．３％Ｈ且不大于２０ｍｍ。模板每提升一节，对模板的位 拆模而受损坏后方可拆除，一般须达到２．５ＭＰａ的抗压强度。先外后 许误差值为：对于垂直度超出其允许误差的节段进行调整，确保垂 内、先上后下进行拆模板。当上节钢筋安装好后，起吊扣件必须扣紧 置检查一次，直度符合设计要求。 模板的吊点，相邻模板之间无连接的情况下，方可拆模爬升。 ４．３．３．２线型监控措施 ４．１．１０预埋件拆除、预留孑Ｌ封堵与混凝土表面修整 ａ．定期对测量仪器进行测量校合，满足测量精度要求。定期对全 在墩顶预埋吊点，方便人员、机具材料运输。进入上部施工阶段 控制点进行复测、联测及闭合测量。 方可拆除墩顶预埋件，然后凿除表面５ｅｍ混凝土，切割外露的预埋 桥的控制网、ｂ．选择并确保固定的测量方式和测量温差条件，减少外界环境 部分，用与墩身相同标号的水泥配置泥胶补填气孔和拉杆孑Ｌ，保证 对测量的影响程度。控制测量应选在晚２２：ｏ０到早上日出前（８：００ 墩身表面色泽一致。 前）的时问段内完成，测量时减少折光等影响。 ４．２第二节墩身施工 ４．３．４墩身修饰及养生 ４．２．１钢筋、劲性骨架、预埋件施工 在爬架整体爬升后利用挂平台对上一节墩身进行外观修饰，修 在拆除模板前将第２节墩身劲性骨架、钢筋及预埋件制安施工 完成一节修饰一节。爬架上设有喷淋装置，当架体 完毕，施工方法同首节墩身。钢筋、劲性骨架、预埋件安装完毕后，拆 饰工作不得滞后，整体爬升后喷淋装置正好对准已经浇筑好的混凝土顶面，开启喷淋 除内外模板。 装置，确保混凝土顶面湿润。 ４．２．２爬架安装 ５安全控制 拆除首节墩身模板，在施工场地上将模板与架体按装成整体， 薄壁空心墩施工过程中，液压自爬架整体附着在墩身上，承担 用钢管扣件将挑架连接牢固，用铁丝将斜撑与模板背楞绑在一起， 防止在吊起过程中晃动，平台要求平整牢固，以保证架体使用（如图 着施工过程中的全部荷载，随着墩高的增加，自爬架的使用次数增 加，安全风险越来越高。根据架体本身的特点结合高空作业的风险 ２）。 因素，建立了安全检查验收表，对施工过程中爬升前砼强度、爬锥、 ４．２．３模板施工 爬模后移装置、爬升机构、防侵防坠装置、电器控制 爬架牢固的固定在墩身上，保持水平或者与设计坡度相符，外 挂座、附墙装置、架体系统、脚手板及安全防护措施等检查项目明 模板固定在爬架上，利用模板下边主平台的三角撑上，保持模板的 和液压升降系统、技术要求、检查方法与工具，并按照规定的频率进行检 水平或者设计坡度，三角撑后设对拉丝杠可以调整模板角度，ｉ角 确验收内容、填写检查验收记录表。 撑下面设有齿轮轨道，利用齿轮轨道将外模板贴到已浇好的墩身 查，６结论 上，结合处设胶条防止漏浆。齿轮轨道同时方便拆模。内模板采用外 石板溪大桥墩高，结构复杂，左右幅净间距小，周围地势复杂， 模板同样的结构形式，面板采用国产优质竹胶板，内模板固定在内 液压爬模有效的解决高墩施工过程中的技术问题和安 模板平台上，内模板平台和外模板平台的区别是，内模板提升需要 施工难度大，全问题，全站仪和激光垂准仪结合使用有效的控制了墩身平面位置 塔吊辅助，没有自爬升动力。模板施工完毕后浇筑第２节墩身。 和垂直度。施工过程中达到７天一个节段，比该桥其他翻模施工的 ４．２．４校模及浇筑 模板经过全站仪和激光垂准仪校核无误后，进行混凝土浇筑。 墩身每个循环节省２天的时间。目前石板溪大桥１０＃主墩已经结 束，１１＃主墩已经施工到１４节，１２＃主墩已经施工到２０节。施工过 ４－３标准节段施工 程中没有安全、质量事故发生。施工过程中模板孔在使用了２０次以 ４．３．１爬架爬升 变形较严重，影响混凝土的外观质量，同时内模板和中间吊平台 在第２节模板上施工第３节墩身劲性骨架、钢筋。劲性骨架钢 后，需要在后续施工中优化。使用 筋施工完毕后拆除第２节模板，安装挂座，提升导轨，将上下换向盒 周转提升在实际施工中操作性不强，内的换向装置同时调整为向上，换向装置上端顶住导轨后即可爬升 这套施工技术施工达到预期的设计要求。在今后的同类型施工中具 爬轨，爬轨爬升完毕换向装置同时调整为向下，启动液压装置架体 有很大的参考和借鉴作用。沿着爬轨整体向上爬升，每次爬升Ｏ．２ｍ，每个节段爬升２３次，整个
