客運專線橋梁大體積實心墩身施工技術

王守昌

（中鐵大橋局集團第一工程有限公司，河南 鄭州 450053）

1 前言

隨著我國經濟的飛速發展，我國的高速鐵路事業也出現空前的蓬勃發展勢頭。客運專線橋梁施工技術也在不斷的探索和成熟。墩身施工作為橋梁施工的重要組成部分，也在不斷的優化設計和施工技術，在不斷的完善中得到了新的發展。

2 工程概況

鄭州黃河公鐵兩用橋為石武鐵路客運專線及中原黃河公路大橋跨越黃河的共用特大橋梁。主橋1#~11#墩鐵路墩身采用圓端形，墩身平面尺寸為19m×5m，墩身最大高度為9.18m。墩身采用C45鋼筋混凝土實心結構。墩身結構形式見圖1。

3 施工重點和難點

鄭州黃河公鐵兩用橋墩身是采用了新的抗震設計規范后設計新型橋墩，施工中采用大塊鋼模板整體一次性澆筑完成。該墩身結構較以往墩身設計和施工有了很大的改變，要求的技術標準也有了很大提高，難度和控制重點也隨之變化，主要體現在以下幾個方面：

內部增加了大量的水平鋼筋網，混凝土振搗成為施工的難點和控制重點。鄭州黃河公鐵兩用橋主橋墩身除采用在四周設置主筋和箍筋外，在墩身內部自下而上全部增加了水平鋼筋網，鋼筋水平間距15cm，各層鋼筋網豎向間距10cm。墩身高度9.18m一次進行整體澆筑，按照常規施工方法人員無法下至墩身內部進行振搗，也無法觀察到混凝土振搗的情況，人員如何進入墩身內部進行振搗成為墩身施工的難題之一。

外觀質量要求更高。鄭州黃河公鐵兩用橋項目以“確保魯班獎，爭創國家科技進步獎”為目標，按照350km/h高速客運專線的設計和施工標準，對外觀質量和內在質量都有較高的標準。為了滿足墩身混凝土的外觀質量，該橋采用了大塊鋼模板進行一次性整體澆筑，如何能夠保證混凝土的外觀質量也成為混凝土施工的重點和難點。

墩身結構尺寸大，混凝土溫差和裂紋控制成為施工的難點和控制重點。墩身結構采用大尺寸的實心混凝土結構，結構厚度達5m，采用了高性能混凝土，對混凝土內外溫差要求較以往標準更加嚴格。加上墩身施工與承臺施工時間不同，不同齡期混凝土收縮徐變的速度不同，容易在墩身和承臺連接部位產生裂紋。

4 施工方法及技術措施

4.1 施工準備

將承臺頂面鑿毛清理，測量放線。鋼筋和模板安裝前在墩身周圍搭設鋼管腳手架作為施工平臺。

4.2 鋼筋的加工安裝

4.2.1 鋼筋在車間加工為半成品，運至現場后綁扎成型。

4.2.2 在鋼筋和模板之間設置墊塊以保證鋼筋的位置和混凝土保護層的厚度。在墩身內部各層鋼筋之間設置了架立筋保證各層鋼筋之間的間距，也防止水平鋼筋網下撓過大。

4.2.3 鋼筋安裝過程中，為了防止施工人員對綁扎好的鋼筋網片踩踏變形，利用周圍主筋和箍筋，以及中間的架立筋作為支撐，在施工平面上方設置鋼管并鋪設腳手板作為作業平臺，不斷向上倒用實現鋼筋網片的逐層綁扎。

4.3 冷卻管安裝

4.3.1 主橋墩身屬于大體積混凝土施工，因此為了降低混凝土內部水化熱，主橋墩身內設置冷卻管。

4.3.2 冷卻管安裝應和鋼筋安裝同步進行。冷卻水管直徑不宜小于φ48mm，可按以下布置原則進行分層：冷卻管豎直布置，底層管距底面50cm，管網距墩身四周邊緣為50～100cm，每層（墩身5m方向分層）管網層間距為100cm～150cm。

4.3.3 冷卻管要與鋼筋骨架或架立鋼筋綁扎牢靠。將冷卻管網分區分層編號登記。將進、出水管口與進出水總管接通，進行通水試驗，要求水管暢通且不漏水。

4.4 模板的制造安裝

4.4.1 墩身模板采用新制大塊鋼模板，在工廠內集中加工制造。模板間用螺栓連接為整體。模板制作完成后進行預拼檢驗，檢驗合格后投入使用。

4.4.2 模板安裝前要涂刷脫模劑，涂刷時注意不得污染鋼筋。

4.4.3 模板安裝前在模板底腳位置澆筑5cm左右的高強度水泥砂漿墊層，以方便模板安裝時找平，防止根部漏漿造成爛根，而且有利于模板的拆除。模板安裝過程中，設置纜風繩防其傾覆。

4.4.4 模板安裝完畢，測量組要檢查其平面位置、頂面標高情況，符合要求后澆筑混凝土。

4.5 混凝土澆筑

4.5.1 混凝土采用了客運專線高性能混凝土。通過大量的試驗，選擇出水泥用量小、摻加優質粉煤灰和礦粉、使用JM-PCA聚羧酸外加劑的配合比，節約了水泥，降低了水化熱，保證了混凝土的施工性能。

4.5.2 墩身混凝土采用整體一次性澆筑。混凝土澆筑前需要預留一部分區域的鋼筋不進行幫扎，施工人員由未綁扎鋼筋的空隙進入墩身內部進行施工和觀察，以便確保混凝土振搗質量。當施工到未綁扎鋼筋區域時，組織人力將鋼筋恢復，再進行澆筑，采用同樣的方法進行循環施工直至全部施工完畢。

4.5.3 墩身混凝土用攪拌車運輸，混凝土汽車泵泵送澆筑。在泵管前端接長2節軟管，并深入墩身內部，在泵管下方設置串筒，防止混凝土自由傾落高度過大造成離析。

4.5.4 混凝土澆筑前底部應先澆入少量的水泥砂漿。澆筑應由外側向內側分層對稱進行。混凝土振搗采用加長型的φ50、φ70等型號的插入式振動棒，振動棒長度由原來的8m增加至12m，能夠一次性深入墩身底部進行振搗施工。

4.6 混凝土養生和溫度控制

根據客運專線高性能混凝土的施工要求，混凝土芯部與環境溫差不得大于15℃。為了能夠更好的控制墩身混凝土的內外溫差，防止出現因溫差過大產生的裂紋，提高混凝土的耐久性，混凝土施工過程中主要采取以下技術措施：

①控制混凝土入模溫度

通過對混凝土原材料的溫度控制，如冬期將拌合水加熱、夏期加冰降溫等措施，來保證混凝土的出機溫度；另外對混凝土運輸車采取保溫措施，防止混凝土運輸過程中溫度變化，保證混凝土入模溫度在5℃~30℃之間。

②加強混凝土施工及養護過程中的溫度控制

除對混凝土進行表面灑水養護以外，為降低混凝土內部水化熱導致的混凝土溫度上升，在墩身內部布置多層冷卻管，并在混凝土澆筑完成后及時通水降溫。

同時在墩身四周設置鋼管拼裝整體保溫罩將整個墩身罩起來，混凝土澆注完畢后立即在墩身頂面覆蓋塑料薄膜并用蓬布包裹起來，并在墩身四周設置大孔眼煤爐燒開水進行保溫和養護。同時在墩身四周多個位置放溫度計，隨時檢測環境溫度。

除布置冷卻管以外，在墩身內部還布置有測溫元件，并安排專人定時觀測混凝土內部溫度情況，以便隨時掌握混凝土內外溫差情況，用來指導和控制墩身養護。

③墩身根部蓄水養護控制裂紋產生

現場施工中除了采用布設冷卻管的常規措施外，在墩身與承臺連接位置采用蓄水養護，有效控制了墩身裂紋的產生。

5 結束語

在我國客運專線建設中，設計時速350km/h的高速鐵路橋梁設計和施工正處在不斷探索的階段，需要對已建或在建的橋梁，尤其是大型的橋梁施工技術進行不斷的總結和創新。筆者根據現場的施工實踐，通過對按照客運專線標準修建的鄭州黃河公鐵兩用橋主橋墩身的施工技術進行總結，為新形勢下高速客運專線橋梁下部結構施工提供參考。

[1]中國鐵路工程總公司.客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南（TZ213-2005）.北京：中國鐵道出版社，2005.

[2]中鐵三局集團有限公司.鐵路橋涵施工規范（TB10203-2002，J162-2002）.北京：中國鐵道出版社，2002.

[3]黃繩武主編.橋梁施工及組織管理（上冊）.北京：人民交通出版社.1999.