京滬高鐵雙線圓端形空心橋墩施工工藝及質量控制要點

何其剛，尚文

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川成都610072)

1 工程概述

京滬高速鐵路水電十局施工管段位于京滬高鐵DK 442+796.86～DK 45+862.5處，全長13.665 km，橋梁總長6.35 km，其中金山鋪特大橋長3.83 km，起訖里程為:DK 443+113.35～DK 446+943.79，跨徑設置為(100×32 m)+(8×24 m)+(1×28.5 m)。基礎分明挖基礎、挖井基礎和樁基礎。橋臺為兩個雙線一字形，118個支墩，大多為雙線流線形圓端實體橋墩，雙線圓端形空心橋墩共5個，位于石馬水庫中，墩高22 m、22.5 m、25.5 m各一個，23 m兩個，且均為錐坡墩。

2 施工工藝

根據京滬高鐵三標段合同文件、投標文件及現場踏勘調查所獲得的工程地質、水文地質、當地資源及施工環境等資料，最終決定采取筑島施工。

鋼筋由鋼筋加工廠集中加工，由平板車遠輸至作業面，采用汽車吊吊裝。混凝土由9號拌和站集中生產，采用8 m3混凝土攪拌車運輸，汽車泵泵送入倉。模內用φ50型電動軟軸和φ70電動軟軸插入式振搗器振搗。

2.1 施工準備

(1)測量放線:根據施工詳圖測量放出結構物邊線，作為鋼筋、模板安裝的依據;在模板上測量放出混凝土澆筑面高程，作為混凝土澆筑的控制依據;放樣鋼筋控制位置，便于準確地綁扎鋼筋;所有放樣點均采用不易被擦掉且鮮艷顯眼的記號標識。

(2)基礎清理:檢查基礎面，清理基礎面雜物。

2.2 鋼筋的儲存及保護

(1)鋼筋集中加工，鋼筋必須按不同種類、牌號、規格分批加工驗收，分別堆存且有明顯標識。

(2)鋼筋貯存于地面以上0.5 m的平臺、墊木或其它支承上并進行覆蓋保護，不允許受機械損傷及由于暴露于大氣而產生銹蝕和表面破損。

(3)使用半成品時，鋼筋不應有缺陷，表面無灰塵、銹蝕、松散銹皮、油漆、油脂、油或其它雜質，例如裂紋及剝離層等缺陷。

2.3 鋼筋制作

鋼筋由鋼筋加工廠根據鋼筋下料單統一加工。

2.4 鋼筋安設

加工完的半成品鋼筋用汽車運至工作面。鋼筋安裝前，進行精確的測量放線，然后由人工安裝。鋼筋的安裝位置、間距、保護層及各部分鋼筋尺寸的大小均應符合施工圖紙的規定。鋼筋安設采用在墩柱外四周搭設鋼管腳手架平臺進行安裝操作，四周連成井字形整體。墩柱較高時，為保證鋼筋準確安設，采用纜風繩對鋼筋進行加固。

(1)所有交叉點根據情況進行點焊和綁扎。

(2)鋼筋保護層采用C50混凝土墊塊控制，原則上1 m2按不小于四個布置。

(3)任何構件內的鋼筋在澆筑混凝土以前，須經自檢合格后報監理工程師驗收。

(4)鋼筋安裝及鋼筋保護層厚度采用40 mm。

2.5 模板安裝

(1)外模采用大塊定型鋼模組裝，內模板為方便拆除，采用小型組合鋼模拼裝、鋼管加固。根據施工要求，為保證橋墩外觀混凝土質量，該模板采用外圍桁架加固，無拉桿設計。

為加快混凝土澆筑速度，提高模板使用效率，空心墩采用翻模，可保證多個作業面同時進行施工。

(2)在進行空心墩下實體模板支護時，在承臺頂面與下實體模板底面塞有一條厚2 cm的木條，以保證下實體澆筑完畢拆模方便。下實體澆筑完畢進行翻模作業時，先將上層要預留模板的對拉螺桿緊固，再將其底層模板拆除。支撐槽鋼采用桁架進行加固，第一層加固桁架距承臺頂面1 m，其余每層加固桁架間距為2 m。每層加固桁架采用豎向鋼管進行連接，以保證桁架整體穩定。在施工中，當支撐槽鋼高度稍有不夠時，可適當調整頂面木塊的厚度，同時，使木塊與模板頂死，以保證上部模板不因下沉而發生傾斜。

(3)中空段施工結束后，拆除內模，開始進行橋墩內爬梯的安裝。待爬梯安裝作業完畢，使用鋼管腳手架搭設50 cm×50 cm滿堂支架。在鋼管上口焊接厚度為2 cm、長寬不小于10 cm的鋼板。在鋼板上搭設6根10號槽鋼，做為上實體底模板支撐。為方便調整底模高程和以后便于后期拆除腳手架，在槽鋼和底模板之間采用三角木楔找平。底模板采用1.2 cm厚竹膠板，根據形狀現場進行加工。模板與混凝土之間的縫隙采用同標號的混凝土進行封堵。

(4)模板:采用定制整體鋼模，鋼模分平面板和墩頭曲面板，采用螺栓連接，外圍采用桁架進行加固。桁架剛度須經計算復核并滿足要求。墩身模板平面見圖1。

(5)空心墩臺模板采用汽車運輸至墩位附近，現場用汽車吊分節吊裝就位，與承臺預埋型鋼連接固定。模板整體拼裝時錯臺＜1 mm，拼縫＜1 mm。模板加固采用外圍桁架加固支撐，用纜風繩將鋼模板固定，利用經緯儀校正鋼模板兩垂直方向傾斜度。吊裝時，由專人指揮并由安全管理人員監控。

圖1 墩身模板平面圖

(6)空心墩墩身澆筑分下部實心體、中空體、上部實心體三部分，空心墩外模用定型鋼模、螺栓連接。中部空心部分為一次澆筑，內模采用小塊定型鋼模配木模或竹膠板拼裝，腳手架支撐，鋼管間排距為75 cm×100 cm。對于有預埋件的部位，在外模板上留孔洞，內模板采用木模板組裝。在內外模安裝時下部應考慮預留幾個排水孔，以便于排出清理作業面時留下的積水，澆筑完成后再進行封堵。

(7)模板安裝結束后測量校模，質檢工程師檢查預埋件埋設位置、模板平整度，人工清理模內雜物并用風或水槍沖洗干凈，排干積水，檢測無誤后提交測量資料及自檢資料，報監理工程師進行檢驗批驗收。

2.6 混凝土澆筑

(1)混凝土由9號拌和站集中生產，8 m3混凝土攪拌運輸車運輸，混凝土泵車配合串筒入模，插入式振搗器振搗。

(2)澆筑混凝土前，應對模板、鋼筋、預埋件以及各種機具、設備等進行檢查，待各項條件符合要求、各項工作準備就緒后，才能澆筑混凝土。

(3)混凝土運輸采用混凝土攪拌運輸車。在運輸過程中，宜以2～4 r/min的轉速攪拌。當攪拌運輸車到達澆筑現場時，應高速旋轉20～30 s后再將混凝土拌合物喂入泵車受料斗或混凝土料斗中。

(4)采用混凝土汽車泵泵送入模。

(5)在混凝土入模時，當下料高度大于2 m時，前部采用串筒下料，串筒距澆筑混凝土面的距離不大于2 m，串筒布置按間距4 m控制。

(6)混凝土宜40 cm為一層進行澆筑。在空心墩中空段澆筑時下料速度不宜過快，并安排專人檢查模板。

(7)墩臺振搗采用φ50振搗棒，移動間距不超過振動器作用半徑的1.5倍，與側模保持50～100 mm的距離，插入下層混凝土50～100 mm，做到快插慢拔，振搗部位混凝土密實為止。

(8)澆筑混凝土時，應保證混凝土本身的均勻性，不產生離析現象，均勻填充模板不使混凝土表面產生蜂窩麻面現象。

3 質量控制

3.1 鋼筋焊接質量控制

(1)閃光對焊接頭。

①接頭處不得有橫向裂紋，其彎折不得大于4°。

②接頭處的鋼筋軸線偏移不得大于0.1 d，同時不大于2 mm。

③在每批焊接鋼筋中切取6個試件作力學性能試驗，3個進行拉伸試驗，3個進行彎曲試驗，試驗結果應滿足有關規范要求。

(2)電弧焊接頭。

外觀檢查應符合:焊縫表面平整，不得有較大的凹陷、焊瘤;接頭處不得有裂紋;咬邊深度、氣孔、夾渣的數量和大小及接頭偏差應符合鐵路混凝土工程施工質量驗收補充驗標要求;坡口焊及熔槽幫條焊接頭其焊縫加強高度不小于3 mm。

3.2 混凝土質量控制措施

(1)原材料控制。

水泥由甲方統一規定指定廠家。在進料過程中，按規范要求進行抽樣檢驗。選用材質堅硬、潔凈級配良好的粗細骨料，同時選用優質高效的外加劑和摻和料，嚴格把好材料質量關，凡經檢驗不合格的材料，一律不得進場使用。

(2)配合比選定與施工配合比控制。

根據混凝土不同強度等級和坍落度要求，選擇合理的理論配合比。合理的配合比由專人負責，根據氣候變化不定時對砂石料進行含水量測定，調整合理的施工配合比，嚴格配料，計量準確，拌合操作人員嚴格按施工配合比進行拌制，拌合時間一般控制在120～150 s之間，視混凝土坍落度大小而定。

(3)模板安裝。

統一采用整體模板，模板應干凈、無污染，選用具有強度高、剛性好的帶模及支撐，扣件、拉桿安裝應牢固，確保模板的整體性和穩固性，接縫嚴密、平順，防止混凝土中的水泥流失和錯臺跑模。

(4)施工縫處理。

為提高混凝土耐久性，混凝土構件應盡量一次澆筑完成，施工前必須做好停水、停電的應急措施，盡量避免因施工原因造成在混凝土澆筑過程中出現施工縫。由于空心橋墩結構物尺寸變化不可避免會產生施工縫，應按相關要求進入混凝土施工縫處理程序。

施工縫處理按《鐵路橋涵施工驗收標準》等相關規定進行鑿毛處理，處理后表面不應有乳皮、無松散雜物、結構面石子裸露。在澆筑上層混凝土前應首先澆筑10～20 mm厚的水泥砂漿，以提高接縫處混凝土的密實性。

(5)灌注及搗固。

控制混凝土出口溫度不得大于30℃、塌落度、含氣量等滿足要求。混凝土使用8 m3罐車運輸，汽車泵入模。利用串桶或加長軟管等措施保證下料高度，使混凝土拌合料均勻分布。振搗采用軟軸振搗器振搗，在灌注過程中，保證混凝土的連續性和整體性。

(6)混凝土養護。

為使混凝土有適宜的硬化條件，強度不斷增長，不產生干縮裂紋、表面出現片狀、粉狀及脫落，應由專人采用土工布包裹，灑水養護，確保混凝土表面濕潤，養護時間為28 d。

3.3 橋墩線形控制

(1)模板。

模板采用定型鋼模。模板進場前檢查出廠合格證書、模板剛度報告、單塊模板結構尺寸、圓弧模板弧度、模板表面平整度、焊接部位焊縫質量等。在安裝時，嚴格檢查模板垂直度、模板錯臺必須符合要求。由于模板采用無拉桿設計，澆筑前必需檢查模板所有連接螺栓是否滿上擰緊，精軋螺紋拉桿是否擰緊。

(2)測量。

為保證施工測量精度，必須配備相應的資源配置:有測量專業素質的測量人員和精密的測量儀器。測量采用三級復核制，對測量人員進行工程情況、技術要求、測量規范、測量操作規程、測量方案、測量基本知識、測量重要意義的培訓。定期把測量儀器送到有檢定資格的單位檢校，確保測量結果的有效性。

(3)鋼筋保護層控制。

①測量精確放樣;

②現場技術人員在實施過程中跟蹤控制，發現問題及時改正;

(3)每2 m安裝提前制作的鋼筋卡具，保證鋼筋的間距、控制坡度及保護層;

(4)保護層墊塊采用與橋墩同強度混凝土，數量不少于4個/m2，梅花形布置。

4 易出現的質量問題及防治措施

4.1 空心橋墩壁厚偏差

空心橋墩對壁厚要求嚴格。在外模安裝時，每一節模板必須滿足設計平面位置要求，故應勤測量。只有在外模合格、滿足要求后再進行內模安裝，內模與外模之間使用鋼筋支撐以確保內外模寬度，鋼筋支撐每排高度根據下料厚度布置，當澆筑快到支撐鋼筋時，由人下入模內取出支撐鋼筋。空心橋墩澆筑時要四周均勻下料，防止局部下料過多而導致模板偏移造成壁厚不合格。

4.2 空心橋墩鋼筋間距及保護層

由于空心錐形橋墩空心段內外均變坡，鋼筋在安裝時要嚴格控制，避免造成保護層過大或偏小。

鋼筋在安裝前需精確測量放樣，對于主筋每2 m采用φ16鋼筋根據坡度焊接定位筋，以保證保護層和間距。由于空心橋墩分布鋼筋采用一級鋼筋與主筋二級鋼筋綁扎容易滑動，應在模板上口對鋼筋點焊以保證鋼筋間距。

4.3 空心橋墩混凝土外觀質量

空心橋墩由于壁厚較薄、勾筋較密，操作人員無法下去振搗，故澆筑高度不易高于6 m。澆筑時必需控制下料高度且不得大于2 m，采用加長軟管等措施保證下料高度。確保每層下料厚度不大于40 cm并四周對稱均勻下料。

4.4 施工偏差

為了確保墩身空間位置準確，尤其是控制墩身垂直度，應對模板下側進行準確測量，測量一般采用對模板外側20 cm進行放樣，然后在模板外側邊線利用垂球進行校核，用全站儀對第一層模板進行校核，校核完成后，現場施工人員對以上各層模板進行控制，主要利用承臺上部放樣施工線進行校核。隨著高度的增加，所用垂球重量應增加。

5 結語

京滬高速鐵路金山鋪大橋分雙線流線形圓端實體墩、雙線單圓柱墩、雙線流線形實體矮墩、雙線圓端形空心橋墩四種墩形，其中雙線圓端形空心橋墩是橋梁下部結構施工中最復雜的一個環節。由于施工合理，質量嚴格把關，安全防護到位，保質保量迅速完成了施工任務，為架梁爭取了寶貴時間，得到了京滬公司和監理的一致好評!