高鐵建設中特大橋橋墩施工要點探討

王麗琴

摘 要：該文基于筆者多年從事高速鐵路土建工程施工的工作經驗，以某特大橋橋墩施工為研究對象，結合某高速鐵路特大橋3#墩31.5 m、7#墩39 m薄壁高墩的施工，研究探討了空心薄壁高墩施工方案選定、模板設計、混凝土的施工、高墩控制測量、混凝土外觀質量控制措施，全文是筆者基于工程背景實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：空心高墩 薄壁 施工技術

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（c）-0020-02

1 工程概況

某高速鐵路特大橋全長1 084.70 m，橋中心里程DK171+780.36位于，位于R=8 000 m的圓曲線上；全橋均在+6‰坡道上。孔跨布置為：20～32m+1～24 m+12～32 m后張法預應力混凝土組合箱梁。該橋3#墩墩高31.5 m，采用鉆孔樁基礎；7#墩墩高39 m，采用臺階式擴大基礎；墩身為變截面空心墩，壁厚50 cm。橋址區為剝蝕低山及山間谷地，山谷洼地主要為旱地及梯形水田，海拔在161～200 m，相對高差40 m左右；洼地兩側山體主要為杉樹林，植被發育較好；地表水主要由大氣降水補給；地下水主要為孔隙潛水，整體水位埋深較深，一般為3.5～13.2 m，山谷稍淺，水量不大，地下水和地表水對鋼筋混凝土均無侵蝕性。

2 總體施工方案

由于橋址區屬剝蝕低山及山間谷地地貌，地面起伏相對不大，施工條件相對惡劣，這就要求施工方案必須解決垂直運輸、水平運輸、混凝土輸送、支架模板等問題。根據現場調查及工期要求，對各種施工方案進行經濟比較，采用移挖作填盡量根據現場地形順橋修建一條施工便道，既滿足各墩的施工需要，又解決了材料的運輸問題，保證了工期。垂直運輸方面，因全橋除2#墩高23 m，3#墩高31.5 m、4#墩高21.5 m、6#墩高30.5 m、7#墩高39 m、8#墩高25.5 m、9#墩高26 m，其他墩高均在10 m以內，故采取在3#墩處及7#墩處設置塔式吊機各一臺，其他墩臺施工采用汽車吊施工。根據現場地形在28#墩及15#墩處設置混凝土攪拌站及鋼筋加工廠一處，混凝土的輸送采用HBT60C-1413DⅢ型拖式混凝土輸送泵，另外配合2輛6立方混凝土罐車。人員的施工作業通道：3#、7#墩利用塔式吊機內鐵梯上下，其他墩身施工充分利用墩身內檢查梯進行上下，確保人員的施工安全，見圖1。

3 墩柱模板設計

根據該工程特點及施工要求，經過策劃，在充分考慮技術經濟合理性的后，采用翻模施工，墩身模板分圓端模、平板模、托盤及頂帽，圓端模又分為托盤底口調整節、墩柱標準節和墩底非標準節等幾種形式，且相互間配套使用。采用纜索吊提升墩身模板進行循環施工，外模板均設操作平臺（含扶手），操作平臺支撐于模板的橫肋上，操作平臺隨模板標準節一起提升，施工人員在操作平臺上進行模板安拆、加固、鋼筋安裝、混凝土施工等。

通過計算，模板標準節高度為2.0 m，非標準節根據橋墩高度計算高度為1.5 m、1.0 m、0.5 m3種。內外模板的面板采用6 mm鋼板，吊鉤采用直徑20 mm圓鋼，上下邊框為16 mm鋼板、左右邊框為12 mm鋼板，豎向及豎向龍骨選用12#槽鋼，背楞用14#槽鋼連接（用直徑32 mm對拉螺栓加固），模板與模板間用M18×60螺栓連接，模板間采用子母口連接，大小為凸5 mm凹3 mm。內外模板通過直徑20 mm對拉桿連接，在穩定性方面主要通過拉桿的抗剪、混凝土與模板的粘結力、模板的整體受力及墩身收坡來保證整個模板的穩定性。外模操作平臺采用50×505×5角鋼焊接成托架，通過牛腿處直徑20 mm的圓鋼固定于外側模橫肋上（橫肋設預留孔），每個標準節外模安裝一套，在托架位置外連續鋪設，在墩身周圈形成貫通通道，并在外模與塔式吊機間安裝人員通道。在托架頂面滿鋪5 cm厚木板，供施工人員作業、存放小型機具。內模板中間施工平臺采用Ф50鋼管搭設一施工平臺，滿鋪5 cm厚木板，并與模板連接，同時采用鋼絲繩打保險，確保平臺安全。墩身內平臺利用纜索吊隨著模板的爬升一起上升。

4 混凝土施工

在施工過程中，為了確保混凝土質量及混凝土的可泵性，采用了以下施工措施：（1）施工前對混凝土所需原材料進行實地考察，嚴格按照配合比要求對原材料進行試驗檢查，保證原材料合格；碎石采用硬質巖石灰巖打制的碎石，石粉含量較大的碎石進行沖洗；外加劑選用上海格雷斯ADVA-152型，并經檢驗合格；墩身混凝土使用同一廠家、同品種、同強度等級水泥、同品種脫模劑，以保持混凝土外觀顏色一致。（2）嚴格按配合比施工，每次開盤前對現場砂石料進行含水量測定，以對理論配合比調整，確定合理的施工配合比。水泥、砂、碎石、水、粉煤灰、減水劑計量采用自動計量設備，混凝土中水泥、粉煤灰每盤稱量偏差控制在±1%之內，粗、細骨料控制在±2%之內，外加劑與拌和用水控制在±1%之內。（3）嚴格控制混凝土的攪拌時間，控制在180 s左右。（4）嚴格控制混凝土出機與入模的坍落度，坍落度控制在180～220 mm之間，不滿足要求的混凝土嚴禁使用。（5）混凝土入模時對混凝土溫度與鄰接介質溫度進行測量，保證溫差不大于20 ℃。（6）對混凝土的含氣量進行測定，含氣量控制在≥4.0%。

混凝土泵送采用2輛6立方罐車與HBT60C-1413DⅢ型高壓混凝土地泵配合。混凝土泵管為內徑125 mm高壓管。垂直混凝土泵管用鏈子葫蘆固定于腳手架上，這樣就可以緩沖泵送過程中的沖擊力，且方便混凝土泵管的安拆。

5 高墩控制測量

高墩的控制測量與施工監測主要從墩中心定位、高程、垂直度測量三個方面加以考慮；施工監測主要從墩的沉陷觀測、位移觀測、傾斜和扭轉觀測三方面考慮。因此必須提高測量放線的精度，同時施工前后及施工過程中復核好墩身軸線位置及標高。標高測量至每層模板的頂口，根據不同的標高計算出所對應的墩身截面尺寸，用以檢驗和控制模板的截面尺寸及坡度。

測量措施：（1）組建精干的精測小組專門負責墩身的測量工作，配備先進的測量儀器，確保墩身的線形控制。購置了價值12萬的拓普康6002C型及拓普康701型全站儀。（2）為了防止儀器誤差導致墩身偏斜，每換一模必須用全站儀測設中心點與鉛直儀校核一次，并對墩身截面尺寸進行一次復測以確保墩身的幾何尺寸準確。（3）堅持墩身中線的復測和墩身截面尺寸的測量檢查制度。（4）實行測量換手復核，對同一部位測量堅持2個人2臺儀器獨立測量復核。（5）對于測量內業，嚴格執行復核制度。測量資料復核無誤后，報監理工程師審查認可，方可用于施工。（6）每次測量時，對氣壓、溫度進行測定并輸入儀器，減少誤差。

空心墩的測量、監控過程：為確保高墩施工的質量，在施工過程中，應做好墩身的測量和監控。提升托架翻轉模板施工工藝測量控制墩柱斷面復雜，結合現有測量條件，利用三角高程法測定墩柱模板頂標高，采用單測站極坐標法結合量鋼尺法，控制墩柱模板主要角點的平面就位，使其滿足設計要求。一個墩柱每施工6 m，采用雙測站極坐標精確測定墩柱模板各主要點的平面位置，同時用懸掛鋼尺法精確測定墩柱模板頂的標高，以此來檢核及修正三角高程。當一節混凝土澆筑完成，要即刻對混凝土面的控制點進行復測，以掌握模板在混凝土澆筑前后的變位，同時提供下一節模板的安裝參數。

6 混凝土外觀質量控制

由于多次立模，多次澆注，容易引起外觀質量下降。為了提高外觀質量，經多次探索，施工中采取了以下措施。

（1）采用同一廠家的水泥、砂石、外加劑、摻和料，確保外觀的一致性。

（2）針對混凝土泵送難，和易性差，顏色灰白的問題，施工中優化了混凝土配合比，在保持原來配合比、坍落度的前提下，采用“雙摻”技術，增加適量粉煤灰和減水劑，這使得混凝土的顏色更均勻，和易性更好。

（3）混凝土應按一定厚度、順序和方向分層澆注，每層30 cm，采用插入式振搗棒星型振搗，要求移動間距不超過振動器作用半徑的1.5倍；與側模應保持5～10 cm的距離；插入下層混凝土5～10 cm；操作嚴格遵守快插慢拔要求，避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。

（4）提高立模精度，采用玻璃膠或橡膠皮處理接縫，保證接縫嚴密。

（5）夏季施工，由于氣溫較高盡可能安排在下午或夜晚溫度較低時澆注混凝土，減小混凝土的坍落度損失。

（6）混凝土澆完后，立即進行覆蓋養護，拆模后用塑料薄膜包裹，進行濕潤養護，同時避免上一節段墩身混凝土澆筑時污染已澆筑的下部墩身。

7 結語

在高墩施工中正確選用合理的施工工藝十分重要。在技術上對方案進行謹慎分析比較，高空、立體、平行、交叉作業才有可靠保證。特大橋采用提升托架翻轉模板施工是一種新的，切實可行的施工工藝，它特別適用于跨度較大、地形條件比較復雜，大型機械設備無法進場施工的地方，它具有操作方便，易掌握，成本低，工期短，安全等特點。實踐表明，提升托架翻轉模板在薄壁空心高墩施工中是切實可行的，可進一步的推廣到其他橋梁高墩施工中。

參考文獻

[1] TB 10203-2002，高速鐵路橋涵施工規范[S].北京：中國鐵道出版社，2002.

[2] TZ 213-2005，客運專線高速鐵路橋涵工程施工技術指南[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

[3] 高速鐵路測量手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2001.