重載鐵路薄壁空心墩翻模施工方案

溫 張 保

(中鐵一局集團第四工程有限公司，陜西 咸陽 712000)

1 工程概況

山西中南部鐵路通道是我國“十一五”鐵路建設重點工程，世界上第一條按30 t軸重標準建設的重載鐵路，ZNTJ-11標段施工管段內重難點工程之一為17個圓端形薄壁空心橋墩，墩高為35 m～50 m之間，其中北甘泉一號大橋3號～11號墩高均大于40 m。空心墩身外坡率均為35∶1，內坡率均為50∶1，墩身下部設置3 m高的實體段，托盤、頂帽高度分別為3.1 m,0.7 m，壁厚0.6 m。墩身立筋內圈為φ12,φ14螺紋鋼，外圈為φ16螺紋鋼，內外圈圍筋均為φ20螺紋鋼。

空心橋墩施工采用廠制大塊鋼模，塔吊和吊車進行模板吊運拼裝，鋼筋采用安裝起吊模具整體加工安裝就位,混凝土采用混凝土罐車運輸，澆筑通過泵送來完成入模。

2 施工方案

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

2.2 起重設備的選擇

由于墩身高，材料和模板的垂直運輸是空心墩施工的一個難點，綜合考慮到施工場地、費用和合理性的問題，最終選擇在4號、7號、10號墩處設置一個塔吊，用于材料和模板的垂直運輸；考慮到模板單塊最大重量2.3 t，一臺塔吊施工3個墩身，最大工作范圍54 m，經過比選，選擇T5616型塔吊,塔吊的具體布置見圖2。混凝土澆筑采用52 m汽車泵。

2.3 模板設計及翻模施工

綜合考慮墩身高度、設備參數、鋼筋下料和分段施工減少施工縫的目的，空心墩弧形段按最高墩全部制作，直線段加工27 m(考慮3個墩身同時施工)，模板每節高3 m，底層設調整節，階梯向上支立。施工時，第一次澆筑完成實體段3 m，模板依附已澆筑混凝土段作為持力點，以后每次澆筑6.0 m每次澆筑2節模板的高度，即每次翻2節模板，留一節在墩身上，澆筑6 m高的混凝土。墩身模板主要由內外模板、支架斜拉索具、支腿、平臺及拆模吊籃等組成，墩身外側模板選用大塊鋼模板，內側采用定型鋼模板。

翻模施工時，落模后需要將模板向外滑出再起吊。翻模作業時，需保留最上一段模板“n-1”，作為“n”段模板的承力部分和作業平臺，再把最下面兩段“n-2”模板拆除，進行整修后利用塔吊安置于上層模板相應位置，精調模板就位并加固聯接。重復以上操作直至墩身混凝土澆筑完成。

因高墩施工中對垂直度及混凝土外觀質量的要求極高，為保證垂直度，模板設計時必須首先考慮模板自身的整體剛度，在模板外側加設桁架，通過螺栓連接后組成的空間桁架，保證了翻模模板的空間剛度，能有效的減少模板對拉桿的使用，提高墩身混凝土的外觀質量。另外，結合桁架在外側設置操作平臺及爬梯，滿足工人上下檢查及施工需要。

2.4 墩身鋼筋的制作和綁扎

墩身立鋼筋采用電渣壓力焊連接，圍筋鋼筋采用單面搭接焊連接。雖然圓弧段圍筋采取在加工廠根據設計半徑提前預彎，定尺寸配送至現場，但每循環先接長立筋，圍筋難免會出現彎曲角度不合適，需要現場調整等情況，由于圍筋直徑大、且為螺紋鋼，高空不宜彎曲，定位難，操作空間小等問題；我們針對上述圍筋施工存在的問題，經過方案比選最終選擇，采用型鋼加工一個模具，將3 m高墩身圍筋按照設計尺寸提前在地面上整體焊接好，固定于模具上，整體吊裝至需要位置，松開固定圍筋的鋼絲繩，讓鋼絲繩自然下垂，工人將圍筋綁扎固定于立筋上，整體綁扎完成以后，松開鋼絲繩的卡具，將模具移走。經現場實施，此方法將大量高空作業轉為地面作業，克服了高空操作空間狹小，圍筋直徑大且不宜調整彎曲弧度等特點，大大提高了施工效率。鋼筋安裝起吊模具見圖3。

2.5 混凝土施工

墩身混凝土澆筑分三階段進行，墩底實體段、墩身空心薄壁、墩頂部實體段。混凝土采用自動計量拌和站生產，混凝土攪拌運輸車運輸，泵送入模。底部的實心段單獨分次澆筑，墩身空心部分分段翻模澆筑，混凝土澆筑到模板頂時，要低于模板口1 cm～2 cm，為下一段方便組裝翻模，防止有錯臺。當混凝土的強度大于3 MPa時清除浮漿，鑿毛混凝土表面，再進行下節段施工。特別注意實體段與空心段連接處的混凝土質量和外觀。若墩底實體段一次澆筑混凝土體積過大，采用和承臺相同措施降低水化熱。

混凝土澆筑采用52 m汽車泵。混凝土澆筑時為避免模板發生偏移，下料時沿周圍使用串筒對稱下料，并為了保證外觀質量，在人工插入振搗的同時，在內外模設置了附著式振搗器對模板四周同時進行振搗，每次澆筑高度為6 m。拆模后的墩身混凝土及時灑水養護，由于墩身較高，灑水不易，采用灑水后塑料薄膜包裹養護。澆筑過程中隨時觀察預埋螺栓、預留孔的位置是否移動及時校正；注意模板、支架等支撐情況，安排專人檢查，如有變形，移位等立即校正并加固，處理后方能繼續澆筑。

2.6 墩頂部實體段封閉

當模板翻升至墩頂封閉段設計標高時，停止施工，在墩身內側安裝封閉段托架和底模，墩頂實體段采用在斜坡段處留置牛腿，將20 cm厚、80 cm寬預制板搭設在牛腿上作為底模。預制板內綁扎雙層鋼筋網片，沿橋縱向兩端鋼筋伸出并與墩身鋼筋焊接成整體。牛腿內增加箍筋和環向圍筋，見圖4。

然后綁扎鋼筋、安裝外模板、圍帶、搭設防護欄桿，掛安全網，澆筑墩頂封閉段混凝土，養護至模板內混凝土強度大于10 MPa時，拆除模板。拆除時按先底節、再中間節，最后頂節段的順序進行。

牛腿混凝土與側壁混凝土同時澆筑，澆筑時注意振搗仔細，防止漏振或過振，保證混凝土的密實性。待混凝土強度達到90%以上后，方可進行預制板的架設及上部實體段的混凝土澆筑。

3 結語

本方案通過塔吊的設置，與傳統的滿堂腳手架比較大大節約了周轉材料的使用量，同時大大減少了材料和模板垂直運輸的費用；通過鋼筋模具整體吊裝，將大量高空作業轉為地面作業，克服了高空操作空間狹小，圍筋直徑大不宜調整彎曲弧度等特點，大大提高了施工效率；取得了明顯的經濟效果，對類似工程具有一定的借鑒意義。

[1] 何軍偉.淺談薄壁空心墩施工技術[J].中國城市經濟,2011(11):21-22.

[2] 王 芳,趙愛國.淺談岷江特大橋薄壁空心墩施工[A].公路交通與建設論壇(2009)[C].2010.