公路橋梁矩形變截面薄壁空心高墩翻模施工技術

仵軍勝

(四川交投建設工程股份有限公司，四川成都 610041)

薄壁空心高墩對深溝峽谷復雜地形適應性好、節省材料、截面形式合理、結構輕盈、利于抗震，在山區高速公路的中大跨徑橋梁結構中得到廣泛應用。但是，高墩施工對墩身幾何形狀、垂直度控制和外觀質量要求高，材料運輸效率低，風荷載影響大，安全作業風險大，施工技術要求高，因而施工方案的選擇尤為重要，合理的施工方案對于保證質量和安全、節約工期和成本等均具有重要意義。

公路橋梁薄壁空心高墩施工方法包括翻模法、滑模法和爬模法等，其中，翻模法施工效率高、工序簡單、成本低，尤其在溝谷等復雜地形橋梁施工中應用具有明顯優勢，目前已成為空心高墩施工中的主要施工方法[1-3]。薄壁空心高墩翻模施工技術研究有利于進一步完善高墩施工工藝、改善工程質量和降低工程造價。本文結合巴中機場路快速通道三叉溝大橋施工，介紹矩形變截面薄壁空心高墩翻模施工的總體方案、技術要點和質量保證措施。

1 工程概況

巴中機場路快速通道三叉溝大橋位于巴中市恩陽城區外環線，橋梁全長373 m，上部結構采用9×40 m預制后張法預應力混凝土簡支T梁(每跨12片)，正交布置，橋面連續，橋面寬度30 m，雙向6車道，橫斷面布置為3 m人行道+11.5 m車行道+1 m中央隔離墩+11.5 m車行道+3 m人行道；下部結構橋臺采用重力式橋臺、擴大基礎，橋墩形式包括兩種，其中1號、2號、8號橋墩為圓柱橋墩，直徑1.8 m，共12根，最大墩高34.64 m，端承鉆孔灌注樁基礎。3～7號橋墩采用三柱式矩形截面薄壁空心高墩，共15根，最大墩高70.49 m，挖孔灌注嵌巖樁基礎，薄壁空心高墩橫截面順橋向按設計坡比變寬度，墩號、墩高、數量、坡比、截面輪廓尺寸等參數見表1所示。其中，7號橋墩由于左右橫坡差異，三根墩柱高度不同。所有薄壁空心高墩橫截面沿縱橋向按設計坡比變寬度，墩身最小壁厚0.5 m，底部、頂部實心段高度均為1.0 m。墩身、蓋梁和系梁混凝土強度等級采用C40。

2 總體施工方案

三叉溝大橋跨越既有河道，兩端橋臺位置及施工通道地勢陡峭，材料運輸困難，3～7號橋墩墩高均超過30 m(40.65～70.49 m)，C40混凝土總用量約4 850.4 m3，鋼筋總用量約970.8 t，綜合考慮工程特點、墩高、質量、工期及成本等因素，矩形變截面薄壁空心高墩墩身施工選用翻模法方案，通過塔吊提升模板和鋼筋、混凝土、勁性鋼骨等材料。橋墩底部和頂部實心段分別單獨施工。

表1 三叉溝大橋空心高墩設計參數

結合工期要求、墩高和模板配置情況，空心高墩施工順序為：先開工4號、6號墩，隨后開始3號、7號墩，4號、6號墩施工完成后將模板周轉至5號墩進行施工。

3 翻模施工技術要點

3.1 翻模系統制作與安裝

翻模系統包括外模系統、內模系統、拉桿、作業平臺和提升系統等，內、外模板均采用大塊定型鋼模，模板的節數和高度等根據墩柱特點、塔吊能力、和施工條件確定。

外模由兩節鋼模板組成，每節高2.25 m，面板采用厚5 mm鋼板，橫、豎邊肋采用12 mm×80 mm扁鋼，縱肋采用8號槽鋼，橫楞采用16號雙槽鋼，模板間用M18螺栓連接，縱向沿墩高80∶1放坡加寬主要通過外模螺桿進行調節。模板外懸臂支架作為外部工作平臺，懸臂支架與外模一起翻升。

內模采用桁架固定于墩身預埋件，桁架頂面鋪設跳板作為墩身內部工作平臺。內模通過桁架整體吊裝翻升。

3.2 施工流程

以下對三叉溝大橋矩形變截面薄壁空心高墩翻模施工的主要工藝流程進行說明。為便于描述，將墩身分為實心段(1 m)和標準段(2.25 m)。

(1)承臺鑿毛、清理，墩柱輪廓線放樣，綁扎鋼筋、焊接勁性骨架，安裝模板、澆筑底部實心段混凝土。

(2)施工第1標準段。保留實心段模板，將預埋勁性鋼骨接長，綁扎第1標準段鋼筋，安裝第1節內外模板并用拉桿加固，澆筑第1標準段混凝土并養護至一定強度。

(3)施工第2標準段。拆除實體段模板，保留第1節模板，將預埋勁性鋼骨接長，綁扎第2標準段鋼筋，安裝第2節內外模板并加固，澆筑第2標準段混凝土并養護至一定強度。

(4)施工第3標準段。拆除第1節模板，用塔吊等分別將內外模板逐塊提升至指定高度后安裝于第2節模板頂上，模板加固后澆筑第3標準段混凝土并養護至一定強度。

(5)施工其他標準段。依次循環第(4)步至最后一個標準段。

(6)施工墩身頂部實體段。

三叉溝大橋三柱式矩形變截面薄壁空心高墩的三根墩柱同步施工，現場照片如圖1所示。

圖1 矩形薄壁空心高墩翻模施工

4 質量保證措施

為確保墩身施工質量，對關鍵施工環節進行嚴格控制。

4.1 線形控制

墩身線形控制主要通過施工測量完成，主要包括軸線、高程和垂直度等。

4.1.1 軸線和高程

施工前，用全站儀將橋墩角點、軸線位置和輪廓線精準放線于承臺頂面，改變控制點進行復核放線，兩次放線點位偏差不超過2 mm。

實心段施工完成后，采用同樣的方法在實體段頂面放線出標準段橋墩軸線位置和內角點，并按外模內壁和放樣軸線定位內模位置。

鋼筋、勁性鋼骨和預埋件等施工完成后安裝內外模板，并用全站儀對模板幾何尺寸、軸線位置和頂標高進行復核測量，確保安裝誤差在規范允許范圍內，避免模板發生偏移或扭轉。

墩身高程測量采用全站儀三角高程法，按盤左盤右兩個測回取均值，并與控制點進行聯測。

4.1.2 垂直度

墩身豎向軸線垂直度測量采用自動安平激光垂準儀，并將對中點設置于各承臺頂面，各墩頂設激光接收靶，能顯示光斑并捕捉斑心。

4.2 混凝土澆筑與養生

澆筑混凝土前仔細檢查模板加固情況、鋼筋及預埋件位置。墩身混凝土施工采用分層連續澆筑方案，分層厚度不大于30 cm，采用插入式振搗器振搗混凝土，振搗過程中避免觸碰模板和鋼筋。

混凝土澆筑完12 h內進行灑水養生，保持混凝土表面濕潤，模板拆除后對側面進行噴淋養生，養護時間不少于7 d，確保混凝土的外觀質量符合要求。

5 結束語

薄壁空心高墩施工是影響整個橋梁工程品質的關鍵環節，翻模施工技術效率高、工序簡單，有利于工期和成本控制，優化資源配置。三叉溝大橋薄壁空心高墩施工結果證實了本文所用施工方案、模板系統、工藝流程和質量控制措施的合理性，可為類似橋梁薄壁空心高墩的施工決策和質量控制等提供參考。