某特大橋高墩、空心墩的施工方法
2017-04-24
1 工程概況
本橋設計7-32m簡支梁+（48+80+48）m連續(xù)梁+4-32m簡支梁；橋全長555.7m，最高橋墩為63m。橋梁中心里程DK19+052m。該橋共設13個橋墩，7-10#墩為矩形連續(xù)梁橋墩，11#墩為圓端型空心墩，2個T型橋臺。基礎形式分別為鉆孔樁基礎、明挖擴大基礎及箱型基礎。
主要技術條件：本橋0#-2#位于R=1200m、L=120m的緩和曲線上，其余墩臺位于直線上，橋上線路坡度為-12.0‰，橋上鋪設無縫線路。
2 高墩、空心墩墩身施工工藝
10#墩屬于高墩、空心墩施工，主要型式采用空心圓端型及空心矩形橋墩。采用整體鋼模板與腳手架相結合、混凝土輸送泵運送混凝土、自升式塔吊調運材料和模板的方法?？紤]到10#空心橋墩墩高，確保高空作業(yè)人員安全，在施工過程中按照標準設置腳手架人行通道及防護網(wǎng)。在墩身加設預埋鋼板與塔吊連接，以保證塔吊的安全牢固，塔吊司機必須持證上崗。
空心橋墩施工要點：根據(jù)空心橋墩的結構形式和構造尺寸，10#矩型空心橋墩加工內、外模板，組成整體模板體系，配置塔吊設備，現(xiàn)場綁扎鋼筋和澆筑混凝土。10#墩用一套模板，單墩的模板節(jié)高為1.5m。
2.1 空心橋墩組合鋼模板施工工藝 主要施工工藝如下：
模板分為內模和外模兩種，均采用鋼制。外模采用整體性鋼模板，分節(jié)制作，考慮模板周轉，每節(jié)高度為1-1.5m，面板為8mm，型鋼布肋。內模采用可調節(jié)鋼模板，采用螺桿調整模板尺寸，鋼架支撐，保證模板的牢固性。
模板的組成結構為：6節(jié)大塊模板（大塊模板內外模采用鋼模板、并內?？烧{整）、支架、內外鋼管腳手架工作平臺（施工過程中，為了增加支架的穩(wěn)定性，特將支架與已澆墩柱相連接）。施工中同時澆筑且每次澆筑高度為6.0m。施工時在基頂上支立第一節(jié)模板，在第一節(jié)模板上支立第二節(jié)模板，以此類推，4節(jié)同時澆筑?；炷翉姸冗_到70%強度以上時，拆除第一節(jié)模板并開始利用塔吊人工配合支立下一循環(huán)模板，待完成空心墩底部實體段混凝土澆筑后，開始支立內模模板，并在空心墩實體段頂部預留寬1.5m*高2m進人洞一處，此時墩身混凝土已經(jīng)硬化且具備一定強度，并將施工的全部荷載轉移到基礎頂面，承重體依次轉移，出現(xiàn)接升腳手架→綁扎接長鋼筋→拆模、清理模板、重新組裝→下循環(huán)模板、組裝模板→中線與標高測量→灌注混凝土和養(yǎng)生循環(huán)式施工作業(yè)方式，一直滿足設計高度。內外模板及縱橫肋、內腳手架、剛度加強架、模板拉筋、安全網(wǎng)等公共組成每一節(jié)模板。
每節(jié)模板均為標準板和圓端模板兩種，每節(jié)模板高度1.5m，寬度劃分以具體計算為準。采用Φ20螺栓連接模板，拉筋墊板通過[12槽鋼支撐，并且[12槽鋼間距控制在1m之內，用Φ16mm的圓鋼作拉筋。為了方便抽拔拉筋及對拉筋再次利用，將Φ18mmPVC硬管設置在拉筋處的內外模板之間?；炷凉嘧⑶?，為了控制墩身的壁厚，在模板頂面按1.5m的間距設臨時鐵支撐。為了防止模板發(fā)生變形，通過模板剛度加強架對內外模板進行處理。在內腳手架上搭建內外施工平臺。對于輸送泵運送來的混凝土，通過在施工平臺的內側鋪薄鋼板進行臨時存放。為了確保施工過程的安全，在外腳手架的周邊設置防護欄桿并且掛立安全網(wǎng)。
根據(jù)模板的編號，按照先后的拼裝順序，在安裝模板前，把模板運到橋墩下。在對模板進行塔吊吊裝過程中，為了確保安全，嚴禁墩下站人，在起吊過程中為了防止模板晃動，進而與墩身或塔架發(fā)生碰撞，吊裝時由專人進行指揮。模板安裝時，吊籃內至少安排兩名木工，通過特制的鋼筋拉勾在模型達到高度時將模板拉向墩身，木工分站在模板兩側，手扶持鋼型在模板與既有模板連結好后松開吊鉤，按照上述方式對每一節(jié)模型進行安裝，如此循環(huán)。安裝內模：通過普通鋼模P2015、P3015及楔形木條共同拼接成內模板。為了確?？招亩盏谋诤?，通過采用四片φ40鋼管內拱架對內模進行固定。
混凝土強度符合設計要求后，拆除底部兩節(jié)模板。在進行安裝模板前，為了模板拆除方便，在最底層模板的下面鋪設硫磺砂厚度為2cm，用砂漿對內側進行抹縫（預防墩柱爛根）。在模板的拆除過程中，先在模板上掛吊鉤，再松動螺栓，在螺栓剩下兩個時，為了預防模板突然脫落，需要兩名木工相互配合，由一人扶住模板，另一個拆除螺栓。在模板與墩身分離后，為了防止模板晃動幅度過大，通過拉勾拉住模板然后慢慢放開，在地面對模板進行牽引。拆模時為了防止模板傾倒和下落，通過采用四個倒鏈對模板從同一方向不同部位進行起拉，與此同時塔吊要吊住模板。拆模過程中，為了避免損傷模板和混凝土表面，禁止使用大錘硬砸或撬棍硬撬。然后對模板進行打磨、擦涂脫模劑處理，最后在1.5m高的模板上進行安裝。在安裝模板時，為了防止模板拼縫處出現(xiàn)錯臺，按照廠家提供的模板組裝圖所示吊裝的順序進行吊裝。
2.2 安裝內外腳手架 為了使鋼筋綁扎與混凝土灌注同時進行，隨著外模板的安裝進行外腳手架的安裝，保持內平臺與待灌節(jié)段的混凝土頂面在同一水平面上。安裝完畢腳手架后，搭建內外作業(yè)平臺，并對防護欄桿和安全網(wǎng)進行安裝。
2.3 綁扎鋼筋與檢查 加工鋼筋前，先清除鋼筋表面的油漬、銹皮，用人工方式調直彎折的鋼筋，對墩身護面鋼筋按照設計的尺寸進行加工，鋼筋半成品加工完成后按圖紙進行編號，并掛牌存放。因為墩身鋼筋需要伸入承臺的內部，所以承臺鋼筋和護面鋼筋要進行同時綁扎。為了便于接頭錯開，對第一節(jié)豎向鋼筋上端進行高出承臺1-3m處理。在承臺內部和頂部設置鋼筋“定位圈”，然后將鋼筋“定位圈”與墩柱豎向鋼筋按間距進行點焊。模板安裝前，在承臺頂面的第一節(jié)鋼筋上接長墩身護面豎向鋼筋，通過采用滾壓直螺紋連接豎向鋼筋接頭，布置時按照Ⅱ級接頭形式進行，也就是連接區(qū)段（按35d計算，d為被連接鋼筋直徑）內接頭百分率控制在50%以內。完成鋼筋籠施工后，設置四個方向的攬風繩，并對部分拉接筋與主筋交叉點進行點焊，進而確保鋼筋整體的穩(wěn)定性。為了有效控制保護層的厚度，需要在鋼筋和外模板間墊入塑料墊塊，鋼筋和內模板間墊入混凝土墊塊。綁扎鋼筋的高度都要高于每次混凝土的澆筑高度，綁扎時，先計算高度，通過在腳手架上鋪設φ60鋼管作為護面筋的支撐架，并在相應位置鋪木板作為操作平臺。每次安裝鋼筋的高度都要比模型高出（1～1.5）m，采用滾壓直螺紋機械連接接長鋼筋，并按照施工規(guī)范進行施工。 對綁扎鋼筋按照設計要求進行檢查。為了確保模板順利安裝，在鋼筋綁扎過程中隨時檢查鋼筋網(wǎng)的尺寸。因為模板高6.0m，因此每次鋼筋綁扎的控制高度為6.0m與鋼筋搭接長度之和。為了防止鋼筋傾斜，將鋼筋的中上部支撐在腳手架上。
2.4 首次立模準備 立模邊線根據(jù)墩身中心線放出，用砂漿將立模邊線外找平，通過水準儀對找平層進行抄平，并且嚴格控制基礎頂面的標高（即墩底標高）。砂漿硬化后立模。
2.5 首節(jié)模板安裝 通過自升式塔吊和人工輔助就位的方式對模板進行安裝。先對墩身一個面的外模進行拼裝，然后按照模板編號，將整個墩身的第一節(jié)外模板組拼完畢。安裝完畢外模板后進行吊裝內模板；然后上拉筋。用Φ20螺栓連接模板。安裝每節(jié)模板時，對于模板間的縫隙通過塞填薄鋼板進行糾偏處理。
2.6 立模檢查 安裝完每節(jié)模板以后，對模板頂面標高、中心和平面尺寸，通過水準儀和全站儀進行檢查，并對誤差超標進行調整，直到符合標準。在測量過程中，通過采用全站儀對橫向、縱中心線進行檢測，并用全站儀對墩中心進行復核。為了保證測量質量，每次測量要在一個方向多次回測量。
2.7 混凝土灌注 模板和鋼筋檢驗合格后，在混凝土灌注之前，為了確保位置準確、保護層合適，對模板、鋼筋及預埋件的位置、尺寸和保護層厚度進行檢查。澆筑混凝土時，通過拌合站對混凝土進行集中拌合，并直接運到施工現(xiàn)場，通過輸送泵將混凝土輸送到施工平臺上，借助漏斗通過人工鏟送入模。采用水平分層式澆筑混凝土，澆筑厚度每層控制在30cm，通過插入式振動器進行振搗，在底層的混凝土初凝前，進行澆筑上層混凝土，將振搗棒插入下層混凝土5-10cm進行振搗。在混凝土終凝后，通過人工方式進行鑿毛，將混凝土和鋼筋表面的水泥漿以及松弱的混凝土層清除干凈，通過壓力水再進行沖洗，保持表面整潔。
2.8 重復如上步驟，灌注第二循環(huán)混凝土 進行混凝土灌注時，根據(jù)要求制作試件，當?shù)谝谎h(huán)混凝土達到設計強度的70%、將底部兩節(jié)模板拆除，準備下個墩使用，為下循環(huán)模板的聯(lián)結使用需要預留第三節(jié)模板，按施工程序進行第二循環(huán)混凝土的準備。
2.9 墩身模板升高 通過塔吊將下一節(jié)模板的各個部分分別吊起，將吊起的部分運送到上一節(jié)預留模板頂部或地面，進行模板清理、涂刷脫模劑，按順序在預留模板頂固定各組成部分并進行安裝。如此循環(huán)，直至墩頂。
2.10 墩頂段施工 當模板升至墩頂實心段底部時，直接利用內平臺作為實體段底模的支撐結構，搭設外側施工平臺和安裝防護欄桿與安全網(wǎng)。然后綁扎鋼筋、安裝外模板、灌注混凝土、養(yǎng)生。
2.11 托盤施工 墩頂實體段施工結束后，直接在外模板上支立托盤和頂帽模板，綁扎鋼筋、澆筑混凝土。施工中預埋好托架預埋件和豎向預應力筋的波紋管等，以便進行后續(xù)的托架安裝施工。此時人員通過墩頂進人洞由墩內進入墩頂作業(yè)。
2.12 模板拆除 待盤頂帽混凝土達到設計強度70%時，進行模板拆除作業(yè)，內模板和內腳手架直接從頂部向下依次拆除，由底部預留進人洞向外搬運。外模板拆除時按先底節(jié)段后頂節(jié)段的順序進行。利用塔吊運送至地面。最后進行預留進人洞的封閉工作。
3 結束語
在該特大橋的施工中，高墩、空心墩的施工是施工過程中的難點之一，放工前制定了詳細的施工方案及安全質量保證措施，施工中嚴格按方案及保證措施執(zhí)行，做好每一道施工工藝的銜接，最終保證了施工質量，按工期解決了這一施工難點。
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