京滬高鐵雙線圓端形空心橋墩施工工藝及質(zhì)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(shè)置為(100×32 m)+(8×24 m)+(1×28.5 m)。基礎(chǔ)分明挖基礎(chǔ)、挖井基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。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(jù)京滬高鐵三標(biāo)段合同文件、投標(biāo)文件及現(xiàn)場踏勘調(diào)查所獲得的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、當(dāng)?shù)刭Y源及施工環(huán)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(yè)面，采用汽車吊吊裝。混凝土由9號拌和站集中生產(chǎn)，采用8 m3混凝土攪拌車運輸，汽車泵泵送入倉。模內(nèi)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(zhǔn)備

(1)測量放線:根據(jù)施工詳圖測量放出結(jié)構(gòu)物邊線，作為鋼筋、模板安裝的依據(jù);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(jù);放樣鋼筋控制位置，便于準(zhǔn)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(biāo)識。

(2)基礎(chǔ)清理:檢查基礎(chǔ)面，清理基礎(chǔ)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(guī)格分批加工驗收，分別堆存且有明顯標(biāo)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(chǎn)生銹蝕和表面破損。

(3)使用半成品時，鋼筋不應(yīng)有缺陷，表面無灰塵、銹蝕、松散銹皮、油漆、油脂、油或其它雜質(zhì)，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(jù)鋼筋下料單統(tǒng)一加工。

2.4 鋼筋安設(shè)

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(yīng)符合施工圖紙的規(guī)定。鋼筋安設(shè)采用在墩柱外四周搭設(shè)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(zhǔn)確安設(shè)，采用纜風(fēng)繩對鋼筋進行加固。

(1)所有交叉點根據(jù)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(gòu)件內(nèi)的鋼筋在澆筑混凝土以前，須經(jīng)自檢合格后報監(jiān)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(nèi)模板為方便拆除，采用小型組合鋼模拼裝、鋼管加固。根據(jù)施工要求，為保證橋墩外觀混凝土質(zhì)量，該模板采用外圍桁架加固，無拉桿設(shè)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(yè)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(yè)時，先將上層要預(yù)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(wěn)定。在施工中，當(dāng)支撐槽鋼高度稍有不夠時，可適當(dāng)調(diào)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(fā)生傾斜。

(3)中空段施工結(jié)束后，拆除內(nèi)模，開始進行橋墩內(nèi)爬梯的安裝。待爬梯安裝作業(yè)完畢，使用鋼管腳手架搭設(shè)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(shè)6根10號槽鋼，做為上實體底模板支撐。為方便調(diào)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(jù)形狀現(xiàn)場進行加工。模板與混凝土之間的縫隙采用同標(biāo)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(jīng)計算復(fù)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(xiàn)場用汽車吊分節(jié)吊裝就位，與承臺預(yù)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(fēng)繩將鋼模板固定，利用經(jīng)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(jiān)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(nèi)模采用小塊定型鋼模配木?；蛑衲z板拼裝，腳手架支撐，鋼管間排距為75 cm×100 cm。對于有預(yù)埋件的部位，在外模板上留孔洞，內(nèi)模板采用木模板組裝。在內(nèi)外模安裝時下部應(yīng)考慮預(yù)留幾個排水孔，以便于排出清理作業(yè)面時留下的積水，澆筑完成后再進行封堵。

(7)模板安裝結(jié)束后測量校模，質(zhì)檢工程師檢查預(yù)埋件埋設(shè)位置、模板平整度，人工清理模內(nèi)雜物并用風(fēng)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(jiān)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(chǎn)，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(yīng)對模板、鋼筋、預(yù)埋件以及各種機具、設(shè)備等進行檢查，待各項條件符合要求、各項工作準(zhǔn)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(zhuǎn)速攪拌。當(dāng)攪拌運輸車到達澆筑現(xiàn)場時，應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)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(dāng)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(cè)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?xí)r，應(yīng)保證混凝土本身的均勻性，不產(chǎn)生離析現(xiàn)象，均勻填充模板不使混凝土表面產(chǎn)生蜂窩麻面現(xiàn)象。

3 質(zhì)量控制

3.1 鋼筋焊接質(zhì)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(xué)性能試驗，3個進行拉伸試驗，3個進行彎曲試驗，試驗結(jié)果應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范要求。

(2)電弧焊接頭。

外觀檢查應(yīng)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(shù)量和大小及接頭偏差應(yīng)符合鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收補充驗標(biāo)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(zhì)量控制措施

(1)原材料控制。

水泥由甲方統(tǒng)一規(guī)定指定廠家。在進料過程中，按規(guī)范要求進行抽樣檢驗。選用材質(zhì)堅硬、潔凈級配良好的粗細骨料，同時選用優(yōu)質(zhì)高效的外加劑和摻和料，嚴格把好材料質(zhì)量關(guān)，凡經(jīng)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(jù)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(zé)，根據(jù)氣候變化不定時對砂石料進行含水量測定，調(diào)整合理的施工配合比，嚴格配料，計量準(zhǔn)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(tǒng)一采用整體模板，模板應(yīng)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(yīng)牢固，確保模板的整體性和穩(wěn)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(gòu)件應(yīng)盡量一次澆筑完成，施工前必須做好停水、停電的應(yīng)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(xiàn)施工縫。由于空心橋墩結(jié)構(gòu)物尺寸變化不可避免會產(chǎn)生施工縫，應(yīng)按相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)定進行鑿毛處理，處理后表面不應(yīng)有乳皮、無松散雜物、結(jié)構(gòu)面石子裸露。在澆筑上層混凝土前應(yīng)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(xù)性和整體性。

(6)混凝土養(yǎng)護。

為使混凝土有適宜的硬化條件，強度不斷增長，不產(chǎn)生干縮裂紋、表面出現(xiàn)片狀、粉狀及脫落，應(yīng)由專人采用土工布包裹，灑水養(yǎng)護，確?；炷帘砻鏉駶?，養(yǎng)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(jié)構(gòu)尺寸、圓弧模板弧度、模板表面平整度、焊接部位焊縫質(zhì)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(shè)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(yīng)的資源配置:有測量專業(yè)素質(zhì)的測量人員和精密的測量儀器。測量采用三級復(fù)核制，對測量人員進行工程情況、技術(shù)要求、測量規(guī)范、測量操作規(guī)程、測量方案、測量基本知識、測量重要意義的培訓(xùn)。定期把測量儀器送到有檢定資格的單位檢校，確保測量結(jié)果的有效性。

(3)鋼筋保護層控制。

①測量精確放樣;

②現(xiàn)場技術(shù)人員在實施過程中跟蹤控制，發(fā)現(xiàn)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(shù)量不少于4個/m2，梅花形布置。

4 易出現(xiàn)的質(zhì)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(jié)模板必須滿足設(shè)計平面位置要求，故應(yīng)勤測量。只有在外模合格、滿足要求后再進行內(nèi)模安裝，內(nèi)模與外模之間使用鋼筋支撐以確保內(nèi)外模寬度，鋼筋支撐每排高度根據(jù)下料厚度布置，當(dāng)澆筑快到支撐鋼筋時，由人下入模內(nèi)取出支撐鋼筋?？招臉蚨諠仓r要四周均勻下料，防止局部下料過多而導(dǎo)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(nèi)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(jù)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(yīng)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(zhì)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(zhǔn)確，尤其是控制墩身垂直度，應(yīng)對模板下側(cè)進行準(zhǔn)確測量，測量一般采用對模板外側(cè)20 cm進行放樣，然后在模板外側(cè)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(xiàn)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(yīng)增加。

5 結(jié)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(jié)構(gòu)施工中最復(fù)雜的一個環(huán)節(jié)。由于施工合理，質(zhì)量嚴格把關(guān)，安全防護到位，保質(zhì)保量迅速完成了施工任務(wù)，為架梁爭取了寶貴時間，得到了京滬公司和監(jiān)理的一致好評!