薄壁空心墩施工工法

杨喜报

摘要：近年来越来越多的铁路修建在山区，其地形起伏不平，在短距离内相对高差较大。这样的地理条件就决定了桥隧比将增大，桥梁高墩也越来越多，很多高墩都是变截面空心薄壁墩，墩柱高度有的已经达到40m甚至超过 40 m。空心墩施工常采用厂制大块钢模，墩身施工采用翻模施工法，桥梁施工进度、质量、安全的控制关键在于空心墩的施工控制，空心墩施工控制关键点在于封顶实体段的施工控制。由于空心墩封顶施工安全风险大，质量不易控制，施工周期比较长，其施工工期对项目总工期有重要影响，因此总结出一套安全可靠、行之有效的施工方法是很有必要的。

关键词：空心墩封顶；模板设计加工；横梁设计加工

中图分类号：U445文献标识码： A

1前言

中铁六局集团呼和铁建公司通过在改建蓝多铁路工程LDZH标段的吉尔哈达特大桥、北滩特大桥施工，在不断归纳总结和实践的过程中，形成本工法。该工法具有安全、优质、高效、节能的特点，能将薄壁空心墩封顶施工的安全、质量、工期把握在可控状态，具有明显的经济效益和社会效益，现将其方法整理，形成工法，以便推广使用。

2 工法特点

2.1空心墩封顶底模采用拉杆吊装固定，不需要下部支撑，克服了墩内空间小、支设模板难度大等困难。

2.2空心墩封顶模板支设只用五根横梁、六根高强精轧螺纹钢、一套定制组合木模，具有用料少、安装简单等特点，降低作业人员的专业技术难度要求，在不额外支出材料成本的前提下提高了施工效率。

2.3空心墩封顶木制组合模板，面积小、重量轻，便于在高空搬运、安装、拆除，有利于对墩身已浇筑部分（空心段）的保护，也大大降低了施工安全风险。

2.4空心墩封顶模板及支设辅助材料可以重复利用，提高了材料的周转利用率，降低了施工成本。

2.5本工法不增加任何特殊设备，操作简单方便，经济实用，安全可靠。

3 适用范围

从本工法设计的使用情况来看，安全性能得到了保证，可广泛应用于同类墩型铁路、公路桥梁空心墩封顶施工，特别是对今后出现的类似薄壁空心墩群墩柱封顶施工具有一定的借鉴意义。

4 工艺原理

该标段薄壁空心墩封顶施工采用木制组合模板吊装固定施工。吊装辅助材料采用五根特制横梁（上三根，下两根）、六根高强精轧螺纹钢，上横梁支设在墩身模板顶部，在作业平台上的工人将一端由配套高强螺母固定的高强精轧螺纹钢穿入下横梁的预留孔中，并套1m长PVC管（便于事后抽出精轧螺纹钢再次利用），用吊车将下横梁和高强精轧螺纹钢同时吊起，再将精轧螺纹钢相应穿入上横梁预留孔中并用配套高强螺母固定，在下横梁上铺设木制组合模板，吊装固定系统使封顶底模与墩身外模形成一个整体。为了减小竖向荷载对吊装模板系统的作用力，顶部实心段3.5m分两次浇筑，首次浇筑0.6m高的实心段，待浇筑混凝土达到一定强度后，拆除封顶底模，堵塞预留PVC孔，再浇筑顶部2.9m高实心段。后浇筑2.9m高墩身混凝土重量依靠以浇筑0.6m高实心段形成的钢筋混凝土结构支撑。先浇筑段与后浇筑段混凝土经过养护后形成一个整体共同作用。

墩身横断面图

墩身纵断面图

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

墩身模板拆除→设置墩内作业平台→墩身模板安装→吊装固定系统安装→封顶底模安装→实心段底钢筋网片绑扎→首次混凝土浇筑→二次混凝土浇筑→吊装系统及模板拆除。附：工艺流程图。

5.2 操作要点

5.2.1 墩内作业平台搭设

空心段模板拆除后，在进人洞下0.3m处的墩身内外模对拉杆预留孔内穿入一排Ф20高强精轧螺纹钢，高强精轧螺纹钢两端用配套高强双螺母固定，并配1cm厚钢垫板。墩内作业平台采用5cm后木板搭设，为避免安全事故发生，木板满铺，并用木方加固形成一体，在圆弧段有漏洞处设置安全防坠网。具体见下图。

墩内作业平台搭设侧面图

Ⅰ-Ⅰ剖面图

5.2.2模板设计及加工

考虑薄壁空心墩封顶施工的特点及环境，封顶底模采用木制模板，模板尺寸与空心墩上实心段底截面的尺寸相符，为了便于人工安装、拆除，一套底模由6块木模组成。模板材料选用1cm厚竹胶板，为了加强模板钢度，中间4块模板每块底部设置三道方木楞，间距为30cm，两边圆弧每块底部设置四道方木楞，间距为29cm，木楞采用60mm×100mm。

5.2.3横梁设计及加工

考虑横梁所受荷载，横梁由两根[16 槽钢对扣焊制而成，上横梁3根，长4.1m，下横梁2根，长4.2m，横梁上对应留有预留孔。横梁采用吊车搬运。具体见下图。

横梁断面图

5.2.4 横梁吊装和模板安装固定

在墩顶模板安装加固稳固后，开始横梁吊装和模板安装固定。横梁吊装和模板安装固定具体分为上横梁吊装固定、下横梁吊装固定、底模板安装。

上横梁吊装固定：用吊车将下横梁和高强精轧螺纹钢吊放在墩内作业平台上备用，在模板顶纵向架设三根钢制横梁，从墩顶中线向两侧排开，间距为1.2m，并用8#铅丝将每根横梁与墩身模板连接固定。

下横梁吊装固定：在作业平台上的工人将套有1m长PVC管的精轧螺纹钢一端穿入下横梁的预留孔中并用高强配套螺母加垫片固定，用吊车将第一根下横梁和高强精轧螺纹钢同时吊起，高强精轧螺纹钢另一端相应穿入上横梁预留孔中，用高强配套螺母加垫片固定，第二根横梁吊装同上。通过上端高强配套螺母对下横梁进行高低调整，直到调整到预定位置为止，然后上下端均用双螺母锁死。

横梁架设示意图

Ⅰ-Ⅰ剖面图

底模板安装：模板用吊车统一吊运到墩顶，按编号将模板铺设在下横梁上，模板缝用密封条进行密封处理。清理模板内的施工垃圾后，开始绑扎上实心段下钢筋网片，钢筋网片设置要保证保护层的厚度。经项目部安质人员和技术人员自检合格后报监理工程师进行检查，检查合格后进入下道工序。

底模板断面图

底模板铺设平面图

5.2.5 封顶混凝土浇筑

封顶混凝土浇筑具体工序为首次混凝土浇筑、封顶底模拆除及墩帽钢筋吊装、二次混凝土浇筑。

首次混凝土浇筑：首次混凝土浇筑0.6m高，待混凝土强度达到80﹪时，对混凝土面进行凿毛处理。

封顶底模拆除及墩帽钢筋吊装：封顶底模拆除首先要拆除下横梁，为避免安全事故发生，两根横梁要以次拆除，墩顶工人将第一根横梁上所有高强精轧螺纹钢上端固定螺栓松开，横梁与精轧螺纹钢顺着PVC管慢慢向下滑，直到落到墩内作业平台为止，第二根横梁拆除同上。其次将底模板逐块拆下，同时将预留孔用砼标号的混凝土堵死，模板和横梁从进人洞运出墩外。最后开始吊装墩帽钢筋，利用吊车将绑扎好的墩帽钢筋笼吊运到墩顶且安装加固好，项目部安质人员和技术人员进行自检合格后报监理工程师检查，检查合格后进入下道工序施工。

二次混凝土浇筑：二次浇筑混凝土高度2.9m，分层浇筑至模板顶，浇筑应连续进行。混凝土拌和应均匀，浇筑层厚 30-50cm，在下次混凝土未凝固前浇筑上层，振捣应符合规范要求，不能过振、欠振而造成混凝土内在和外在质量缺陷。振捣上层混凝土时振动棒应插入下层混凝土 50～100mm，每一处振动都应做到快插慢拔，振动密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面 呈现平坦、泛浆。振动过程中，避免碰撞模板、钢筋。 模板拆除后，及时涂刷养护剂养护。

6结束语

薄壁空心墩施工工法在实践过程中降低了劳动成本，提高了工作效率，缩短了工期，具有明显的经济效益和社会效益，值得推广。