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1、京沪高速铁路罗而庄特大桥空心墩施工杨杰摘要：空心墩施工是桥梁下部结构施工中最复杂的一个环节，亦为本桥的重点及难点工程，针对罗而庄特大桥空心墩的施工详细探讨了空心墩的施工工艺和质量控制。关键词：空心墩 翻模 施工工艺 罗而庄特大桥1 工程概况罗而庄特大桥，沿线跨越党家庄和罗而庄两个村庄，全长 3783.64m，里程桩号DIK428+727.18DIK432+510.82 ，包括桩基础 111 个 ,一字形桥台 2 个，流线形圆端实体墩 61 个，圆端形空心桥墩 32 个，矩形墩 16 个。其中直坡空心墩 6 个，变坡空心墩 26个，空心墩墩顶段面尺寸均为 3*8m，墩高从 1723.5m， 四角
2、均为圆倒角。壁厚直坡空心墩为 50mm，变坡空心墩为 5070m。由于工期的压缩和空心墩施工的周期长，为了节约成本，减少资源配置，空心墩施工采用汽车吊翻模方式多墩同时施工。空心墩施工的成效直接制约着现浇梁的施工。亦空心墩为本桥重点难点及控制性工程。2 作业准备及技术要求2.1 内业准备在施工前提前根据施工图纸委托施工配合比。查看承包招标文件、补遗（答疑）书、工程量清单、设计图纸等，现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。根据国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规、现行铁路施工、材料、机具设备等定额以及施工单位的技术装备力量、机械设备、管理水平、
3、工法及科技成果。根据由整体到局部、由控制到细部的施测原则，以控制网作为放样依据，找出主要轴线和主点的设计位置，以及各部分之间的几何关系。整理出测量内业资料。2.2 外业准备根据设计图纸在未施工前提前订购模板，模板运输施工现场。现场施工便道，根据现场机械设备所占用空间、材料堆放场地，及时进行场地平整。考虑汽车吊站位，局部位置进行地基处理。测量方面对设计单位所交付的控制桩(或导线桩)、水准基点等由精测队进行核对、复测，若精度能满足工程测量规范中的四等导线测量和三等水准测量的技术要求后，将复核成果报告上交监理单位、设计单位和业主。2.3 施工规划根据施工组织设计安排，并结合现场实际情况，进行施工作业
4、队划分，划分为直坡空心墩作业和变坡空心墩作业两队。2.4 技术要求严格控制原材料，对选用的水泥进行严格试验检测，选择收缩小，放热小的水泥品种，控制水泥的安定性。严格按施工的配合比控制水灰比和水泥的用量，控制混凝土收缩和放热量，避免过多的温度应力和收缩应力引发裂纹3 施工方法空心墩墩身施工采用翻转模板分节段施工，使用吊车吊装钢筋及提升模板；混凝土于拌和站集中拌制，混凝土罐车运输至工地，运用混凝土输送泵泵送入模，使用插入式振捣器振捣密实。空心墩根据高度分段浇注，平均每4m一段，一套空心墩模板延米为23.5m，一套模板可同时满足3个墩子施工，模板由吊车调配来完成空心墩墩身的施工任务。具体施工方法（图
5、1）如下：图 1 空心墩施工工艺流程图施工准备、承台杂物清理第 1 段测量放样第 1 段钢筋绑扎钢筋加工模板刷脱模剂 模板运输第 1 段段混凝土浇筑混凝土拌合运输混凝土养生绑扎第 2 段钢筋中空段测量放线外、内模安装模板测量 模板运输、刷脱模剂第 1 段模板安装进入空心段施工第 2 段混凝土浇筑混凝土养生 施工缝处理试件制作试件制作拆除 n-2 段模板，从 n-1 段模板喷水养生 n-2 段混凝土以第 n-1 段模板为工作平台绑扎第 n 段钢筋 钢筋加工进行翻模、墩身循环施工刷脱模剂 安装第 n 段模板浇筑第 n 段混凝土 试件制作混凝土养生墩身封顶、垫石、吊蓝等其它附属工程施工进行下一循环施
6、工 进行下一循环施工混凝土拌和运输3.1 承台凿毛清理在承台混凝土浇筑之前，预埋墩身钢筋；在承台混凝土浇筑后，将承台墩底部分混凝土凿毛、并清除松散混凝土，露出新鲜混凝土，最后用风枪将杂物吹出。3.2 首节墩身钢筋绑扎 将加工好的钢筋与承台上的墩身预埋钢筋连接，要求满足钢筋施工规范要求。3.3 测量放样 在墩身首次浇筑段钢筋绑扎完成后，于立模部分抹上一层砂浆并用水准仪找平，并于其上测量放样墩身几何尺寸关键点，并报验测量监理工程师，在监理工程师检验合格后使用墨线弹出立模线，最后安装首次浇筑段模板。 3.4 钢筋加工及施工 3.4.1 钢筋加工 钢筋骨架尺寸应符合设计与规范要求。 钢筋骨架制作的允许
7、偏差符合下列规定： 主筋间距允许偏差：20mm 箍筋、横向水平筋间距允许偏差：10mm 钢筋骨架长允许偏差：10mm 钢筋骨架宽、高允许偏差：5mm 3.4.2 钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。焊工必须持焊工证上岗。3.4.3 钢筋采用焊接时，单面焊缝长度不少于10d，双面焊焊缝长度不少于5d，钢筋采用焊接时，单面焊缝长度不少于10d，双面焊焊缝长度不少于5d，且不小于0.50m。3.4.4 受力钢筋焊接或绑扎接着应设置在内力较小处，并错开布置，对于绑扎接头，两接头间距不小于1.3倍的搭接长度，对于焊接接头，在接头长度区段内。同一根钢筋不得有两个接头，配置在接头长度区
8、段内的受力钢筋，其接头的截面面积占总截面面积的百分率须符合设计与规范要求。3.4.5 由于空心墩墩身较高，根据空心墩的施工方法及施工条件，为加快施工进度，确保施工安全，降低高空作业的困难度，经试验后，计划使用机械连接方式替代焊接方式连接墩身主筋。钢筋直螺纹接头连接工艺如下： 钢筋下料：a) 钢筋下料宜用无齿锯、带锯床、专用锯片切割机、气割等方法切割，不宜用普通切筋机或电焊方法切断；b) 钢筋端部不得有弯曲，出现弯曲时应调查；c) 钢筋端面须平整并与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或扭曲。 钢筋滚丝 a）剥肋滚轧直螺纹的螺纹制作分为两个工序：1)钢筋切削剥肋；2)滚轧螺纹。两道工序在同一台设备上一次完
9、成。b）切削剥肋工序：将机头前端的切削刀具按表2中钢筋规格相对应的剥肋光圆尺寸调整到预定位置，用锁紧螺母固定，并应在加工过程中经常用卡规检查剥肋光圆尺寸，发现超差应及时纠正。c）螺纹滚轧工序：机头中换上与加工规格相应的机盒及滚轮，直径尺寸无须调整。CABR剥肋滚轧直螺纹现场质量控制的核心是丝头加工质量的控制，因此加工丝头的检验至关重要。丝头检验有四个要素：1) 剥肋光圆尺寸；2)螺纹中径尺寸；3)螺纹加工长度；4)螺纹牙型。每项检验用的量具、检验方法及要求详见表1： 对加工的钢筋螺纹丝头，必须逐个进行目测检查，并每加工10个用检具检查一次：丝头检验方法及要求 表 1检验项目 检验工具 检验方法
10、及要求剥肋光圆 卡规 卡规大径通过，卡规小径不得通过螺纹中径 检验螺母、螺纹环规（Z） 检验螺母应能拧入，螺纹环规（Z）拧入不得超过3 扣螺纹长度 检验螺母 对标准丝头，检验螺母拧到位丝头根部时，丝头端部应在螺母端部螺纹牙形 目测 目测法规测螺纹齿底不得宽，不完整因（螺纹齿顶宽度0.6mm）的累计长度不得超过 1.5 扣丝头螺纹尺寸规格表（mm） 表 2钢筋直径 16 18 20 22 25剥肋光圆尺寸公差+0.2 0.1 15 16.9 18.8 20.8 23.7剥肋长度 18 21 23 25 28螺纹尺寸 M16.5*2.0 M18.5*2.5 M20.5*2.5 M22.5*2.5
11、M25.5*3.0螺纹长度 20 23 25 27 31 检验合格的钢筋丝头，立即将其一端套上同规格的连接套筒，另一端加盖塑料保护帽,存放整齐备用。 钢筋连接 a) 连接前的准备：钢筋连接之前，先将钢筋丝头上的塑料保护帽及连接套筒上的塑料密封盖取下并回收，检查螺纹是否完好，如有杂物需用铁刷清理干净。b) 标准型接头的连接：把钢筋装好连接套筒的一端拧到被连接钢筋上，然后用长度大于40厘米的扳将连接的两根钢筋拧紧，连接套筒两端的外露完整丝扣均不得超过1扣。钢筋连接完毕，随后立即用油漆画上标记。 c) 加锁母型接头的连接：先将锁紧螺母及标准套筒按顺序全部拧在加长丝头钢筋一侧，将待接钢筋的标准丝头靠紧
12、后，再将套筒拧回到标准丝头一侧，并用扳手拧紧，再将锁紧螺母与标准套筒拧紧锁定，连接即告完成。加长丝头型接头的外露丝扣数不受限制。 d) 正反丝扣型接头的连接；将已加工好正反丝扣的两根待接钢筋摆好，与待安装的正反丝扣连接套筒对应摆放（正扣接正扣，反扣接反扣），一边转运套筒，钢筋一边沿轴向内移动，逐渐连接到位，并用扳手将套筒最终拧紧。3.4.6 由于钢筋柔度较大，为避免因高空中大风出现意外，故每次加工主筋长度为4.5米，即每次空心墩墩身竖向主筋连接4.5米。 3.4.7 钢筋在场地上下料加工好后用塔吊配合人工运送至墩身上后再进行绑扎。3.4.8 钢筋加工场需平整并要求用混凝土进行硬化。3.5 模板
13、施工空心墩的模板采用翻模板分节段施工，每套翻模共分两层，阶梯向上支立，模板依附已浇注混凝土墩段作为持力点，上部设有操作平台，以供施工人员行走及堆放临时施工机具。空心墩外模采用大块定型钢模组装，内模板为方便拆除，采用小型组合钢模外加竹角板拼装，采用钢管加固。直坡空心墩为了使该模板能满足 20m 以下的全部空心墩使用，主要采用 2m 高度的模板，外加一节 1m 和一节 0.5m 高的模板进行调节使用。锥坡空心墩主要采用 2m 高度的模板，六节 0.5m 高模板进行调节使用用根据施工要求，为保证桥墩外观混凝土质量，所以该模板采用外围桁架加固无拉杆设计。空心墩台模板采用汽车运输至墩位附近，现场用汽车吊
14、分节吊装就位，与承台预埋型钢连接固定。模板整体拼装时错台1mm，拼缝1mm。模板加固采用外围桁架加固支撑，用缆风绳将钢模板固定，利用经纬仪校正钢模板两垂直方向倾斜度。吊装时由专人指挥并由安全管理人员监控。空心墩墩身浇筑分下部实心体、中空体、上部实心体三部分，空心墩外模用定型钢模，螺栓连接。中部空心部分为一次浇注，内模采用小块定型钢模配木模或竹胶板拼装，脚手架支撑，钢管间排距为 75cm100cm ，有预埋件的部位，在外模板上留孔洞，内模板采用木模板组装。在内外模安装时下部应考虑预留几个排水孔，便于排出清理作业面时留的积水。浇注完成后再进行封堵。墩身模板安装允许偏差见表 3。图 2 墩身模板平面
15、图 墩身模板安装允许偏差表 表 3序号 检查项目 允许偏差（mm） 检验方法1 前后、左右距中心线尺寸 10 测量检查每边不少于 2 处2 表面平整度 3 1m 靠尺检查不少于 5 处3 相邻模板错台 1 尺量检查不少于 5 处4 空心墩壁厚 3 尺量检查不少于 5 处5 同一梁端两垫石高差 2 测量检查6 墩台支承垫石顶面高程 0， -5 水准仪测量7 预埋件和预留孔位置 5 纵横两向尺量检查模板安装结束后测量校模，质检工程师检查预埋件埋设位置，模板平整度，人工清理模内杂物并用风或水枪冲洗干净，排干积水，检测无误提交测量资料及自检资料，报监理工程师进行检验批验收。3.6 混凝土施工该桥墩身混凝土为 C30 混凝土。混凝土施工采用拌和楼集中拌制，8m3 混凝土搅拌运输车运输，混凝土泵车配合串筒入模，插入式振捣器振捣。3.6.1 浇筑混凝土前，应对模板、钢筋、预埋件，以及各种机具、设备等进行检查，各项条件符合要求，各项工作准备就绪后，才能浇筑混凝土。3.6.2 混凝土运输采用混凝土搅拌运输车,在运输过程中宜以 24r/min 的转速搅拌。当搅拌运输车到达浇筑现场时，应高速旋转 2030s 后再将混凝土拌合物喂入泵车受料斗或混凝土料斗中。3.6.3 采用混凝土汽车泵泵送入模。
