论文部分内容阅读
摘要：文章简要地介绍了铜陵长江大桥高空心拱形墩身施工采用模板脚手一体化施工技术，优质、快速地完成墩身施工。该施工技术可为我国桥梁建设中的高空心拱形墩身施工提供一些借鉴。
关键词：长江大桥；高空心墩；钢模板；脚手平台；桥梁施工
中图分类号：TU74 文献标识码：文章编号：
1 工程概况
合福铁路铜陵长江大桥北岸主桥（1#、2#墩）及公铁合建段引桥N1～N21#墩位于长江北岸高漫滩地。墩身采用双幅矩形空心墩，墩高30.5m～37.5m，为单箱单室/双室截面，通过墩顶拱形盖梁形成框架结构，拱为直径分别为14.9m、11.9m、11.0m的半圆形，混凝土总方量为61953.5m3，单个桥墩最大混凝土方量为4697.3 m3,其中单个盖梁最大混凝土方量为1280m3。
工程施工特点：（1）墩身高度大、数量多、施工周期长、高空作业安全防护要求全面；（2）大体积拱形盖梁混凝土采用整体浇筑方案，对盖梁支架结构要求高；（3）墩身混凝土工程量大，生产组织要求紧凑。[6]
2 总体施工方案
（1）墩身混凝土采用翻模法施工，内、外模板均采用钢模，外模采用模板脚手一体化施工。
（2）支架上部采用型钢分配梁和万能杆件，下部采用钢管支架，支架与承台顶面预埋件连接。
（3）墩旁设置标准步梯供施工人员上下，利用50t履带吊或墩旁塔吊配合模板、钢筋的安装作业，利用钢筋绑扎操作室进行钢筋绑扎接高施工。混凝土由岸上混凝土工厂集中供应，混凝土搅拌车运送至现场，汽车泵泵送。
3 高空心拱形墩施工
3.1施工工艺流程
施工工艺流程图见图1。
3.2钢筋施工
墩身主筋为φ32mm的HRB335钢筋，钢筋每9m一节，通过在待浇筑节段的内模上设置钢筋绑扎操作室进行现场绑扎：主筋纵向采用直螺纹钢筋接头，其他钢筋加工时采用直径0.7～1.2mm的扎丝隔点进行扎结。
图1墩身施工工艺流程图
钢筋绑扎接高操作室主要由型钢焊接制造而成，见图2。将空心墩的待浇筑节段内模整体立设完毕后做为支撑平台，在其上搭设下伸的钢筋绑扎接高操作室，操作室通过主支撑杆与内模临时焊接固定，支撑于内模上。同时在操作室内腔的底、中层杆件上（提前穿孔）设置可伸缩钢管操作平台，并在四周设置安全防护网，施工人员在操作平台上进行钢筋绑扎接高施工，待节段钢筋绑扎接高施工完毕后，将钢筋绑扎操作室吊离墩身，吊放至指定地点便于倒用，再安装墩身外模。这样大型高墩钢筋绑扎接高施工就变的安全、方便、快捷。
图2 钢筋绑扎操作室结构图
图中示意的C1～C8均为型钢焊接组成的杆件，其中C5是支撑在内模上的主支撑杆件，C9为由钢管组成的操作平台（上铺脚手板），C10和C11钢筋绑扎接高操作室外围的斜撑，组成一个封闭的安全操作空间。
图3 操作室现场使用实况
3.3 模板和支架施工
墩身采用翻模法施工，内、外模板均采用钢模，模板高3.0m，内外模之间设置对拉拉杆，且外模采用模板脚手一体化施工技术。内、外模各投入3节，施工过程中顶节模板不动，拆除下面2节模板安装在顶节模板上，连续循环翻转。[7]
3.3.1 模板脚手一体化
针对项目墩身数量多、施工周期长，且均为高空心墩施工的特点，研究确定墩身施工采用模板脚手一体化施工。墩身施工外模由工厂制造，外模制作时利用外模大肋挂设工作平台，平台支架采用三角式挑架，材料为小型槽钢，先焊接成型，后螺栓连接于大肋间，可单独拆卸，也可与外模同时拆卸。平台栏杆采用钢管制作，高度为1.2m，模板立设完毕后闭合栏杆，形成封闭的环形工作平台，平台走道板采用钢板网步板，栏杆内侧采用绿色喷塑钢板网。[1]
图4 墩身模板脚手一体化现场施工图
3.3.2标准施工步梯
高墩施工过程中，为方便人员上下，在墩旁合适的位置设置施工步梯，施工步梯采用角钢骨架分节制造安装，分节高度为4.32m，平面尺寸为2.5m×2.0m，单节重量约1.7t。施工步梯节段之间采用16个（单个立柱上4个）M22普通螺栓进行连接。
施工步梯需设置栏杆，其高度不小于1.2m，并在步梯四周用钢板网进行围护。根据不同高墩的高度进行施工步梯的节段安装，为保证施工步梯的使用安全，增强步梯稳定性,要求每隔12m设置步梯与墩身之间的附着。施工步梯可以实现快速安装和拆卸，施工简便、安全、可靠。可根据高墩施工顺序进行快速灵活倒用，节约施工成本。
3.3.3 盖梁支架设计
墩身实心段（含墩帽）采用整体一次性浇筑。墩顶内圆弧段盖梁施工采用由拱形底模配支撑系统，面板为8mm钢板，小肋为型钢，间距300mm，拱肋为4根双拼大型槽钢，支撑系统上部采用万能杆件，万能杆件下部设置分配梁落于钢管桩上，钢管桩支撑于承台预埋件上（支架布置见图5）。共设置12或16根钢管柱用于支撑万能杆件及其上部荷载。钢管支架间施工具有空间较大、沉降及支架安装安全质量易于控制等优点。
图5盖梁支架立面布置图
4 混凝土施工
4.1施工准备
混凝土浇筑前，必须对模板、钢筋、预埋件进行详细的检查，并作好记录，符合设计及规范要求后方可浇筑混凝土。模板表面涂刷脱模剂，模板内积水和钢筋上的污垢应清理干净。[8]
4.2泵送混凝土浇筑
采用汽车泵泵送混凝土浇筑，在浇筑过程中应严格按照混凝土泵送工艺进行，勤移动软管，保持模板受力的均匀。混凝土入模以不发生混凝土离析控制为度，控制混凝土自由倾落高度不超过2.0m，控制出料口下面混凝土堆积高度不超过1m。墩身混凝土采取分层浇筑，浇筑厚度控制在30cm～50cm，全断面连续浇筑，一次成型。混凝土振捣采用B70振动棒,浇筑墩身时应准备足够数量振动棒。对于钢筋密集，混凝土不易流动、大的振捣棒插捣困难的墩身部位，可采用B50振动棒。振动棒应插入下一层一定深度（一般5～10cm），保证下层在可重塑期间再进行一次振捣，振动棒要快插慢拔，移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍。振捣时插点均匀，成行或交错式前进，以免漏振，振动棒振动时间约20～30s，以免欠振或过振。混凝土应连续浇筑。[3]
4.3拆模养护
模板拆除时将下层要拆除的模板用倒链与上层模板临时拉紧，同时另在模板吊环上设两条钢丝绳栓接在上层固定模板上。拆除模板之间的连接螺栓，下部螺栓拆除时施工人员站在要拆除的模板支架上，上层螺栓拆除时施工人员站在固定模板支架上。然后通过两个设在模板上的简易脱模器使下层模板脱落。脱模后放松倒链，使拆下的模板悬挂于上层模板上，然后用塔吊吊装。吊装模板时，注意模板的整体性，平稳吊装。拆模后立即进行养护，养护期不少于7d。
大体积混凝土施工中的温度控制是防止混凝土开裂的关键。按照“内排外保”、减少温差的原则，防止混凝土开裂。冬季采用覆盖塑料薄膜、土工布保温保湿和篷布覆盖以及其它加温措施等方式进行养护，且宜适当延长拆模时间；夏季采用覆盖土工布+洒水保湿养护的方式进行养护。[5]
5 混凝土外观质量控制
（1）模板拼装时，对接缝进行处理，可在模板的接缝处用腻子堵缝密封，防止在混凝土浇筑过程中漏浆。[4]
（2）模板平整光滑，安装前模板需经过整修和清理，并涂满脱模剂，禁止涂抹废柴油或废机油，涂刷脱模剂时薄层多涂为宜。
（3）严格控制混凝土的坍落度在140mm～180mm；混凝土拌合的时间不宜少于2min；混凝土浇注要连续，不要产生冷缝；在混凝土浇筑完毕1h后及时养护，防止水化热过高导致混凝土开裂；拆模必须满足混凝土强度达到2.5Mpa的要求。[3]
6 关键技术及创新
（1）高墩身施工步梯采用分节制造安装，根据墩高确定步梯的节段数，高墩之间快速灵活倒用；
（2）利用特制的钢筋绑扎接高操作室进行高墩身钢筋的施工，加快了施工进度；
（3）墩身模板脚手模板一体化，加快了施工进度，在保证高空作业安全可控的前提下，实现了标准化施工。
7 结语
从铜陵长江大桥高空心墩身施工进度及质量情况，采用以上施工技术确保了墩身施工的质量和結构安全，且墩身外观光滑平整、顺直。采用脚手模板一体化施工，每节墩身施工工期较常规的模板施工，可以缩短3天左右的工期。单套模板的制造费用（含脚手平台）较常规的模板可以节约15万元的投入。
模板脚手一体化施工技术在铜陵长江大桥高空心拱形墩身施工中的成功应用，丰富了模板脚手一体化的理论，提高了实践水平，该施工技术可为我国桥梁高空心拱形墩身施工提供一些借鉴。
8 参考文献
[1]JGJ162-2008.建筑施工模板安全技术规范[M].中国建筑工业出版社.
[2]简明施工计算手册[M].中国建筑工业出版社.2005.
[3]铁建设[2010]241号. 铁路混凝土工程施工技术指南[M].中国铁道出版社. 2011.
[4]周彦文.京沪高铁桥梁墩身施工及外观质量控制技术[J].城市道桥与防洪 2010年1期.
[5]张应立.混凝土全过程质量管理手册[M].北京:人民交通出版社.2006.
[6]戚爱华.浅析桥梁墩身施工及质量控制[J].科技致富向导.2012年12期.
[7]方旭东.淤泥河大桥105 m薄壁空心墩身翻模施工技术[J].铁道标准设计.2008年3期.
[8]高华召.浅谈高铁桥梁墩身施工技术[J].城市建设理论研究.2011年16期.
关键词：长江大桥；高空心墩；钢模板；脚手平台；桥梁施工
中图分类号：TU74 文献标识码：文章编号：
1 工程概况
合福铁路铜陵长江大桥北岸主桥（1#、2#墩）及公铁合建段引桥N1～N21#墩位于长江北岸高漫滩地。墩身采用双幅矩形空心墩，墩高30.5m～37.5m，为单箱单室/双室截面，通过墩顶拱形盖梁形成框架结构，拱为直径分别为14.9m、11.9m、11.0m的半圆形，混凝土总方量为61953.5m3，单个桥墩最大混凝土方量为4697.3 m3,其中单个盖梁最大混凝土方量为1280m3。
工程施工特点：（1）墩身高度大、数量多、施工周期长、高空作业安全防护要求全面；（2）大体积拱形盖梁混凝土采用整体浇筑方案，对盖梁支架结构要求高；（3）墩身混凝土工程量大，生产组织要求紧凑。[6]
2 总体施工方案
（1）墩身混凝土采用翻模法施工，内、外模板均采用钢模，外模采用模板脚手一体化施工。
（2）支架上部采用型钢分配梁和万能杆件，下部采用钢管支架，支架与承台顶面预埋件连接。
（3）墩旁设置标准步梯供施工人员上下，利用50t履带吊或墩旁塔吊配合模板、钢筋的安装作业，利用钢筋绑扎操作室进行钢筋绑扎接高施工。混凝土由岸上混凝土工厂集中供应，混凝土搅拌车运送至现场，汽车泵泵送。
3 高空心拱形墩施工
3.1施工工艺流程
施工工艺流程图见图1。
3.2钢筋施工
墩身主筋为φ32mm的HRB335钢筋，钢筋每9m一节，通过在待浇筑节段的内模上设置钢筋绑扎操作室进行现场绑扎：主筋纵向采用直螺纹钢筋接头，其他钢筋加工时采用直径0.7～1.2mm的扎丝隔点进行扎结。
图1墩身施工工艺流程图
钢筋绑扎接高操作室主要由型钢焊接制造而成，见图2。将空心墩的待浇筑节段内模整体立设完毕后做为支撑平台，在其上搭设下伸的钢筋绑扎接高操作室，操作室通过主支撑杆与内模临时焊接固定，支撑于内模上。同时在操作室内腔的底、中层杆件上（提前穿孔）设置可伸缩钢管操作平台，并在四周设置安全防护网，施工人员在操作平台上进行钢筋绑扎接高施工，待节段钢筋绑扎接高施工完毕后，将钢筋绑扎操作室吊离墩身，吊放至指定地点便于倒用，再安装墩身外模。这样大型高墩钢筋绑扎接高施工就变的安全、方便、快捷。
图2 钢筋绑扎操作室结构图
图中示意的C1～C8均为型钢焊接组成的杆件，其中C5是支撑在内模上的主支撑杆件，C9为由钢管组成的操作平台（上铺脚手板），C10和C11钢筋绑扎接高操作室外围的斜撑，组成一个封闭的安全操作空间。
图3 操作室现场使用实况
3.3 模板和支架施工
墩身采用翻模法施工，内、外模板均采用钢模，模板高3.0m，内外模之间设置对拉拉杆，且外模采用模板脚手一体化施工技术。内、外模各投入3节，施工过程中顶节模板不动，拆除下面2节模板安装在顶节模板上，连续循环翻转。[7]
3.3.1 模板脚手一体化
针对项目墩身数量多、施工周期长，且均为高空心墩施工的特点，研究确定墩身施工采用模板脚手一体化施工。墩身施工外模由工厂制造，外模制作时利用外模大肋挂设工作平台，平台支架采用三角式挑架，材料为小型槽钢，先焊接成型，后螺栓连接于大肋间，可单独拆卸，也可与外模同时拆卸。平台栏杆采用钢管制作，高度为1.2m，模板立设完毕后闭合栏杆，形成封闭的环形工作平台，平台走道板采用钢板网步板，栏杆内侧采用绿色喷塑钢板网。[1]
图4 墩身模板脚手一体化现场施工图
3.3.2标准施工步梯
高墩施工过程中，为方便人员上下，在墩旁合适的位置设置施工步梯，施工步梯采用角钢骨架分节制造安装，分节高度为4.32m，平面尺寸为2.5m×2.0m，单节重量约1.7t。施工步梯节段之间采用16个（单个立柱上4个）M22普通螺栓进行连接。
施工步梯需设置栏杆，其高度不小于1.2m，并在步梯四周用钢板网进行围护。根据不同高墩的高度进行施工步梯的节段安装，为保证施工步梯的使用安全，增强步梯稳定性,要求每隔12m设置步梯与墩身之间的附着。施工步梯可以实现快速安装和拆卸，施工简便、安全、可靠。可根据高墩施工顺序进行快速灵活倒用，节约施工成本。
3.3.3 盖梁支架设计
墩身实心段（含墩帽）采用整体一次性浇筑。墩顶内圆弧段盖梁施工采用由拱形底模配支撑系统，面板为8mm钢板，小肋为型钢，间距300mm，拱肋为4根双拼大型槽钢，支撑系统上部采用万能杆件，万能杆件下部设置分配梁落于钢管桩上，钢管桩支撑于承台预埋件上（支架布置见图5）。共设置12或16根钢管柱用于支撑万能杆件及其上部荷载。钢管支架间施工具有空间较大、沉降及支架安装安全质量易于控制等优点。
图5盖梁支架立面布置图
4 混凝土施工
4.1施工准备
混凝土浇筑前，必须对模板、钢筋、预埋件进行详细的检查，并作好记录，符合设计及规范要求后方可浇筑混凝土。模板表面涂刷脱模剂，模板内积水和钢筋上的污垢应清理干净。[8]
4.2泵送混凝土浇筑
采用汽车泵泵送混凝土浇筑，在浇筑过程中应严格按照混凝土泵送工艺进行，勤移动软管，保持模板受力的均匀。混凝土入模以不发生混凝土离析控制为度，控制混凝土自由倾落高度不超过2.0m，控制出料口下面混凝土堆积高度不超过1m。墩身混凝土采取分层浇筑，浇筑厚度控制在30cm～50cm，全断面连续浇筑，一次成型。混凝土振捣采用B70振动棒,浇筑墩身时应准备足够数量振动棒。对于钢筋密集，混凝土不易流动、大的振捣棒插捣困难的墩身部位，可采用B50振动棒。振动棒应插入下一层一定深度（一般5～10cm），保证下层在可重塑期间再进行一次振捣，振动棒要快插慢拔，移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍。振捣时插点均匀，成行或交错式前进，以免漏振，振动棒振动时间约20～30s，以免欠振或过振。混凝土应连续浇筑。[3]
4.3拆模养护
模板拆除时将下层要拆除的模板用倒链与上层模板临时拉紧，同时另在模板吊环上设两条钢丝绳栓接在上层固定模板上。拆除模板之间的连接螺栓，下部螺栓拆除时施工人员站在要拆除的模板支架上，上层螺栓拆除时施工人员站在固定模板支架上。然后通过两个设在模板上的简易脱模器使下层模板脱落。脱模后放松倒链，使拆下的模板悬挂于上层模板上，然后用塔吊吊装。吊装模板时，注意模板的整体性，平稳吊装。拆模后立即进行养护，养护期不少于7d。
大体积混凝土施工中的温度控制是防止混凝土开裂的关键。按照“内排外保”、减少温差的原则，防止混凝土开裂。冬季采用覆盖塑料薄膜、土工布保温保湿和篷布覆盖以及其它加温措施等方式进行养护，且宜适当延长拆模时间；夏季采用覆盖土工布+洒水保湿养护的方式进行养护。[5]
5 混凝土外观质量控制
（1）模板拼装时，对接缝进行处理，可在模板的接缝处用腻子堵缝密封，防止在混凝土浇筑过程中漏浆。[4]
（2）模板平整光滑，安装前模板需经过整修和清理，并涂满脱模剂，禁止涂抹废柴油或废机油，涂刷脱模剂时薄层多涂为宜。
（3）严格控制混凝土的坍落度在140mm～180mm；混凝土拌合的时间不宜少于2min；混凝土浇注要连续，不要产生冷缝；在混凝土浇筑完毕1h后及时养护，防止水化热过高导致混凝土开裂；拆模必须满足混凝土强度达到2.5Mpa的要求。[3]
6 关键技术及创新
（1）高墩身施工步梯采用分节制造安装，根据墩高确定步梯的节段数，高墩之间快速灵活倒用；
（2）利用特制的钢筋绑扎接高操作室进行高墩身钢筋的施工，加快了施工进度；
（3）墩身模板脚手模板一体化，加快了施工进度，在保证高空作业安全可控的前提下，实现了标准化施工。
7 结语
从铜陵长江大桥高空心墩身施工进度及质量情况，采用以上施工技术确保了墩身施工的质量和結构安全，且墩身外观光滑平整、顺直。采用脚手模板一体化施工，每节墩身施工工期较常规的模板施工，可以缩短3天左右的工期。单套模板的制造费用（含脚手平台）较常规的模板可以节约15万元的投入。
模板脚手一体化施工技术在铜陵长江大桥高空心拱形墩身施工中的成功应用，丰富了模板脚手一体化的理论，提高了实践水平，该施工技术可为我国桥梁高空心拱形墩身施工提供一些借鉴。
8 参考文献
[1]JGJ162-2008.建筑施工模板安全技术规范[M].中国建筑工业出版社.
[2]简明施工计算手册[M].中国建筑工业出版社.2005.
[3]铁建设[2010]241号. 铁路混凝土工程施工技术指南[M].中国铁道出版社. 2011.
[4]周彦文.京沪高铁桥梁墩身施工及外观质量控制技术[J].城市道桥与防洪 2010年1期.
[5]张应立.混凝土全过程质量管理手册[M].北京:人民交通出版社.2006.
[6]戚爱华.浅析桥梁墩身施工及质量控制[J].科技致富向导.2012年12期.
[7]方旭东.淤泥河大桥105 m薄壁空心墩身翻模施工技术[J].铁道标准设计.2008年3期.
[8]高华召.浅谈高铁桥梁墩身施工技术[J].城市建设理论研究.2011年16期.