变截面空心薄壁墩施工工法

变截面空心薄壁方墩施工工法1前言近年来越来越多的高速公路修建在山区，其桥隧比增大，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甚至超过100米，由于其墩柱高，截面小，壁薄，而且其截面一直处于变化之中，施工中安全风险大，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。

本工法是四川路桥公路隧道分公司在施工雅泸高速公路C3合同段的余家沟1号大桥、余家沟2号大桥、沙湾头大桥、童家山2号大桥、童家山3号大桥时应用总结而成。

该工法具有安全、优质、高效、节能的特点，能将桥梁施工的安全、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，现将其整理，形成工法，以便推广使用。

2工法特点2.1本工法钢筋采用专用外架作为钢筋施工平台，主筋用直螺纹套筒连接，这样既确保钢筋保护层厚度，避免了因主筋偏位而造成的模板安装困难，同时也增加接长主筋时的安全性，提高了工作效率，节省时间，外架还可以周转重复使用。

2.2本工法模板安装时采用塔吊作业，外模其上下端设置定位销和公母榫，避免出现模板错台现象，模板后方背大分配梁，可以少用对拉螺杆，操作简单。

内模根据墩身的收坡规律，加工成四块，定型两块，变形的两块加工成可调式，可以在任何截面时配合使用，操作快捷方便。

2.3本工法施工时不需要落地外架和内架，节省了大量的支架费用和人工费用。

2.4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适用范围本工法适用于空心薄壁方墩，墩身为5*5米以内的变截面，墩身越高越经济。

4工艺原理该工法仍采用翻模法施工，钢筋是通过自行加工的专用可调式工具外架安装于承台或模板上，用垂线法校正，确保钢筋保护层厚度。

然后才采用直螺纹套筒接长钢筋，接长后尽可能多绑扎箍筋，让主筋保持自身的稳定性后拆除钢筋外架；模板安装前通过测量放线后的4个角点和墩柱的设计坡比，仍然采用垂线法，在主筋或骨架上焊好定位钢筋，作为模板安装时的限位筋，在塔吊吊装外模后，用精轧螺纹钢将外模初步定位，立即通过校正加固外模。

以安装好后的外模为准，在外模上口焊好内模定位筋，并在安装好的内模内部用碗扣架的天托配钢管作为内撑加固。

在第一节段砼浇筑完毕后，可立即进入下一段施工，本工法采用两节外模交替翻转使用，另配一节循环使用的内模。

5施工工艺流程及施工要点5.1工艺流程图(见图下图)5.2施工要点5.2.1准备工作1. 施工方案的确定目前现有的变截面空心薄壁墩的模板施工方案主要有滑模、爬模、翻模，液压滑模和液压爬模的施工速度较快，但所准备的配套设备多，施工机具投入大，混凝土外观差，施工必须连续，中途不能停止，操作复杂，工人不易掌握。

无支架翻模投入少，操作简单，中途可以停止，质量容易控制。

以往立主筋时的方案有，将9米钢筋截成4.5米的两节、增加墩柱的劲性骨架角钢数量，靠墩柱的劲性骨架立主筋、或搭设钢管外架，前一种方法使钢筋连接量增加了一半，后两种方法增加了角钢数量，或增加了钢管数量。

使用角钢外架立主筋，不仅快捷方便，而且节约材料，外架可以周转使用，质量也能够保证。

经过综合比选后，结合项目的实际情况，最终采用角钢外架配合无支架翻模施工变截面空闲薄壁墩。

2 便道选线根据桥梁各墩柱的所在位置，桥下地质情况，以及所准备的塔吊起吊能力覆盖范围等，合理选择便道走向。

首先准备安装塔吊的位置必须能让吊车作业，其次是便道要避开地质灾害区，合理设计便道的纵坡，尽量少占耕地。

3 塔吊和电梯的安装近年的高架桥一般设计为40米一跨，考虑少安塔吊，可选用5013型塔吊。

根据现场的情况，尽量选择安在靠近墩柱的前方或后方的桥轴线上，这样既便于塔吊升高后附着在系梁或墩柱上又可以覆盖三排墩柱,在安装塔吊时要仔细考虑拆除时的方向和角度，一般前后臂应该顺墩轴线布置。

电梯可以安装在墩柱的前进或后退方向处，便于人员从系梁处上下。

(见下图)塔吊电梯安装示意图4 钢筋外架的设计加工该外架用75角钢加工而成，里面配置爬梯和安全平台及栏杆。

桥梁施工中钢筋一般9米长，所以外架设计高度为6米，为保证外架不变形和便于施工，外架厚度设计为0.65米。

根据墩柱变坡特点是路线前后方向安80:1收坡，路线左右方向为不变，和到墩顶的最小砼截面，将外架设计成两大块。

使用时外架下端与模板用螺栓连接，上部用钢筋将两块支架连接成整体。

(外架见下图)单片外架照片安装好的外架照片5 内外模的设计加工根据设计文件和墩柱的变坡规律，外膜采用墩柱的两个侧边模板包其两个正边模板。

为与9米的定尺钢筋相适应，考虑到模板的节约和刚度，可以将模板设计成3米高，宽度以墩柱下面的最大宽度为准(要充分考虑塔吊的起吊能力，如不能整体起吊可以用两块拼接)。

为方便施工，墩柱侧面两个边的模板，其横向分配梁伸出模板外0.2米，以便用高强度拉杆对拉。

正面两个边的模板，分配梁略短于模板宽度，而且其竖向位置刚好与侧面模板的分配梁错开。

考虑模板拼接的平整性和位置的准确性，模板上下接口上都设置定位销和公母榫。

由于墩柱外侧不搭支架，所以在模板上设置安全平台，平台距模板上口0.9米，宽度为0.65米，平台栏杆高度1.2米，平台内铺设防滑钢格板。

在内模的设计时考虑了以下几个因素，一，整体性好便于快捷安装和加固。

二，根据内部尺寸合理设计拆卸缝。

三，在塔吊的起吊能力范围内，尽可能的加工成整体。

内模加工、组装图外模加工示意图模板安装示意图6 砼拌制及运输砼采用集中拌合，罐车运输到现场，当砼用量小于15方以下时，可采用塔吊起吊砼，大于15方用输送泵泵送。

7 其它塔吊和指挥人员配置对讲机，保持信号畅通；根据场内用电设备合理布置电力线路；在合适的位置设置蓄水塔，根据场内情况布置导线点和水准点。

5.2.2钢筋外架的安装、钢筋的安装与外架的拆除在已浇好的承台或桩基上精确放出墩柱的四个角点，并以此为基准，用墨斗弹出墩柱的四条边线。

用塔吊起吊外架，将其立于承台或桩基口，通过顶端的埀球吊线于弹好的墨线，初步定位后，立即固定外架，在确保其安全可靠后，拆除吊点，同时将剩余的半边外架用同样的方法立好，再将两块外架连成整体。

首次使用时可在承台或桩基上焊接斜撑，以后使用时直接用螺栓连接于浇筑好砼的模板上。

根据墩柱特点，再次在外架顶部用垂线法在外架的中部和顶部给墩柱主筋精确限位，并将限位框固定于骨架的中部和上部，这时即可进行主筋连接，由于主筋数量多，可采用直螺纹连接，提高连接质量和速度。

主筋连接完毕后，立即进行箍筋绑扎，在方便操作的情况下，尽可能多绑扎箍筋，以保证拆除外架后主筋不变形。

外架拆除与安装的步骤相反，外架拆除后立即将下部3米以内的箍筋全部绑扎。

5.2.3第一节段外模/内模的安装及砼浇筑根据弹好的四条墨线和墩柱的变坡规律，采用垂线法在0,2米和2.95米的位置可靠焊接模板边线定位桩，在墩柱侧面的两个边分好中线。

将模板打磨干净，并均匀涂抹脱模剂待用。

安装模板时，首先在承台或桩基上用砂浆将模板安装位置调平并抬高5厘米，方便拆除第一段模板，同时注意模板的母榫朝上，定位销朝上。

先安装其中任意一个侧边的外模板，模板的中点对准先前承台上分好的中点，再安装正面两快外模板，最后安装剩余的侧面外模板，安装时用铁丝临时将模板上口固定在钢筋上。

外模板的加固措施为：侧面模板采用3道双20(18)槽钢为分配梁配ø25精轧螺纹钢拉杆拉紧，外模上口预埋1颗锚固螺栓，中部不再设置对拉螺杆。

正面模板采用12个正面和侧面模板的连接件，用螺栓固定于侧面模板上，再配以碗扣式脚手架的地托顶紧正面模板的3道分配梁。

内模安装前根据安装好的外模在内侧主筋上的相应位置焊好限位筋，安装顺序为先安装正面内模，再安装侧面内模。

内模的各个接缝位置需平整，并用油毡或厚型薄膜包裹以防漏浆。

内模的加固仍用碗扣式脚手架的天托对撑内模。

砼的浇筑要根据现场实际情况和浇筑砼的数量，一般选择用塔吊吊运砼，串筒入模，配50型振动棒振捣作业。

5.2.4第二节段外模/内模的安装及砼浇筑第一段砼浇筑完毕后，立即进行第二节段钢筋的绑扎，待混凝土达到一定强度，便可进行砼的凿毛，然后进行第二节段模板安装。

将另外一节外模置于首节模板之上，对好公母榫和定位销，用螺栓将上下模板连接在一起，上方用铁丝固定于主筋上。

将内模用塔吊提升至顶面与外模平齐，内模下方支撑在上一节段混凝土伸出的预埋件上。

调整模板至准确位置，安装、紧固对穿拉杆和天地托。

其余工作同第一节段墩身施工。

5.2.5模板的拆除、翻转待上一节段的混凝土的强度达到10MPa，上一段砼达到3MPa时，便可进行下一节段模板的拆除。

先将8台3吨手拉葫芦牢靠的挂在四个方向的上下两节模板上，并将其收紧，然后拆除上下模板的连结螺栓，松掉外模上的调节螺杆(碗扣架的天托)，再拆卸对拉精轧螺纹钢拉杆，收紧手拉葫芦，用塔吊微微收紧外模上的起吊钢绳，拆除模板上口的锚固螺栓，手拉葫芦徐徐松开，并将其卸下后，塔吊将模板吊至开阔地进行修整、抹油，再进行安装。

由于内模设置了拆卸缝，拆除时只需要用撬棍将其撬松待用。

5.2.6测量控制每一节段混凝土浇筑完毕后，即可用全站仪测量出墩柱的四角平面坐标，钢筋绑扎和模板安装时，均采用垂线法根据测量出的四角平面坐标精确定位。

由于墩柱不断升高，墩柱受日照、大风、模板上不均匀荷载等的影响，其自由端会不停地摆动，测量时要尽量避开以上这些不利因素。

在有系梁施工时，用全站仪测量高程，墩顶高程采用水准仪测量。

5.2.7砼修饰及养生模板拆除后，及时进行砼外表修饰，修饰完毕后包裹薄膜养护。

5.2.8系梁与盖梁的施工高架桥的系梁一般20米左右一道，预先在两个墩柱的内侧各埋2根ø120PVC管，施工系梁时，在预埋的孔道内插入100钢锭，钢锭上安装纵向工字钢，横向工字钢铺设在纵向工字钢上，两者之间设对口楔调整标高，也方便拆除，最后铺上底模即可开始进行系梁的施工。

如果两个墩柱之间间距过大，横行工字钢不能满足挠度要求，可以在其中间位置立一简易支架减小计算跨度，以满足要求。

系梁和其结合部位的墩柱一起浇筑。

盖梁的施工工艺同系梁。

5.2.9场地内拆除及其它在工程下部构造完工时及时拆除塔吊和电梯,照明线路以及便道的复耕.5.3劳动力配置6材料与设备按一个塔吊两个工作面同时施工计算，所需设备见下表7.1质量保证体系7.1.1组织保证。

建立以项目经理为组长的质量管理领导小组，负责项目质量决策，下设质检处，负责质量管理日常事务。

7.1.2制度保证。

建立健全如质量责任制度、检查制度、奖惩制度等质量管理规章制度并严格执行。

特别是认真开展了月中、月末的项目质量大检查和质检处的不定期巡查。

建立项目质量计划及质量体系文件、作业文件，严格按质量体系程序进行项目质量过程管理。

7.1.3思想保证。

加强质量意识教育，树立员工质量第一及责任终身制的质量意识。