京新高速SG1 标西家屯1 号大桥空心薄壁墩施工与质量控制

王强

（中交第四公路工程局有限公司，北京100025）

1 工程概况

京新高速胶泥湾至西洋河（冀晋界）公路SG1 标分部起讫点桩号为K1+000～K41+000，全长40km。项目地理位置在张家口市怀安县处，路线连接京新高速（二期）起，在怀安县城西侧与京新高速三期SG-2 标相接为终点。工程造价26 亿元，共34 个月。该项目控制性工程西家屯1 号桥的2 号、3 号、4 号桥墩施工（全线完工节点工程），桥位所在地属于（2 座高山低处）深V 形地带，地形起伏大，高差达45~55m。平面位于圆曲线上，起点桩号为K8+126.112，终点为K8+261.139，半径2800m，缓和曲线（起点桩号为K8+167.331，终点桩号为K8+436.25，参数A：788.036，左偏）上，纵断面位于R=23 000m 的竖曲线上[1]。

西家屯桥主墩2 号、3 号、4 号设计采用薄壁空心墩，尺寸为2.3m×4.6m，3 组高墩高度为44.5m、46m 和45m，在接近盖梁处有实体段（2m），其中3 号桥墩处于沟底最深处位置，高差最大，同时，在实心桥墩和空心桥墩连接处设置有倒角，施工方案中采用现场加工钢模板连接的方式来处理，所有墩柱均位于岸上，一般构造图如图1 所示。

图1 薄壁空心墩构造图

2 高墩施工特点

施工主要特点和难点是：（1）施工便道高差大，采取Z 型便道，并对沟底进行局部回填，减少高差；（2）高桥墩的上下垂直运输，经专家讨论，在2 号桥墩左墩右侧、3 号桥墩右墩左侧、3 号桥墩左墩右侧3 个位置，共配置3 台吊塔。并在每个高墩墩身配备1 台施工电梯，作为施工人员作业上下通道，混凝土输送采用汽车泵送，并辅以输送泵，如图2 所示。

图2 2 号、3 号、4 号高壁墩平面示意图

2.1 施工周期长

考虑到模板的利用率和钢筋混凝土等材料的供应情况以及工艺养护时间，包括便道修整、地形整理和塔吊安装等时间，设计每次浇筑节段的高度为4.5m，需要12 个浇筑次，经计算6 个高桥墩施工工期为5.5~6 个月时间，对总体工期影响较大。

2.2 高空作业难度大

高空作业难度大表现在以下方面：（1）山体坡面上混凝土的运输和浇筑，采用地泵泵送，有条件情况下，用汽车泵或是塔吊配合使用；（2）大风天气中高处钢筋连接和钢模板、施工平台翻运等施工，对施工人员组织安排和技术要求有了更高要求。

2.3 质量控制难

该高桥墩的质量控制主要是在模板的多次拼装、高空钢筋焊接技术（或是套筒连接技术）、大体积混凝土浇筑的温差控制和高桥墩外观质量的控制。

3 施工技术准备

3.1 墩身施工方法选择

根据西家屯1 号大桥桥墩的具体情况，该项目对桥墩施工方法进行了比选，淘汰了爬模法施工费用成本比较高和施工外观难于控制，滑模法施工成本高，混凝土供应不及时和桥墩变截面无法调整模板的问题，所以项目选择了翻模法。施工速度满足要求、成本低、工人操作成熟，工艺简单可控等特点。

3.2 桥墩垂直运输及高空作业安全防护措施

西家屯1 号大桥墩柱采用塔吊作为高墩施工物料提升的主要工具，并辅以汽车吊予以配合。施工人员上下利用施工电梯，辅以安全爬梯，确保备用安全。桥梁空心墩内搭设井字型扣件式脚手架以及不断提升的施工作业平台。并且在模板外侧按安全要求和标准化手册要求搭设施工临时平台，平台采用悬挂式，主要材料用角钢加工成活动的安全托架，在安全托架上搭接施工平台，并按期中交四公局安全标准化要求做好施工平台的防护措施，防护高度最低为1.2m（钢管搭接制作）。

3.3 高墩模板的配置方案

模板配置方案邀请业主指定的模板厂家技术人员按图纸进行设计，设计资料经过项目总工审核后，由厂家组织加工生产的钢模板，面板为6mm 厚钢板（唐钢），槽钢和角钢及钢肋做骨架。间距每80cm，设置横向双16#横肋，采用槽钢；间距每30cm 设置竖向8#背肋，横肋上设计拉杆，间距为1m，采用螺纹钢制作。边角处采用斜向拉杆。标准节模板浇筑的高度为4.5m，模板尺寸按设计桥墩进行加工，都是在制定加工厂加工，采取组合钢模板，进场前进行模板安装和试拼，确保结构尺寸准确，4.5m 高度模板分为一个2.25m 节和一个2.25m 节组成，计算受力活载，项目组织专家论证，保证安全可靠。

3.4 组合模板安装和试拼

本桥空心高墩带圆角方形，制作模板时要在注意圆角模板的加工质量，要按照施工图纸进行加工，确保模板的整体性和顺直度，采用螺栓进行有效连接，内膜与外模预留对拉孔洞，用于对拉杆的连接，达到浇筑尺寸不因连接出现问题，对拉采用25mm 的螺纹钢筋，模板加工注重拼接缝的连接，每次模板拼装时，安排现场技术人员检查验收。

3.5 高墩翻模模板工艺

在桥梁承台施工完后开始安装第一节墩身模板，模板立好后，内外模板与承台连接的缝隙范围内用高强砂浆进行找平施工，找平层宽度约8~10cm，待强度达到要求后，按设计绑扎第一节的4m 钢筋，钢筋预埋长度160cm，且同一断面钢筋错开达到50%，然后浇筑混凝土，控制振捣，反正空洞和外观病害出现，养护后达到拆模强度，再安装第二节钢筋，注重钢筋的焊接质量，拆迁第一节模板安装到下一节基膜上，保留上面0.5m 的模板，再安装一节0.5m 节段模板，再浇筑第二节，依次不断向上循环，逐节依次浇筑，直至达到设计墩顶标高。

3.6 模板整体的安装与检查

模板在施工现场要进行安装和试拼，确保不变形，没有外观质量问题，平整且接缝良好，与设计图纸尺寸一致，安装好后，技术人员进行测量验收，验收合格后在进行最终加固，防止模板错位、对接不佳等问题。

每个墩配1 套（4 节2.25m）模板，左右幅周转使用。模板每节高度2.25m。在正常节段，浇筑顺序为，先浇筑一节高度为4.5m，在翻膜一次，翻模为2.25m，再浇筑2.25m，强度满足设计要求后,再翻模2 节2.25m 节点，再浇筑2 节2.25m（浇筑高度是4.5m）。这样可以提高模板的利用率,减少每节段的时间，如此循环，直到墩身完成。用塔吊提升物料和模板。

3.7 起重设备配置

根据现场地形情况，采用3 台塔吊作业。分别在2 号桥墩左墩右侧、3 号桥墩右墩左侧、3 号桥墩左墩右侧3 个位置。本桥选择臂长45m 的Q7263 型塔吊。因为3 排桥墩的承台顶高程位置不一样，不会存在塔吊交叉施工的影响。同时，为了避免整体完工时间，采取优先施工3 号桥墩措施。另外，控制塔吊的不同转向方位和起吊作业时的高差，专人指挥，联动作业。

4 高墩翻模施工工艺

4.1 首段（初始节）高墩墩身施工要求

首节施工要求包括：（1）控制初始节段的平面位置（立模）的准确性，做好检查；（2）模板的连接质量，包括模板与承台有效对接，低面平整度及时处理，并要做好承台混凝的凿毛工作，加强混凝土黏结力；（3）钢筋绑扎和对接，建议使用套筒连接方式，按照标准化要求，做好首件工程施工，为后续工作提供标准化参数。

4.2 第二、第三节段高墩墩身施工

浇筑首节桥墩混凝土之后，暂时不对模板进行拆除，在第一节模板顶面上继续安装第二、第三节高墩的钢筋和模板，可以利用塔吊进行吊装，工人在作业平台上进行组拼，确保每一节模板的拼装质量，内外模板用对拉杆加固固定，按要求浇筑这2 节混凝土，做好试块，加强养护。

4.3 其他剩余节段墩身的作业施工

第三节混凝浇筑强度达到10MPa 时，（混凝土已经满足模板支撑活载）可以组织拆除第三节段外的其他模板，拆除时注意包括混凝土的外观质量，不要缺边调角和影响下道工序的施工，对第一、第二节模板进行打磨，修正，刷脱模剂后，用塔吊吊送到第四节和第五节处进行拼装，依次类似循环作业，一直到设计标高为止。同时，要注意倾斜度的每节段控制。

4.4 墩顶封闭

当施工浇筑至墩顶实心段位置，做好内支撑平台，采用大对拉杆（预埋工字钢14 号）作为受力支撑，用木板做好一次性底模板，考虑受力问题，同时，减少浇筑节段的厚度，每次浇筑不超过1m，全面施工结束后开始拆除模板。按照从低向上的顺序，先底节，在中节，后顶节，并且由专人指挥拆除工作。

5 质量控制

5.1 模板拼装和连接

模板拼装过程的质量控制措施包括：（1）模板进场后进行尺寸验收，并进行组合模板和试拼试验，确定尺寸和接缝满足要求后，才能投入施工，不然则返厂加工修复；（2）模板安装可以用双面胶进行局部封堵，防止漏浆，如果模板错台严重，要及时同时厂家按期技术人员予以修整和完善，要保证模板满足业主规定的内实外美的整体要求；（3）模板安装好后，应进一步检查模板的螺栓连接质量和拉杆连接质量是否良好，采用直径为5mm 螺纹钢作为对拉杆使用，外加PVC 的套筒，间距按模板设计时拉杆孔间距全部布置；（4）模板拆除和吊装要严格按照施工方案执行，要确保模板拆除过程中的安全，塔吊要及时修整和检查，拆除吊装要专人指挥。

5.2 测量控制措施

5.2.1 高墩平面位置控制措施

首先，在西家屯1 号大桥桥区建立测量控制网，用全站仪在承台顶面进行模板位置放样，每施工4.5m 位置处，测量队进行平面检查和调整，保证顺直度满足规范要求，防止出现误差，再进行下一节模板的拼装，同时，还要检查高墩施工中的垂直度检查，每节段依次类推，严格控制坐标位置，提高测量的精度控制。

5.2.2 高墩高程测量控制措施

首先，在桥区建立水平控制网，采取水平仪加钢尺结合方式进行测量，再用全站仪三角高程法进行复核，在水准仪无法满足现场地形测量要求时，用全站仪进行高程测量，同时，根据桥墩施工尺寸量测进行复核，确保高程测量控制满足设计精度要求。

5.3 高墩混凝土浇筑质量控制措施

高墩高空浇筑混凝土主要在于标准化施工，因为影响因素多，质量不好把控和检查，重点控制措施如下：（1）加强班组管理，建立标准化施工流程，保证原材料控制，按论证的方案组织施工，项目委派桥梁工程师配合监理单位和第三方监控管理，建立西家屯大桥质量奖罚措施；（2）高墩墩身的外观控制措施，要打磨模板，涂专用脱模剂，振捣到位，不能漏振，确保混凝土密实，强度不达到要求，不能提前拆模，控制地材的含泥量；（3）每节浇筑后及时养护，养护采用一布一膜包裹，人工滴水蒸养的方法，保证要有足够的养护湿度，防止因内外温差太大造成的温度裂缝，在最后节段顶面用土工布洒水养护。

6 结语

通过组织施工西家屯1 号大桥的高桥墩作业，在施工中不断发现和处理质量通病，积累了先进经验，达到了业主提出的内实外美要求，也培养了类似工程施工的先进团队，也为以后可能出现的高桥墩问题指明了突破方向。