试谈实体高速铁路双线圆端形实体墩快捷施工技术选题

论文导读：
【摘 要】圆端形实体墩在高速铁路及客运专线桥梁中被广泛应用，合理的施工方案选择和施工工艺是桥墩施工质量、效率和效益的保证。文章以沪昆客运专线长昆湖南段桥梁双线圆端形实体墩施工为依托，对实体墩模型选择设计、钢筋组立及预扎吊装、混凝土工程等施工工艺进行了分析，提出了实体墩快捷施工技术，为类似工程提供参考。
【关键词】高速铁路；双线圆端形；实体墩；快捷；施工
引言
当前，建筑施工业正在向标准化、模块化和通用化转变，最大限度的寻求在不同工程项目间构配件和材料的通用和转换，减少重复配置和资源浪费，这是创建节约型社会的需要。在铁路项目中也做了大量的尝试，如桥梁墩台身、预制箱梁和桥面系等大量的进行了行业通用图设计，工序施工标准化和构配件模块化、通用化日臻完善。在沪昆客运专线（简称沪昆客专）桥梁墩身设计中大量采用了圆端形实体桥墩，就如何优质高效的完成墩身施工，探索一套快捷标准化的施工工艺很有必要。
本文以沪昆客专长昆湖南段桥梁双线圆端形实体墩施工为依托，对实体墩模型选择设计、钢筋组立及预扎吊装、混凝土工程等施工工艺进行了分析，提出了圆端形实体墩快捷施工方法，为相关工程项目的施工提出了宝贵的建议。

1、施工概述

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1、工程概况

沪昆客专长昆湖南段CKTJ-1-2标起讫里程为DK30+000～DK55+068.8，项目位于湖南省湘潭市和宁乡县境内，设有桥梁26座，计16.649km，桥梁比66.4%；桥梁基础设计为钻孔桩基础和扩大基础，桥台采用双线一字桥台，桥墩设计以双线圆端形实体墩为主，辅以实体矮墩和圆端形空心墩，梁部以预制简支箱梁为主，局部采用连续梁跨越。管段共设有墩台538个，其中双线圆端形实体桥墩476个，占比88.5%，圆端形实体桥墩施工进度对管段桥梁施工总体进度将起到决定性作用。
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2、施工方案概述

针对管段桥梁墩台的特点及实际情况，实体桥墩模板采用大块定型整体桁架无拉杆钢模板，低于20米的墩身混凝土连续灌注，一次立模到顶、一次浇筑成型，高于20米的采取二次浇筑，一般接茬缝设在顶帽与墩身结合处。钢筋施工为墩身钢筋采用外架预组立和顶帽钢筋整体预扎吊装到位工艺；墩台身混凝土采用微机自动计量的卧轴强制式混凝土搅拌站集中拌和，混凝土罐车运输到位、汽车泵配合串筒泵送入模，插入式振捣器振捣；墩身养护采用薄膜包裹，墩顶设水箱滴灌养护；混凝土达到设计和规范要求后拆除支架与模型，拆除时对称有序的组织施工，确保施工的安全。

2、模型选择与设计

双线圆端形实体桥墩墩身两侧设计为1/2圆弧，圆弧间设为直线段，直线段中间留有竖向流水槽口，墩身向顶帽托盘采用双向空间圆曲线过渡，视觉线性流畅美观，也对模型设计与制作提出更高要求。根据钢模的受力特点一般分为拉杆式和桁架式。拉杆式即施工时需要在墩身混凝土内预留PVC管，采用精轧螺纹钢穿过对拉；桁架式即在钢模板外侧设置一定数量的钢桁架，通过精轧螺纹钢对拉两侧外桁架使模型整体受力，以满足施工要求。从施工的难易程度、经济性、效率性和墩身混凝土耐久性及整体美观性进行综合比较，桁架式在墩身效率性、耐久性和整体美观性上优势明显，遂墩身模型采用大块定型整体桁架无拉杆钢模板。
大块定型整体桁架无拉杆钢模板主要由圆弧板、平板、外模桁架、对拉杆、顶帽挡板和三角架组成。为保证模板面板的整体受力，圆弧板设有贴面背肋和抱箍，平板设有贴面背肋和横肋，面板与肋、面板与骨架采用间断焊连接。模型采用集中加工分块制作，现场组拼工艺，模板连接主要采用螺栓连接和对拉连接；模板竖向连接通过每节模板的连接边框用螺栓连接，外模桁架与水平板采用三角架和钩头螺栓连接，圆弧板与外模桁架通过斜拉座对拉连接一体，两侧外模桁架通过2根M25精轧螺纹钢对拉连接。

3、钢筋施工

钢筋设计由三部分组成，分别是墩身钢筋、顶帽钢筋和支承垫石钢筋。钢筋采用集中加工供料，平板车配送至各工点现场绑扎；绑扎工艺为墩身钢筋为预先组立外支架预扎、顶帽钢筋为胎卡具预扎整体吊装入模、支承垫石钢筋为现扎。
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1、墩身钢筋预扎

墩身钢筋竖向主筋向上伸入托盘，向下升入基础。在承台或基础施工中，需对墩身竖向主筋进行预埋。在承台混凝土浇筑完成并达到一定强度后，进行墩身钢筋施工外支架组立，外支架采用φ48架管，随墩身钢筋绑扎进度自下而上预先组立，每2m设一层工作平台。外架组立和墩身钢筋绑扎交替上升，一般6m一个循环，直至墩身钢筋绑扎完成。
墩身钢筋绑扎自下而上。利用CAD绘图软件等比例模拟配筋空间位置关系图，设计加工制作墩身竖向钢源于：论文 范文www.7ctime.com
筋定位卡具。顶帽和墩身结合处设计制作1道卡具，从结合处自上而下每隔2m设计制作1道卡具，使得卡具在各墩间可通用互用。
墩身钢筋绑扎中，随钢筋施工进度，竖向每隔6m设置剪刀撑，以提高墩身钢筋刚度和自稳性；顺桥向每层采用φ48架管设置两对内置剪刀撑，剪刀撑与墩身主筋扣接，横桥向采用圆钢内置绑扎剪刀撑；剪刀撑设置完毕后，逐级拆除外支架，进入模型拼装，最后拆除剪刀撑。
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2、顶帽钢筋预扎吊装

顶帽钢筋笼为整体吊装入模，即通过现场组装式胎卡具，进行顶帽钢筋预扎，绑扎完成后利用汽车吊和型钢扁担一次性吊装入模就位。
首先，在墩位附整预扎场地，进行胎卡具组装。胎卡具采用φ48架管制作，设有支腿8根，下设扫脚杆，上设水平托杆4道，形成对顶帽钢筋笼绑扎中进行支撑的刚性骨架。
其次，钢筋下料运送至现场，从顶帽凹槽底钢筋开始绑扎，形成第一层钢筋支撑面。
再次，按照设计图依次绑扎顶帽其他各层钢筋和箍筋，每层定位筋采用焊接，确保各层钢筋绑扎的准确性。
最后，经钢筋验收合格，吊车配合人工抽出水平托杆；采用25T汽车吊和2根型钢扁担将成型的顶帽钢筋笼整体吊送至已安装好的浇筑成型模具内。 顶帽钢筋吊装就位后，需进一步完善支承垫石钢筋绑扎、接地钢筋及端子焊接、墩顶吊篮固定螺栓预埋和沉降观测标埋设等作业。

4、模型拼装

在墩身钢筋预组立完成，并经检查合格后，拆除钢筋组立外架，进行墩身模型拼装。模型拼装采用25T汽车吊原位分块吊装组立，人工配合对位连接紧固。主要安装顺序为：桥梁承台立模面找平→墩身平板和圆弧板安装→外模三角架和对拉桁架安装并对拉→顶帽挡板安装。
首先，进行立模板前承台面中线及高程放样，对承台面不平整者或高程不符合者进行修正，并标出墩身立模位置。
其次，逐段依次拼装墩身平板、圆弧板和外模三角架及对拉桁架。在墩身平板和圆弧板安装4-6m后，须进行外模三角架和对拉桁架安装并对拉，以保证模型组立过程中的安全，依次循环，直至模型拼装至墩顶，拼装过程中应加强每节模型拼装后中线及高程的测量，发现偏差及时调整。在模型组立过程中应避论文导读：
免模板与墩身钢筋发生碰撞，造成墩身钢筋变形甚至垮塌。
第三，在墩身模板拼装至墩顶后，对模型拼装后的中线进行复测，若中线偏差不能满足规范要求，可通过千斤顶竖向顶推最下节模型贴面背肋来调整，若偏差过大则需重新拼装模型。
最后，模型调整完成后，吊装顶帽钢筋整体入模，拼装顶帽挡板和绑扎支承垫石钢筋，检查和紧固模型间各紧固件，达到混凝土浇筑条件。

5、混凝土灌注

为保证混凝土的浇筑速度和连续性，混凝土浇筑采用汽车泵配合串筒泵送入模，分层浇筑，分层厚度控制在30～40cm，逐层上升，直至墩顶。混凝土灌注前应对接茬面进行充分湿润，且在灌注接茬面首层混凝土时应充分振捣，以确保新旧混凝土结合密贴可靠。严格控制好混凝土施工性能和灌注速度，已减少或避免模板垮塌的现象，同时避免产生施工冷缝，保证混凝土外观质量。热季墩身混凝土灌注速度控制25～30m3/h间，坍落度控制在18～20cm；冷季墩身混凝土灌注速度控制20～25m3/h间，坍落度控制在16～18cm。
混凝土振捣采用插入式振捣器振捣。安排3名操作人员和2条振捣棒入模内，其中2名操作人员负责混凝土振捣，1名操作人员负责振动器的移位提升和串筒的拆除；混凝土振捣随混凝土分层情况逐层振捣，逐层提升，直至顶帽底处，操作人员出模至墩顶，再逐层浇筑振捣至墩顶处；加强顶帽挡板处顶帽检查口处混凝土振捣。串筒拆除自下而上，逐节拆除，直至混凝土自由下落高度小于2m不需串筒为止。
混凝土灌注过程中应安排3名操作人员看模、护模，其中2名操作人员位于墩顶模，负责看护顶帽模板和串筒提升出模，另1名操作人员负责墩身模板螺栓和对拉杆的检查和紧固。

6、模型拆除

模型拆除采用人工配合汽车吊逐段拆除工艺。拆模顺序按照先非承重模板后承重模板、先上后下的原则进行。混凝土终凝且浇筑完成24h后，松动外模桁架对拉杆和钩头螺栓等，为外模桁架的吊离及模板拆除做好准备工作。在混凝土强度达到拆模强度要求后，将模板整体放松，从模板顶帽托盘开始拆卸，自上而下逐段拆除墩身模板；拆除中，及时跟进墩身混凝土面的薄膜包裹和养护。
拆除模板时应有专人指挥，以防模板碰撞而损伤混凝土；并加强对大块模板的临时支撑，防止突然坠落和倾倒。

7、主要工装及设备配置

为保证实体墩快捷施工技术的顺利实现，除混凝土拌合及运输设备由拌合站集摘自：本科毕业论文评语www.7ctime.com
中配置外，施工中单套墩身模板主要配置了以下工装及设备。
8、结束语
目前，管段实体墩已全部施工完成，施工质量满足设计及规范要求。通过快捷施工技术的实施，单墩施工周期得到缩短，实现了10m及以下桥墩单墩施工周期控制在3d以内，10～15m桥墩单墩施工周期控制在5d以内，15m以上桥墩单墩施工周期控制在7d之内，快捷施工技术效果明显，并有以下几点体会：
8.1 通过墩身钢筋采用外架预组立和顶帽钢筋整体预扎吊装到位，使模型组立和钢筋施工能相互独立，大大减少了传统施工中钢筋绑扎与模型组立相互交叉干扰情况，更有益于钢筋及模型的流水化作业，降低了模型占用时间，节省了模型一次性投入。
8.2、模型采用大块定型整体桁架无拉杆钢模板，大大提高了墩身施工机械化程度和劳动生产效率，降低了工人劳动强度，改善了劳动施工条件，同时减少了模板接缝数量，无需在墩身混凝土内预留对拉孔，保证了梁体混凝土感观质量。
8.3、通过定位卡具和胎卡具，施工速度快且施工工期短、施工质量高，钢筋绑扎质量易于控制和检查，很好的解决了钢筋定位不准确的质量痛病；同时，通过预组立也很好的解除了承台墩身接茬面和模型面板二次污染问题及混凝土夹渣造成腐蚀的问题，有益于墩身混凝土外观质量控制。
8.4、实体墩快捷施工技术最大限度的实现了工序分离，可充分发挥专业化、机械化和标准化施工作用，从而大大节约单墩施工周期，提高施工工效。
参考文献：
中华人民共和国铁道部.铁建设[2010] 241号 高速铁路桥涵工程施工技术指南.北京：中国铁道出版社，2010.