空心墩施工论文.doc

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、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工进行下一循环施工混凝土拌和运输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1）如下：图1 空心墩施工工艺流程图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1618202225剥肋光圆尺寸公差+0.2 0.11516.918.820.823.7剥肋长度1821232528螺纹尺寸M16.5*2.0M18.5*2.5M20.5*2.5M22.5*2.5M25.5*3.0螺纹长度2023252731 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。图2 墩身模板平面图空心墩台模板采用汽车运输至墩位附近，现场用汽车吊分节吊装就位，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。 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31m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。 3.6.4 在混凝土入模时，当下料高度大于2m时，前部采用串筒下料，串筒距浇筑混凝土面的距离不大于2m，串筒布置按找间距4m控制。3.6.5 混凝土浇筑宜40cm为一层进行浇注。在空心墩中空段浇注时下料速度不宜过快，安排专人检查模板。 3.6.6 墩台振捣采用50振捣棒，移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模保持50100mm的距离，插入下层混凝土50100mm，做到快插慢拔，振捣部位混凝土密实为止。（密实的标志：混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆）3.6.7 浇筑混凝土时，应保证混凝土本身的均匀性，不产生离析现象，均匀填充模板不使混凝土表面产生蜂窝麻面现象。3.6.8 混凝土浇筑偏差见表4。 混凝土墩台允许偏差表 表4序号检查项目允许偏差（mm）检验方法1墩台前后、左右距设计中心线尺寸20测量检查不少于5处2空心墩壁厚53桥墩平面扭角24表面平整度51m靠尺检查不少于5处5支承垫石顶面高程0，-106预埋件和预留孔位置54 空心墩施工控制要点空心墩施工有别于普通的墩柱施工，在施工人员、机具上下，混凝土输送，竖直度控制上需采用不同于普通墩柱施工的特别处理措施。 4.1 墩身竖直度控制竖直度控制为墩身施工的重点项目，由于墩身较高以及分节段施工，其竖直度控制不同于普通墩柱施工。根据本桥墩身特点，主要采用吊垂线及全站仪相结合的方法控制墩身竖直度。在浇筑段模板（即支撑层模板）上用角钢挑出以供测量放样使用，然后在其上用全站仪放样出墩身尺寸的关键点。在拼装工作层模板时，选择无风的天气下用垂球对中放样出的点，以此来校对模板拼装位置及检查模板, 在模板立模完成后，随时用全站仪检查模板竖直度。4.2 墩底段施工空心墩实体段高度不等，首先浇筑实体段混凝土，待混凝土强度达到3Mpa后，将混凝土凿毛、清理松散混凝土。立即以已浇筑的实体段混凝土为支撑点，吊装空心墩墩身内模，安放对拉杆。完成后报验监理工程师，经检验合格浇筑空心段混凝土。4.3 墩顶段施工当模板翻升至墩顶实心段底部时，拆除墩身内施工平台和模板，搭设外侧施工平台和安装防护栏杆与安全网，并在墩身内侧安装