城市立交工程曲線外傾式花瓶墩施工工藝控制

侯 慧 君

(太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原　030002)

1　工程概況

該橋?yàn)檫B接并跨越城市快速路而設(shè)的一座由兩條定向匝道組成的立交工程。匝道橋下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，橋墩采用帶系梁曲線外傾雙柱式花瓶墩，橋臺采用直壁式橋臺，臺后均接匝道引道并設(shè)置鋼筋混凝土擋土墻。橋下凈高達(dá)12 m,地面高低起伏高差達(dá)3 m。跨路部分為連續(xù)鋼箱梁。其余普通等截面連續(xù)混凝土箱梁跨徑為17.5 m～20 m不等，3跨為一聯(lián)。橋總寬9.5 m,梁高1.8 m。為等高度普通鋼筋混凝土箱梁。全橋橋墩共計(jì)38處，高度從6 m～12 m不等，分中間墩、混凝土箱梁分聯(lián)墩、鋼箱梁分聯(lián)墩三種類型。均為帶圓角過渡的方柱墩，橋墩下部為直立型標(biāo)準(zhǔn)段，上部為曲線變截面喇叭口外傾段(高3 m),并通過系梁連接成一體共同承受上部荷載。

2　曲線外傾式花瓶墩施工工藝

曲線式墩柱適用性強(qiáng)、造型美觀，但構(gòu)造復(fù)雜：鋼筋稠密且外傾、空間定位較困難。常規(guī)施工方法為墩身主筋現(xiàn)場人工逐根接長，墩身模板分次安裝，混凝土分次澆筑，施工周期長，易產(chǎn)生錯臺、色差等質(zhì)量缺陷。

2.1　墩身施工工藝選擇的原則

此類型墩身施工工藝的選擇應(yīng)從提高施工工藝與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)入手，從工藝細(xì)節(jié)追求快速化、拼裝化、模數(shù)化、集約化等效果入手，重點(diǎn)優(yōu)化鋼筋骨架、模板的組拼與混凝土澆筑關(guān)鍵工序，以有利于提高施工質(zhì)量、保證施工安全、降低高空作業(yè)安全風(fēng)險，減少工序環(huán)節(jié)，降低勞動強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，提高施工效率，節(jié)約成本、提高經(jīng)濟(jì)及社會效益為原則合理確定施工工藝。

2.2　各分部分項(xiàng)工程施工工藝控制

2.2.1墩身鋼筋骨架預(yù)制

墩身主筋(≥Φ25 mm)采用滾扎直螺紋套筒連接，現(xiàn)場設(shè)置絲頭加工作業(yè)平臺，實(shí)現(xiàn)了鋼筋下料、絲頭加工、打磨、成品堆放、驗(yàn)收流水化作業(yè)。半成品采用分類加工，對變截面段主筋及箍筋因各部位尺寸不等，采取逐根編號下料加工、分類堆放。

墩身鋼筋骨架從下料、預(yù)制組裝階段采取工廠標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，平地臥式整體胎模長線法整體預(yù)制，設(shè)置固定曲線段+長度可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)段鋼筋骨架長線胎模，根據(jù)墩身主筋布置，胎模采用可調(diào)節(jié)支撐型型鋼支架，以適應(yīng)于不同規(guī)格骨架制作及后期吊裝移位。有效解決曲線段主筋及箍筋各個方向及尺寸不等的技術(shù)問題。方便質(zhì)量控制與驗(yàn)收，現(xiàn)場分節(jié)拼裝成整體，加固成型到位，確保墩身鋼筋安裝精度。墩身鋼筋骨架匹配制作完成后，在相鄰兩節(jié)鋼筋骨架對應(yīng)的鋼筋上用油漆做出連接標(biāo)記進(jìn)行節(jié)段編號，在分節(jié)鋼筋骨架加勁箍筋處設(shè)置起吊環(huán)，確保鋼筋骨架在吊裝時的剛度。9 m以下的墩身鋼筋骨架采用單節(jié)預(yù)制，9 m以上的墩身鋼筋骨架分兩節(jié)預(yù)制。平板運(yùn)輸車分節(jié)運(yùn)至現(xiàn)場，將分節(jié)鋼筋骨架起吊移位至規(guī)定地點(diǎn)規(guī)范存放。分節(jié)鋼筋骨架現(xiàn)場采用機(jī)械套筒連接成整體。節(jié)段鋼筋骨架連接時，采用扳手將套筒和待接長鋼筋連接擰緊，后用力矩扳手對連接質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.2.2搭設(shè)施工作業(yè)平臺

墩身四周搭設(shè)鋼管腳手架作為墩身鋼筋骨架安裝、模板安拆及混凝土澆筑作業(yè)平臺，腳手架四周閉合，斜桿或剪刀撐加固，底腳用方木支墊牢固。腳手架內(nèi)側(cè)與外模之間預(yù)留模板安裝、拆除空間，作業(yè)通道寬度范圍內(nèi)腳手板鋪滿鋪穩(wěn)，外圍平臺欄桿比最上層作業(yè)層高1.2 m。確保搭設(shè)腳手架的整體穩(wěn)定性。

2.2.3墩柱預(yù)埋骨架定位

預(yù)埋骨架定位是控制墩柱平面位置、垂直度、鋼筋保護(hù)層最關(guān)鍵工序。作為墩身預(yù)埋主筋平面位置控制基線，根據(jù)保護(hù)層、間距要求精確定位預(yù)埋主筋。分兩節(jié)預(yù)制的墩身鋼筋骨架首次安裝時，僅安裝底節(jié)，第二節(jié)待澆筑承臺混凝土后安裝到位防止一次安裝完成后由于重心較高導(dǎo)致骨架偏位。吊裝時鋼絲繩扁擔(dān)梁與加勁箍筋吊點(diǎn)連接。就位過程中，安排熟練工人用撬棍在沖突處調(diào)整使鋼筋骨架一次就位，預(yù)埋主筋與承臺鋼筋焊接牢固，綁扎承臺內(nèi)剩余墩身箍筋。曲線段墩頂系梁，先進(jìn)行底模安裝，后進(jìn)行系梁鋼筋骨架安裝，最后相互形成完整勁性骨架。

2.2.4結(jié)合部位鑿毛及測量定位

承臺混凝土澆筑后及時對墩身預(yù)埋鋼筋內(nèi)側(cè)承臺頂面混凝土進(jìn)行鑿毛，鑿至混凝土面無素水泥漿并沖洗干凈。在承臺頂面放樣墩位縱、橫軸線及測量墩底四周標(biāo)高，作為后續(xù)施工基準(zhǔn)。

2.2.5定型鋼模板預(yù)拼、安裝

模板安裝前根據(jù)墩身的高度配置好模板并編號，整體預(yù)先拼裝，完成模板拼縫、錯臺、平整度調(diào)整。預(yù)拼驗(yàn)收合格的模板拆分成塊，將經(jīng)試驗(yàn)合格的模板漆均勻涂抹在模板表面，待自然干硬后用塑料薄膜覆蓋確?；炷帘砻娴溺R面感。

模板拼縫間采用雙面膠粘貼并打磨齊平，達(dá)到接縫嚴(yán)密，無錯臺，每節(jié)段模板拼裝好后檢查模板的中心偏位和垂直度，緊固連接到位。模板與承臺接觸面四周砂漿封堵密實(shí)，防止漏漿產(chǎn)生“爛根”現(xiàn)象。模板安裝完成，垂直度及中心位置檢測合格后，模板頂用纜風(fēng)繩鋼模板四角對稱加固定位。

墩身模板大面積定型鋼模板采取體外對拉加固穩(wěn)定體系，實(shí)現(xiàn)了成品墩身無拉桿孔，墩身、柱間系梁分節(jié)模板快速拼裝成整體以利墩柱成品整體外觀質(zhì)量與幾何尺寸精度。墩柱混凝土整體連續(xù)澆筑，確保拆模后成品墩身混凝土色澤一致。

2.2.6墩身混凝土整體澆筑

墩身鋼筋骨架內(nèi)設(shè)置串筒使混凝土沿串筒入模，墩身、柱間系梁混凝土分層澆筑，多點(diǎn)振搗，在墩頂系梁伸入墩柱的上下層主筋處預(yù)留混凝土澆筑串筒空間。

串筒采用方木、鋼管成井字形支撐在模板上口，底口距離混凝土頂面不超過2.0 m，相鄰墩柱輪流澆筑，考慮到模內(nèi)鋼筋密集，振搗棒移位不便，單根墩柱四周及中間部位預(yù)先設(shè)置多臺振搗棒振搗，一方面有利于振搗人員振搗，另一方面加快了混凝土振搗進(jìn)度，避免混凝土澆筑時間長易形成冷縫，減輕了振搗人員勞動強(qiáng)度，振搗作業(yè)遵循“先外后內(nèi)、快插慢拔、不過不欠”的原則，澆筑上層時插入式振搗器伸入到下層5 cm～10 cm，以保證全面振搗密實(shí)，嚴(yán)禁作業(yè)人員在鋼筋上隨意走動。

混凝土澆筑至頂層時將串筒拆除，預(yù)留孔斷開的鋼筋采用套筒連接后，進(jìn)行墩柱支座墊石、擋塊預(yù)埋鋼筋、橋梁支座錨栓孔的安裝(預(yù)埋件預(yù)先制作，位置事先標(biāo)識于模板上)后，完成后續(xù)混凝土澆筑。及時對墩頂進(jìn)行收漿，控制表面平整度，防止混凝土表面出現(xiàn)裂紋。利用土工布對頂面混凝土進(jìn)行覆蓋蓄水養(yǎng)生。

2.2.7模板拆除、養(yǎng)生

吊車配合人工完成模板的拆除，拆除的模板分類堆放，集中清理、刷好模板漆備下次使用。及時灑水養(yǎng)護(hù)，用塑料薄膜緊密纏裹覆蓋，保持薄膜覆蓋嚴(yán)密，使構(gòu)件表面始終處于濕潤狀態(tài)。高溫季節(jié)，墩頂設(shè)置滴灌桶接帶孔水管纏繞墩身覆膜滴淋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。冬季施工加設(shè)加厚雙層土工布纏裹保溫養(yǎng)護(hù)。

2.2.8腳手架拆除

模板拆除后即可拆除操作架，腳手架拆除前，對腳手架作全面檢查，清除全部剩余材料，器具及雜物；拆除時劃出安全區(qū)，設(shè)置警示標(biāo)志，派專人看管；拆除的構(gòu)配件應(yīng)分類堆放，以便于運(yùn)輸、維護(hù)和保管。

2.2.9質(zhì)量評定

曲線式墩柱施工執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)CJJ 2—2008城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、JTG/T F50—2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范、JGJ 163—2004滾軋直螺紋鋼筋連接接頭、JGJ 18—2012鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程。

3　直接經(jīng)濟(jì)、工期效益

曲線式墩柱較多應(yīng)用于城市中心區(qū)域形象要求高的項(xiàng)目，此類項(xiàng)目大多工期緊、施工場地狹窄，對質(zhì)量、安全、文明施工、環(huán)保要求高，本工法在有效提升質(zhì)量的前提下，提高了工廠化、機(jī)械化施工程度，受外界環(huán)境制約因素影響少，施工安全風(fēng)險小，在提高工效、縮短工期、節(jié)約成本以及安全文明施工方面取得了一定突破，具有良好的社會效益。

1)墩身鋼筋加工與現(xiàn)場承臺施工平行作業(yè)，有效地實(shí)現(xiàn)空間、工序的合理利用及轉(zhuǎn)化。墩身鋼筋下料、加工、整體制作采用工廠標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，便于質(zhì)量控制與驗(yàn)收?，F(xiàn)場墩身鋼筋骨架采用裝配式整體安裝，提高安裝質(zhì)量及效率。較傳統(tǒng)施工工藝相比，施工難度降低、勞動強(qiáng)度減輕，起重吊車使用時間大量減少，工期成倍縮短。

2)優(yōu)化墩身模板拼裝、加固方式，提高了模板安裝的精度與安裝效率。而墩身混凝土一次澆筑，有效避免二次混凝土接縫處理、腳手架作業(yè)平臺搭設(shè)拆除、模板多次安拆等工序，提高了模板及支架周轉(zhuǎn)材料的使用率。

3)以單個墩柱(雙柱)施工為例，較常規(guī)施工工藝相比，平均節(jié)約人工30個工日，25 t汽車吊3個臺班，縮短工期4 d～5 d，提高了模板、墩身雙排腳手架鋼管支架周轉(zhuǎn)材料的使用率，勞務(wù)、機(jī)械成本降低約8 000元/墩，加上工效提高帶來的成本降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

本工法在保證質(zhì)量的前提下，有效節(jié)約工期、減少了材料浪費(fèi)，提高了工效、降低了施工、管理成本，特別是在高墩施工或水中墩柱施工過程中更能顯示出其優(yōu)越性。具有良好的示范推廣作用。有利于快速、文明施工，特別是在高墩施工或水上橋梁等其他復(fù)雜環(huán)境下施工過程中更能體現(xiàn)出優(yōu)越性。

4　結(jié)語

城市立交工程曲線外傾式花瓶墩采用工廠化預(yù)制鋼筋骨架、現(xiàn)場機(jī)械配合吊裝組拼、混凝土整體澆筑的施工，成功解決了面對不同高度不同截面尺寸花瓶墩施工時，在城市施工區(qū)域場地內(nèi)地形高低不一、施工場地狹窄、各種施工要素相互干擾如何標(biāo)準(zhǔn)化、快速化、工廠化、機(jī)械化施工的問題。該施工工藝具有簡單、方便、迅速、縮短施工周期、資源配置易于組織、安全可靠、文明施工等特點(diǎn)，將原先“粗放型施工管理”變“精細(xì)化施工管理”，可為同類工程進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和過程施工提供參考。