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摘要：谢家崴子太子河特大桥是新建田桓铁路工程 TH-1 标段的重点工程。由于桥墩很高，桥墩施工时线性控制比较困难，模板安拆施工难度较大，且混凝土浇筑及空心墩封顶施工不易控制，存在较大的高空安全风险。基于此，本文经实际科学考证，编制谢家崴子太子河特大桥高墩施工专项方案，希望为类似工程施工提供参考。
关键词：太子河特大桥；高墩施工；专项方案
中图分类号：TU7文献标识码： A
一、工程概况
1分项分部工程概况
谢家崴子太子河特大桥位于辽宁省本溪县谢家崴子村境内，主要为跨越太子河、耕地和道路而设。中心里程为DK14+452，孔跨布置：1孔32m简支T梁+27孔64m简支箱梁+1孔32m简支T梁，桥全长1873.74m。本桥的两座桥台设计为T型桥台，28#墩高墩设计采用圆端形实心墩、其余1#-27#墩身设计均采用圆端型空心墩，墩高26m~71m，平均48.5m，26#墩最高71m。谢家崴子太子河特大桥是重点工程、控制性工程。本专项施工方案主要针对于圆端形双向收坡空心墩施工。
2工程特点
本桥除桥台和28#墩外，其他27个桥墩均为空心墩，且空心墩中除2个墩高小于50m外，其他25个桥墩高度均超过50m，桥墩最高为71m，由于桥墩很高，桥墩施工时线性控制比较困难，模板安拆施工困难，混凝土浇筑质量不易控制，空心墩封顶施工难度大，高空安全风险大。
3 施工重难点和关键技术
（1）高墩模板设计及主要施工工艺、方法。
（2）在复杂条件下，墩身线性控制。
（3）空心墩封顶施工。
（4）高墩施工风险控制。
二、编制依据
1《DK14+452.00谢家崴子太子河特大桥施工图》（图号：桥施A0628）
2《64m简支箱梁桥墩施工图》（图号：田桓桥通A—08）
3《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）
4《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设2010.241号）
5《新建田师府至桓仁铁路工程TH-1标段实施性施工组织设计》
6《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）
7《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）
8《铁路路桥涵程施工安全技術规程》（TB10303-2009）
9《桥梁施工工程师手册》（GB50496-2009）
10《建筑工程施工手册》第四版（中国建筑工业出版社）
11《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）
12国家关于建设的法律、法规和铁道部有关规章制度：《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国铁路法》、《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国环境保护法》、《建设工程质量管理条例》及铁道部关于铁路建设现行的有关规章、制度。
三、太子河特大桥高墩施工专项方案
3.1方案概况
桥墩墩身施工考虑总体方向按从小里程向大里程进行。墩身模板外模及内模采用组合钢模板，每节按2m考虑（小于2m的部分单独进行加工），施工时每个节段施工4m，模板按6m考虑，共配备3套墩身的模板。墩身高度小于30m部分的吊装作业采用吊车进行、混凝土灌注采用泵车进行，超出30m的部分吊装作业采用塔吊进行、混凝土灌注采用塔吊吊装或地泵进行，施工时配备3台30t汽吊车和3台90m高的塔吊，塔吊基础与挖井基础相连，挖井基础尺寸足够时，塔吊直接作用于挖井基础上，挖井基础尺寸不够时，塔吊基础在挖井基础外侧悬臂设置。塔吊主架与墩身每20m设置一道连接,保证塔吊稳定性。
墩身每次施工时，对模板的轴线及标高进行测量放样，出现差值，及时调整，调整时采用千斤顶上顶或采用在模板之间采用钢板垫起。
空心墩封顶时，考虑两种方案。方案一，空心桥墩顶部施工时利用在空心墩壁预埋支点，在支点上设置钢横梁，钢横梁上设传力杆件支撑封顶模板。方案二，空心桥墩顶部施工时利用0.5m宽、150mm厚的钢筋混凝土预制板密排横担在空心墩侧壁上，预制板作为封顶混凝土的底模，施工后不再拆除。
3.2 主要施工方法
3.2.1 钢筋连接作业工艺
依据墩身的设计资料，墩身钢筋主要采用双层钢筋，钢筋施工快慢直接影响墩身的施工速度。而影响钢筋施工速度关键钢筋接头的连接时间。传统的连接方式无非两种形式，一钢筋提前预弯，形成单面搭接焊工艺；二采用双面搭接焊。不管采用那一种均是采用现场连接，需要投入一定的人力、物力和花费大量的时间。现场焊接尤其是立焊工艺质量很难达到施工技术要求，同时为了避免长时间施工安全发生的机率。为此结合目前高墩施工，谢家崴子太子河特大桥拟采用钢筋剥肋滚压直螺纹连接技术。
（1）该技术和工法的特点
钢筋等强度剥肋滚压直螺纹连接技术是钢筋等强度直螺纹连接技术的一种新形式，此技术已在建筑工程中应用广泛。
①接头强度达到行业标准JGJ 107-2003中接头性能要求。②螺纹牙型好、精度高，连接质量稳定可靠。③应用范围广：适用于直径14～50mm的钢筋在任意方向连接。④施工速度快：螺纹加工提前制作，现场装配作业。⑤施工安全可靠。⑥节约能源。
（2）工艺原理
将钢筋待连接部分剥肋滚压成螺纹，利用连接套筒进行连接，使钢筋丝头与连接套筒连接为一体，从而实现了等强度连接的目的。钢筋加工和连接的工艺流程：
①钢筋端面平头：平头的目的是让钢筋端面与母材轴线方向垂直，宜采用砂轮切割机或其他专用切断设备，严禁气割。②剥肋滚压螺纹：使用钢筋剥肋滚压直螺纹机将待连接钢筋的端头加工成螺纹。③丝头质量检验：操作者对加工的丝头进行的质量检验。④带帽保护：用专用的钢筋丝头保护帽或连接套筒将钢筋丝头进行保护，防止螺纹被磕碰或被污物污染。⑤丝头质量抽检：对自检合格的丝头进行的抽样检验。⑥存放待用：按规格型号及类型进行分类码放。
钢筋连接工艺流程：
①钢筋就位：将丝头检验合格的钢筋搬运至待连接处。②接头拧紧：使用扳手或管钳等工具将连接接头拧紧。③作标记：对已经拧紧的接头作标记，与未拧紧的接头区分开。④施工检验：对施工完的接头进行的质量检验。⑤绑扎其它钢筋。
（3）机具设备
①钢筋剥肋滚压直螺纹机：钢筋剥肋滚压直螺纹机用于加工钢筋丝头，生产的JCBL-40型钢筋直螺纹剥肋滚丝机，该机构思新颖，性能优良，成型螺纹精度高，滚轮寿命长。该设备集钢筋剥肋及螺纹滚压于一身，一次装卡即可完成两道工序，它主要由台钳、剥肋机构、滚丝头、减速机、冷却系统、电器系统、机座等组成。②自控限位：对钢筋的夹持位置进行自控限位，型号划分与钢筋规格相同。③螺纹环规：用于检验钢筋丝头的专用量具。④力矩扳手及普通扳手：性能：100～350N．m。⑤辅助机具:砂轮切割机。用于钢筋端面平头。
（4） 劳动组织
①加工丝头每台设备3人，1人操作设备，2人搬运钢筋。②连接钢筋每组3人。
（5）安全
①参加丝头加工及连接施工的人员必须进行技术培训。此项培训主要厂家现场进行指导。②进行高处作业或带电作业的操作人员，应遵守国家颁布的《建筑安装工程安全技术规程》。
（5）墩身钢筋安装允许偏差
3.2.2 混凝土施工
谢家崴子太子河特大桥桥墩混凝土工程量比较大而且墩身比较高，为了便于混凝土质量控制，混凝土采用集中拌合，混凝土运输车运输到达现场，墩身高度小于30m时采用混凝土汽车泵灌注，墩身高度大于30m时采用塔吊吊装漏斗或地泵垂直运输入模。
A、混凝土的拌和：
在对所有进场的水泥、砂、碎石、外加剂、掺合料进行试验检测，符合设计及规范要求的原材料才能用于墩身混凝土的拌和。水泥、粉煤灰分别采用专用粒料罐进行储存，自动计量，每盘混凝土搅拌时间不少于2min。
B、混凝土的运输：
混凝土运输采用混凝土运输车进行。运输到现场后的混凝土必须进行坍落度、含气量的试验项目检测，各项指标符合要求方能由于墩身灌注，确保墩身灌注质量。混凝土生产和运输时间主要在混凝土浇注速度的基础上进行，避免混凝土在罐车时间过长，应协调好拌和站搅拌混凝土和现场浇注混凝土的速度关系。
C、混凝土的垂直运输
墩身砼浇采用塔吊和输送泵两套方案。采用塔吊运输时，根据塔吊型号，选用合适的料斗，尽可能发挥塔吊工作能力，加快浇筑速度，本工程采用2t/40m型塔吊，根据不同的浇筑部位，每次起吊混凝土方量为0.8~1m3。采用输送泵浇筑时，输送泵管附着于塔吊上，与翻模施工的平台支架完全分离。
D、混凝土灌筑
砼配合选取的原则是：坍落度不易过大，早期强度相对较高，在浇筑速度允许的前提下尽量缩短混凝土初凝及终凝时间，以加快墩身施工速度。根据现场情况，初凝时间控制在3―4小时，终凝时间控制在5―6小时为宜。混凝土坍落度控制在16-18cm左右，采用输送泵垂直运输时，以满足泵送条件为宜。本工程配合比主要由TH—1标中心试验室完成，施工单位依据现场混凝土工作性能，对混凝土各项指标进行控制。
砼坍落度要满足设计及施工要求，浇注过程中一定要注意布料均衡的问题，分层浇筑，每层浇注厚度控制在30cm，按顺（逆）时针的方向顺序浇注，因本工程每次浇筑混凝土高度为4m，因此分13层浇筑为宜。上层砼的灌注必须在下层砼初凝前进行，否则应采取措施加快浇筑进度。同时浇筑时注意日照对模板的影响，先从模板阴面（靠近山体）的一面开始浇注分层均匀交叉进行。浇注过程中保证第一层砼的坍落度不宜过大，防止由模板周围泌浆、泌水污染已经施工完毕的墩身。
混凝土的振捣采取定人、定岗、定责的方法，不漏振，不过振确保混凝土捣固密实。
E、混凝土顶面标高的控制
因墩身混凝土分节浇注，控制好每节混凝土顶面高度可以保证相邻两段墩身接缝良好，从而保证混凝土的外观质量。当混凝土浇注到顶层时，使混凝土面稍高于模板顶，以便凿毛时方便清洗处理；浇注完毕后派专人用木抹子将模板四周附近的混凝土抹平，保证混凝土面与模板顶面平齐，以保证上下两节段為一条平齐的接缝。
F、混凝土顶面凿毛
为了保证上下两节段混凝土的良好的结合，待混凝土强度达到2.5Mpa 后进行人工凿毛，凿毛标准为，首先必须将混凝土表面的浮浆凿掉，露出石子，凿深1cm～2 cm，凿完后用风枪先吹掉混凝土残渣，再用高压水冲洗干净，保证凿毛的混凝土面清洁。
3.2.3 空心墩底部实体段施工
谢家崴子太子河特大桥空心墩底部设计为实体段，实体段长度为5m.
底部实体段施工采用正常的翻模施工工艺支立模板整体浇注混凝土的施工方法。施工方法同大体积混凝土施工。
（1） 实体段大体积混凝土的降温措施
① 控制拌合温度
混凝土的拌合温度：或称之为出机温度，混凝土的拌合温度主要是原材料供给的，根据拌合前混凝土原材料的总热量与拌合后混凝土能量混相等的原则，即可求出混凝土拌合温度。根据能量守恒原理，控制拌合温度主要为控制混凝土各项原材料入机前的温度。
② 浇注时环境温度
混凝土施工时选在无日照或日照条件影响较小的条件下施工。依据浇注速度和混凝土拌合能力综合考虑，对浇注体进行合理分层和分节。
③ 入模温度的控制
混凝土的浇注温度：经过运输、平仓、振捣过程后温度称之为浇注温度。浇注温度与外界气温有关，当外界气温高于拌合温度时，浇注温度比拌合温度要高，反之亦然。从大体积混凝土温度组成来看，降低混凝土浇筑温度，亦降低了混凝土的最高温度，并减少浇注体的内外温差。因此控制入模温度也需要从控制拌合温度入手。另外从以下进行控制。
减低混凝土浇筑体模板及地基（或接触面）温度，可以采取洒水降温、覆盖、通风等措施。
减少混凝土运输时间和浇注时间避免在罐车运输过程中等、停的现象。运输混凝土前对罐体进行灌水降温。对长距离运输，运输罐体进行洒水降温和对罐体进行覆盖等手段。
同时大体积施工时，利用泵送，合理布料，加快浇注速度。
3.2.4 空心墩的封顶施工
墩身上部设置有1.5m高的实体段顶部为托盘、顶帽，为了保证施工质量和施工安全，重点解决空心墩顶部竖向承重问题。
1） 施工方案选定
目前建筑施工解决竖向承重的常规办法是搭设满堂脚手架的方式。但谢家崴子太子河特大桥的薄壁空心桥墩封顶施工中存在以下几个问题：①空心墩内部空间狭小；②要求搭设的满堂脚手架很高（最高达71m），技术上很难把握；③材料进出只能通过的空间很小（进人洞），施工很不方便；④施工周期长，塔机利用率不高，同时模板的周转率很低，施工很不经济；⑤施工必须要考虑封顶的厚度形成支撑梁满足下部施工承重需要。
基于上述原因，本次摒弃的传统办法解决空心桥墩墩顶实体段竖向承重问题。谢家崴子太子河特大桥通过比较分析，考虑两种方案，方案一，空心桥墩顶部施工时利用在空心墩壁预埋支点，在支点上设置钢横梁，钢横梁上设传力杆件支撑封顶模板。方案二，空心桥墩顶部施工时利用0.5m宽、15mm厚的钢筋混凝土预制板密排横担在空心墩侧壁上，预制板作为封顶混凝土的底模，施工后不再拆除。
2)具体施工方案
方案一：
依据墩身设计资料墩身钢筋混凝土厚度为50cm，本次依据考虑一次浇注1m进行支撑设计。
图1
具体施工方法
（1）预埋件制作
支点预埋件作为支撑系统的主要构件，制作要求较高。本方案设计中采用两根50cm长的20a普通工字钢。在外露端必须采用6mm厚钢板封住。为了保证支点表面平整，在外露端上表面采用钢板将焊缝垫平，同时端头加焊50角钢作为钢横梁的卡子，防止钢横梁横向移动见施工简图
（2）预埋件安装
混凝土施工到方案设计的高度前，在钢模板上设置相应的方孔，预埋件按设计埋入30cm，外露20cm，同时将埋入部分与两层空心墩身护面钢筋焊接牢固。本次计算的节点为16个。
（3）钢横梁安装
埋设有支点预埋件的墩身混凝土达到一定强度后，墩身内模和原来内架拆除后，施工平台搭设完毕后就可以进行在I20的支撑点上防止2[20支撑梁，然后在其上方设置I40工字钢主梁，设计的间距为60cm。
（4）支撑系统安装
钢横梁安装完毕后即可按设计的位置搭设传力杆件（传力杆件为了便于落模采用普通Φ48*3.0钢管脚手架，顶部设置调整高度的顶托），在传力杆件上搭设木横梁10*8，木横梁上密铺普通组合钢模板。
（5）支撑体系检算
支撑体系检算见附件《空心墩封顶施工检算资料二》。
方案二：
空心桥墩顶部施工时利用1m宽、180mm钢筋混凝土预制板密排横担在空心墩侧壁上，预制板作为封顶混凝土的底模，考虑到预制板承重及墩身混凝土在托盘位置浇筑高度要求，在预制板上灌注1m高空心墩封顶混凝土。
图2承力板平面、立面布置图
具体施工方法
（1）预制板制作
混凝土预制承力板在桥下集中预制，承力板深入墩身顶部上倒角混凝土35cm，承力板分Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型板，其中Ⅰ型宽1m、Ⅱ型宽1.2m、Ⅲ型板1.175m。承力板采用C35钢筋混凝土，直径16mm的螺纹钢筋、间距10cm，同时在设φ10@300mm的箍筋，每排设置5根。
（2）预制板安装
墩身空心墩混凝土施工至上八字位置后，利用塔吊将预制板密排横担在空心墩侧壁上。预制板之间用密封条粘好，防止浇筑混凝土时泌水、漏浆。
（3）封顶混凝土施工
预制板安装完成后，将其位置按照要求安装后，墩顶1m高封顶混凝土一次性灌注。
（4）预制板支撑体系检算
支撑体系检算见附件《空心墩封顶施工检算资料一》。
3.2.5 墩身养护
由于本桥墩身比较高，采用洒水养护操作不方便，故对于较矮的实心墩采用包裹塑料模洒水养生，其余墩身采用混凝土养护液，墩顶及施工时的接茬面覆盖土工布浇水养生，并保持其湿润状态。
3.3测量方案
谢家崴子太子河特大桥测址区域内，地形起伏较大，且墩身高度较高。必须严格控制测量放线的精度。本工程设专职测量工程师1人，主管谢家崴子太子河特大桥的测量工作；设测量技术员2人，负责谢家崴子太子河特大桥的测量工作；并根据工程进展情况增加测量技工，以满足施工测量工作需要。
3.3.1平面控制测量
工程开工前，指挥部专职测量工程师组织测量人员， CPⅠ（Ⅱ）进行复核，并按照要求进行平差，达到使用精度条件后，在此基础上进行加密是施工放样控制点，采用GPS进行控制测量，同时利用全站仪进行校核，确保加密点精确无误。并把测量复测结果上报监理单位审核，经复测确认无误后作为施工测量控制点，然后依据以上控制点，使用全站仪对全桥布设了精密闭合导线控制全桥。
3.3.2 高程控制测量
高程控制测量在利用设计提供高程控制点的基础上采用精密水准仪进行，往返测量，电子平差。满足测量精度条件下，设置和加密控制点，作为控制高程施工使用。
3.3.3 施工放样
由于墩身比较高，项目部测量队每次支立模板前对墩身位置进行精确放线为支立模板提供依据，模板加固后测量队对模板平面位置进行复核，准确无误后方可浇注混凝土，本循环混凝土浇注完成后再次对墩身平面位置进行复核，以调整下一循环模板的支立位置，如此循环进行墩身施工。为了防止测设过程中出现意外，每次墩身测量工作均要求两人进行换手复测。以14#墩为例：墩高63.5m（至垫石顶），承台施工完毕后，测量班用全站仪放出桥墩圆端及两个半圆与直线段的切点共计六个控制点，墨线弹出模板内边缘线，支立模板，利用倾斜度仪检测模板倾斜度，随时调整直至符合要求。模板翻升后及时跟进测量，以保证墩身位置准确、线性顺直。
墩身测量放线示意图见下图：
图3墩身测量示意图
3.3.4墩身线性控制
高墩线形控制是高墩施工的重中之重，线形的好坏之间影响高墩的受力和线路的平顺性，所以必须严格控制。空心墩的线形控制主要通过施工测量来进行的。空心墩施工测量控制内容包括：空心墩中心定位测量、空心墩高程测量、空心墩垂直度测量。
空心墩中心定位测量采用三维坐标控制法。每个墩台施工前，先由项目测量班用全站仪进行中心定位，设置好横、纵向标记桩，给施工队交底。复核时用徕卡1秒TS15精密全站仪进行测量。
（1）空心墩高程测量
采用精密全站仪。每翻模一次检验一次高程，其高程误差应符合规范要求，特别是墩顶最后一次必须控制好，否则将影响到墩帽的施工。
（2）空心墩的垂直度测量
垂直度测量采用全站仪进行和铅直仪来控制。测量时，用全站仪对空心墩的6个观测点进行定位，以此来支立空心墩的模板。
桥墩施工至顶部后，采用全站仪将标高引至墩顶，用于垫石、支座及桥梁上部施工。
桥梁施工测量选择早晚温度低、风力小、日照弱的时段进行，每次测量选择环境温度在仪器工作温度范围内的时间进行测量。
3.4混凝土外观质量控制
墩身外观质量主要是模板、砼浇注和施工工艺对结构物外表导致的随机出现的一些缺陷。
3.4.1墩身表面质量通病的防治
主要有蜂窝、麻面、气泡、泛砂、砼色泽不一致等现象，保证措施如下：
①砼配合比设计时在满足施工条件下，应尽量降低含砂率和水灰比。
②砼应强制拌和，罐车运输，连续浇注，杜绝坍落度不稳定，送料不衔接和每车砼级配不均匀、投料造成离淅的现象出现。
③经试验掌握振捣的尺寸，既不能过振形成表面泛砂、砼流泪的现象，也不能因欠振导致蜂窝、麻面。
④必须分层浇注，层厚能满足振实要求，在前层未凝固前进行下层的浇注，夏天由于高温，砼内应掺入适量木钙粉，推迟砼的凝结时间。
⑤尽量避免在高温时段浇注砼。如不可避免，应对钢模板采取降温措施。浇注过程洒落在钢模板上被烫干形成的“死灰”应随时清理干净。
3.4.2 模板接缝、分层和分节施工缝的消除
由于翻模施工为分节段浇筑混凝土，在浇筑下一节段时，上一节段浇筑的墩身混凝土已硬化并发生收缩，与模板间产生一定的缝隙，不仅造成节段的错台较大，而且，最主要的是，浇筑混凝土時，水泥浆下漏，影响墩身外观。
①模板接缝：要求使用整块钢模板，以减少接缝。模板应试拼并监理验收。用时缝内应贴双面胶带，杜绝漏浆导致的表面缺陷。
②避免混凝土分层现象：这种现象大都是由于砼坍落度大，经振水泥内黑色成份上浮至表面，导致两层间有深色条带痕迹。也有前层初凝后浇注后层形成的施工缝痕迹。解决办法是降低坍落度，第一次未初凝前必须浇注第二层。若下层经振有离淅现象时，应清除表面积水。
③环向施工缝处理：要求两节模板横向接缝严密，不能有漏浆现象，每次拼接时，粘贴双面胶带。每层砼浇注和模板顶面平齐，做到施工缝和模板缝重合。加大模板和支撑的刚度，做到节段接缝处模板不外胀，模板翻升后，现将固定节模板拉杆和法兰再次紧固，减少混凝土与模板间的缝隙。其二，在缝隙产生后，用原子灰将水泥浆制成细条状封堵缝隙，同时，在浇筑最初几盘混凝土时，适当减小坍落度；其三，为事后处理措施，即在翻模后，清除掉粘附在墩身上的水泥残浆，并用水清洗。
3.4.3墩身防扭曲控制
在检查结构尺寸时，量取内外模板的对角线尺寸留底，在浇筑砼过程中或抽查复核时，一旦发现有异常现象，立刻根据留底对角线数据依靠墩身内部脚手架和底节模板桁架调校模板，同时采用全站仪放样圆端形空心墩的六大控制点复核，即墩截面的左右圆端和直圆四大相切点，控制结构尺寸允许误差，达到防止墩身扭曲的目的。
参考文献
[1]《DK14+452.00谢家崴子太子河特大桥施工图》（图号：桥施A0628）
[2]《64m简支箱梁桥墩施工图》（图号：田桓桥通A—08）
[3]《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）
[4]《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设2010.241号）
[5]《新建田师府至桓仁铁路工程TH-1标段实施性施工组织设计》
[6]《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）
[7]《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）
[8]《铁路路桥涵程施工安全技术规程》（TB10303-2009）
[9]《桥梁施工工程师手册》（GB50496-2009）
[10]《建筑工程施工手册》第四版（中国建筑工业出版社）
[11]《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）
关键词：太子河特大桥；高墩施工；专项方案
中图分类号：TU7文献标识码： A
一、工程概况
1分项分部工程概况
谢家崴子太子河特大桥位于辽宁省本溪县谢家崴子村境内，主要为跨越太子河、耕地和道路而设。中心里程为DK14+452，孔跨布置：1孔32m简支T梁+27孔64m简支箱梁+1孔32m简支T梁，桥全长1873.74m。本桥的两座桥台设计为T型桥台，28#墩高墩设计采用圆端形实心墩、其余1#-27#墩身设计均采用圆端型空心墩，墩高26m~71m，平均48.5m，26#墩最高71m。谢家崴子太子河特大桥是重点工程、控制性工程。本专项施工方案主要针对于圆端形双向收坡空心墩施工。
2工程特点
本桥除桥台和28#墩外，其他27个桥墩均为空心墩，且空心墩中除2个墩高小于50m外，其他25个桥墩高度均超过50m，桥墩最高为71m，由于桥墩很高，桥墩施工时线性控制比较困难，模板安拆施工困难，混凝土浇筑质量不易控制，空心墩封顶施工难度大，高空安全风险大。
3 施工重难点和关键技术
（1）高墩模板设计及主要施工工艺、方法。
（2）在复杂条件下，墩身线性控制。
（3）空心墩封顶施工。
（4）高墩施工风险控制。
二、编制依据
1《DK14+452.00谢家崴子太子河特大桥施工图》（图号：桥施A0628）
2《64m简支箱梁桥墩施工图》（图号：田桓桥通A—08）
3《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）
4《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设2010.241号）
5《新建田师府至桓仁铁路工程TH-1标段实施性施工组织设计》
6《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）
7《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）
8《铁路路桥涵程施工安全技術规程》（TB10303-2009）
9《桥梁施工工程师手册》（GB50496-2009）
10《建筑工程施工手册》第四版（中国建筑工业出版社）
11《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）
12国家关于建设的法律、法规和铁道部有关规章制度：《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国铁路法》、《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国环境保护法》、《建设工程质量管理条例》及铁道部关于铁路建设现行的有关规章、制度。
三、太子河特大桥高墩施工专项方案
3.1方案概况
桥墩墩身施工考虑总体方向按从小里程向大里程进行。墩身模板外模及内模采用组合钢模板，每节按2m考虑（小于2m的部分单独进行加工），施工时每个节段施工4m，模板按6m考虑，共配备3套墩身的模板。墩身高度小于30m部分的吊装作业采用吊车进行、混凝土灌注采用泵车进行，超出30m的部分吊装作业采用塔吊进行、混凝土灌注采用塔吊吊装或地泵进行，施工时配备3台30t汽吊车和3台90m高的塔吊，塔吊基础与挖井基础相连，挖井基础尺寸足够时，塔吊直接作用于挖井基础上，挖井基础尺寸不够时，塔吊基础在挖井基础外侧悬臂设置。塔吊主架与墩身每20m设置一道连接,保证塔吊稳定性。
墩身每次施工时，对模板的轴线及标高进行测量放样，出现差值，及时调整，调整时采用千斤顶上顶或采用在模板之间采用钢板垫起。
空心墩封顶时，考虑两种方案。方案一，空心桥墩顶部施工时利用在空心墩壁预埋支点，在支点上设置钢横梁，钢横梁上设传力杆件支撑封顶模板。方案二，空心桥墩顶部施工时利用0.5m宽、150mm厚的钢筋混凝土预制板密排横担在空心墩侧壁上，预制板作为封顶混凝土的底模，施工后不再拆除。
3.2 主要施工方法
3.2.1 钢筋连接作业工艺
依据墩身的设计资料，墩身钢筋主要采用双层钢筋，钢筋施工快慢直接影响墩身的施工速度。而影响钢筋施工速度关键钢筋接头的连接时间。传统的连接方式无非两种形式，一钢筋提前预弯，形成单面搭接焊工艺；二采用双面搭接焊。不管采用那一种均是采用现场连接，需要投入一定的人力、物力和花费大量的时间。现场焊接尤其是立焊工艺质量很难达到施工技术要求，同时为了避免长时间施工安全发生的机率。为此结合目前高墩施工，谢家崴子太子河特大桥拟采用钢筋剥肋滚压直螺纹连接技术。
（1）该技术和工法的特点
钢筋等强度剥肋滚压直螺纹连接技术是钢筋等强度直螺纹连接技术的一种新形式，此技术已在建筑工程中应用广泛。
①接头强度达到行业标准JGJ 107-2003中接头性能要求。②螺纹牙型好、精度高，连接质量稳定可靠。③应用范围广：适用于直径14～50mm的钢筋在任意方向连接。④施工速度快：螺纹加工提前制作，现场装配作业。⑤施工安全可靠。⑥节约能源。
（2）工艺原理
将钢筋待连接部分剥肋滚压成螺纹，利用连接套筒进行连接，使钢筋丝头与连接套筒连接为一体，从而实现了等强度连接的目的。钢筋加工和连接的工艺流程：
①钢筋端面平头：平头的目的是让钢筋端面与母材轴线方向垂直，宜采用砂轮切割机或其他专用切断设备，严禁气割。②剥肋滚压螺纹：使用钢筋剥肋滚压直螺纹机将待连接钢筋的端头加工成螺纹。③丝头质量检验：操作者对加工的丝头进行的质量检验。④带帽保护：用专用的钢筋丝头保护帽或连接套筒将钢筋丝头进行保护，防止螺纹被磕碰或被污物污染。⑤丝头质量抽检：对自检合格的丝头进行的抽样检验。⑥存放待用：按规格型号及类型进行分类码放。
钢筋连接工艺流程：
①钢筋就位：将丝头检验合格的钢筋搬运至待连接处。②接头拧紧：使用扳手或管钳等工具将连接接头拧紧。③作标记：对已经拧紧的接头作标记，与未拧紧的接头区分开。④施工检验：对施工完的接头进行的质量检验。⑤绑扎其它钢筋。
（3）机具设备
①钢筋剥肋滚压直螺纹机：钢筋剥肋滚压直螺纹机用于加工钢筋丝头，生产的JCBL-40型钢筋直螺纹剥肋滚丝机，该机构思新颖，性能优良，成型螺纹精度高，滚轮寿命长。该设备集钢筋剥肋及螺纹滚压于一身，一次装卡即可完成两道工序，它主要由台钳、剥肋机构、滚丝头、减速机、冷却系统、电器系统、机座等组成。②自控限位：对钢筋的夹持位置进行自控限位，型号划分与钢筋规格相同。③螺纹环规：用于检验钢筋丝头的专用量具。④力矩扳手及普通扳手：性能：100～350N．m。⑤辅助机具:砂轮切割机。用于钢筋端面平头。
（4） 劳动组织
①加工丝头每台设备3人，1人操作设备，2人搬运钢筋。②连接钢筋每组3人。
（5）安全
①参加丝头加工及连接施工的人员必须进行技术培训。此项培训主要厂家现场进行指导。②进行高处作业或带电作业的操作人员，应遵守国家颁布的《建筑安装工程安全技术规程》。
（5）墩身钢筋安装允许偏差
3.2.2 混凝土施工
谢家崴子太子河特大桥桥墩混凝土工程量比较大而且墩身比较高，为了便于混凝土质量控制，混凝土采用集中拌合，混凝土运输车运输到达现场，墩身高度小于30m时采用混凝土汽车泵灌注，墩身高度大于30m时采用塔吊吊装漏斗或地泵垂直运输入模。
A、混凝土的拌和：
在对所有进场的水泥、砂、碎石、外加剂、掺合料进行试验检测，符合设计及规范要求的原材料才能用于墩身混凝土的拌和。水泥、粉煤灰分别采用专用粒料罐进行储存，自动计量，每盘混凝土搅拌时间不少于2min。
B、混凝土的运输：
混凝土运输采用混凝土运输车进行。运输到现场后的混凝土必须进行坍落度、含气量的试验项目检测，各项指标符合要求方能由于墩身灌注，确保墩身灌注质量。混凝土生产和运输时间主要在混凝土浇注速度的基础上进行，避免混凝土在罐车时间过长，应协调好拌和站搅拌混凝土和现场浇注混凝土的速度关系。
C、混凝土的垂直运输
墩身砼浇采用塔吊和输送泵两套方案。采用塔吊运输时，根据塔吊型号，选用合适的料斗，尽可能发挥塔吊工作能力，加快浇筑速度，本工程采用2t/40m型塔吊，根据不同的浇筑部位，每次起吊混凝土方量为0.8~1m3。采用输送泵浇筑时，输送泵管附着于塔吊上，与翻模施工的平台支架完全分离。
D、混凝土灌筑
砼配合选取的原则是：坍落度不易过大，早期强度相对较高，在浇筑速度允许的前提下尽量缩短混凝土初凝及终凝时间，以加快墩身施工速度。根据现场情况，初凝时间控制在3―4小时，终凝时间控制在5―6小时为宜。混凝土坍落度控制在16-18cm左右，采用输送泵垂直运输时，以满足泵送条件为宜。本工程配合比主要由TH—1标中心试验室完成，施工单位依据现场混凝土工作性能，对混凝土各项指标进行控制。
砼坍落度要满足设计及施工要求，浇注过程中一定要注意布料均衡的问题，分层浇筑，每层浇注厚度控制在30cm，按顺（逆）时针的方向顺序浇注，因本工程每次浇筑混凝土高度为4m，因此分13层浇筑为宜。上层砼的灌注必须在下层砼初凝前进行，否则应采取措施加快浇筑进度。同时浇筑时注意日照对模板的影响，先从模板阴面（靠近山体）的一面开始浇注分层均匀交叉进行。浇注过程中保证第一层砼的坍落度不宜过大，防止由模板周围泌浆、泌水污染已经施工完毕的墩身。
混凝土的振捣采取定人、定岗、定责的方法，不漏振，不过振确保混凝土捣固密实。
E、混凝土顶面标高的控制
因墩身混凝土分节浇注，控制好每节混凝土顶面高度可以保证相邻两段墩身接缝良好，从而保证混凝土的外观质量。当混凝土浇注到顶层时，使混凝土面稍高于模板顶，以便凿毛时方便清洗处理；浇注完毕后派专人用木抹子将模板四周附近的混凝土抹平，保证混凝土面与模板顶面平齐，以保证上下两节段為一条平齐的接缝。
F、混凝土顶面凿毛
为了保证上下两节段混凝土的良好的结合，待混凝土强度达到2.5Mpa 后进行人工凿毛，凿毛标准为，首先必须将混凝土表面的浮浆凿掉，露出石子，凿深1cm～2 cm，凿完后用风枪先吹掉混凝土残渣，再用高压水冲洗干净，保证凿毛的混凝土面清洁。
3.2.3 空心墩底部实体段施工
谢家崴子太子河特大桥空心墩底部设计为实体段，实体段长度为5m.
底部实体段施工采用正常的翻模施工工艺支立模板整体浇注混凝土的施工方法。施工方法同大体积混凝土施工。
（1） 实体段大体积混凝土的降温措施
① 控制拌合温度
混凝土的拌合温度：或称之为出机温度，混凝土的拌合温度主要是原材料供给的，根据拌合前混凝土原材料的总热量与拌合后混凝土能量混相等的原则，即可求出混凝土拌合温度。根据能量守恒原理，控制拌合温度主要为控制混凝土各项原材料入机前的温度。
② 浇注时环境温度
混凝土施工时选在无日照或日照条件影响较小的条件下施工。依据浇注速度和混凝土拌合能力综合考虑，对浇注体进行合理分层和分节。
③ 入模温度的控制
混凝土的浇注温度：经过运输、平仓、振捣过程后温度称之为浇注温度。浇注温度与外界气温有关，当外界气温高于拌合温度时，浇注温度比拌合温度要高，反之亦然。从大体积混凝土温度组成来看，降低混凝土浇筑温度，亦降低了混凝土的最高温度，并减少浇注体的内外温差。因此控制入模温度也需要从控制拌合温度入手。另外从以下进行控制。
减低混凝土浇筑体模板及地基（或接触面）温度，可以采取洒水降温、覆盖、通风等措施。
减少混凝土运输时间和浇注时间避免在罐车运输过程中等、停的现象。运输混凝土前对罐体进行灌水降温。对长距离运输，运输罐体进行洒水降温和对罐体进行覆盖等手段。
同时大体积施工时，利用泵送，合理布料，加快浇注速度。
3.2.4 空心墩的封顶施工
墩身上部设置有1.5m高的实体段顶部为托盘、顶帽，为了保证施工质量和施工安全，重点解决空心墩顶部竖向承重问题。
1） 施工方案选定
目前建筑施工解决竖向承重的常规办法是搭设满堂脚手架的方式。但谢家崴子太子河特大桥的薄壁空心桥墩封顶施工中存在以下几个问题：①空心墩内部空间狭小；②要求搭设的满堂脚手架很高（最高达71m），技术上很难把握；③材料进出只能通过的空间很小（进人洞），施工很不方便；④施工周期长，塔机利用率不高，同时模板的周转率很低，施工很不经济；⑤施工必须要考虑封顶的厚度形成支撑梁满足下部施工承重需要。
基于上述原因，本次摒弃的传统办法解决空心桥墩墩顶实体段竖向承重问题。谢家崴子太子河特大桥通过比较分析，考虑两种方案，方案一，空心桥墩顶部施工时利用在空心墩壁预埋支点，在支点上设置钢横梁，钢横梁上设传力杆件支撑封顶模板。方案二，空心桥墩顶部施工时利用0.5m宽、15mm厚的钢筋混凝土预制板密排横担在空心墩侧壁上，预制板作为封顶混凝土的底模，施工后不再拆除。
2)具体施工方案
方案一：
依据墩身设计资料墩身钢筋混凝土厚度为50cm，本次依据考虑一次浇注1m进行支撑设计。
图1
具体施工方法
（1）预埋件制作
支点预埋件作为支撑系统的主要构件，制作要求较高。本方案设计中采用两根50cm长的20a普通工字钢。在外露端必须采用6mm厚钢板封住。为了保证支点表面平整，在外露端上表面采用钢板将焊缝垫平，同时端头加焊50角钢作为钢横梁的卡子，防止钢横梁横向移动见施工简图
（2）预埋件安装
混凝土施工到方案设计的高度前，在钢模板上设置相应的方孔，预埋件按设计埋入30cm，外露20cm，同时将埋入部分与两层空心墩身护面钢筋焊接牢固。本次计算的节点为16个。
（3）钢横梁安装
埋设有支点预埋件的墩身混凝土达到一定强度后，墩身内模和原来内架拆除后，施工平台搭设完毕后就可以进行在I20的支撑点上防止2[20支撑梁，然后在其上方设置I40工字钢主梁，设计的间距为60cm。
（4）支撑系统安装
钢横梁安装完毕后即可按设计的位置搭设传力杆件（传力杆件为了便于落模采用普通Φ48*3.0钢管脚手架，顶部设置调整高度的顶托），在传力杆件上搭设木横梁10*8，木横梁上密铺普通组合钢模板。
（5）支撑体系检算
支撑体系检算见附件《空心墩封顶施工检算资料二》。
方案二：
空心桥墩顶部施工时利用1m宽、180mm钢筋混凝土预制板密排横担在空心墩侧壁上，预制板作为封顶混凝土的底模，考虑到预制板承重及墩身混凝土在托盘位置浇筑高度要求，在预制板上灌注1m高空心墩封顶混凝土。
图2承力板平面、立面布置图
具体施工方法
（1）预制板制作
混凝土预制承力板在桥下集中预制，承力板深入墩身顶部上倒角混凝土35cm，承力板分Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型板，其中Ⅰ型宽1m、Ⅱ型宽1.2m、Ⅲ型板1.175m。承力板采用C35钢筋混凝土，直径16mm的螺纹钢筋、间距10cm，同时在设φ10@300mm的箍筋，每排设置5根。
（2）预制板安装
墩身空心墩混凝土施工至上八字位置后，利用塔吊将预制板密排横担在空心墩侧壁上。预制板之间用密封条粘好，防止浇筑混凝土时泌水、漏浆。
（3）封顶混凝土施工
预制板安装完成后，将其位置按照要求安装后，墩顶1m高封顶混凝土一次性灌注。
（4）预制板支撑体系检算
支撑体系检算见附件《空心墩封顶施工检算资料一》。
3.2.5 墩身养护
由于本桥墩身比较高，采用洒水养护操作不方便，故对于较矮的实心墩采用包裹塑料模洒水养生，其余墩身采用混凝土养护液，墩顶及施工时的接茬面覆盖土工布浇水养生，并保持其湿润状态。
3.3测量方案
谢家崴子太子河特大桥测址区域内，地形起伏较大，且墩身高度较高。必须严格控制测量放线的精度。本工程设专职测量工程师1人，主管谢家崴子太子河特大桥的测量工作；设测量技术员2人，负责谢家崴子太子河特大桥的测量工作；并根据工程进展情况增加测量技工，以满足施工测量工作需要。
3.3.1平面控制测量
工程开工前，指挥部专职测量工程师组织测量人员， CPⅠ（Ⅱ）进行复核，并按照要求进行平差，达到使用精度条件后，在此基础上进行加密是施工放样控制点，采用GPS进行控制测量，同时利用全站仪进行校核，确保加密点精确无误。并把测量复测结果上报监理单位审核，经复测确认无误后作为施工测量控制点，然后依据以上控制点，使用全站仪对全桥布设了精密闭合导线控制全桥。
3.3.2 高程控制测量
高程控制测量在利用设计提供高程控制点的基础上采用精密水准仪进行，往返测量，电子平差。满足测量精度条件下，设置和加密控制点，作为控制高程施工使用。
3.3.3 施工放样
由于墩身比较高，项目部测量队每次支立模板前对墩身位置进行精确放线为支立模板提供依据，模板加固后测量队对模板平面位置进行复核，准确无误后方可浇注混凝土，本循环混凝土浇注完成后再次对墩身平面位置进行复核，以调整下一循环模板的支立位置，如此循环进行墩身施工。为了防止测设过程中出现意外，每次墩身测量工作均要求两人进行换手复测。以14#墩为例：墩高63.5m（至垫石顶），承台施工完毕后，测量班用全站仪放出桥墩圆端及两个半圆与直线段的切点共计六个控制点，墨线弹出模板内边缘线，支立模板，利用倾斜度仪检测模板倾斜度，随时调整直至符合要求。模板翻升后及时跟进测量，以保证墩身位置准确、线性顺直。
墩身测量放线示意图见下图：
图3墩身测量示意图
3.3.4墩身线性控制
高墩线形控制是高墩施工的重中之重，线形的好坏之间影响高墩的受力和线路的平顺性，所以必须严格控制。空心墩的线形控制主要通过施工测量来进行的。空心墩施工测量控制内容包括：空心墩中心定位测量、空心墩高程测量、空心墩垂直度测量。
空心墩中心定位测量采用三维坐标控制法。每个墩台施工前，先由项目测量班用全站仪进行中心定位，设置好横、纵向标记桩，给施工队交底。复核时用徕卡1秒TS15精密全站仪进行测量。
（1）空心墩高程测量
采用精密全站仪。每翻模一次检验一次高程，其高程误差应符合规范要求，特别是墩顶最后一次必须控制好，否则将影响到墩帽的施工。
（2）空心墩的垂直度测量
垂直度测量采用全站仪进行和铅直仪来控制。测量时，用全站仪对空心墩的6个观测点进行定位，以此来支立空心墩的模板。
桥墩施工至顶部后，采用全站仪将标高引至墩顶，用于垫石、支座及桥梁上部施工。
桥梁施工测量选择早晚温度低、风力小、日照弱的时段进行，每次测量选择环境温度在仪器工作温度范围内的时间进行测量。
3.4混凝土外观质量控制
墩身外观质量主要是模板、砼浇注和施工工艺对结构物外表导致的随机出现的一些缺陷。
3.4.1墩身表面质量通病的防治
主要有蜂窝、麻面、气泡、泛砂、砼色泽不一致等现象，保证措施如下：
①砼配合比设计时在满足施工条件下，应尽量降低含砂率和水灰比。
②砼应强制拌和，罐车运输，连续浇注，杜绝坍落度不稳定，送料不衔接和每车砼级配不均匀、投料造成离淅的现象出现。
③经试验掌握振捣的尺寸，既不能过振形成表面泛砂、砼流泪的现象，也不能因欠振导致蜂窝、麻面。
④必须分层浇注，层厚能满足振实要求，在前层未凝固前进行下层的浇注，夏天由于高温，砼内应掺入适量木钙粉，推迟砼的凝结时间。
⑤尽量避免在高温时段浇注砼。如不可避免，应对钢模板采取降温措施。浇注过程洒落在钢模板上被烫干形成的“死灰”应随时清理干净。
3.4.2 模板接缝、分层和分节施工缝的消除
由于翻模施工为分节段浇筑混凝土，在浇筑下一节段时，上一节段浇筑的墩身混凝土已硬化并发生收缩，与模板间产生一定的缝隙，不仅造成节段的错台较大，而且，最主要的是，浇筑混凝土時，水泥浆下漏，影响墩身外观。
①模板接缝：要求使用整块钢模板，以减少接缝。模板应试拼并监理验收。用时缝内应贴双面胶带，杜绝漏浆导致的表面缺陷。
②避免混凝土分层现象：这种现象大都是由于砼坍落度大，经振水泥内黑色成份上浮至表面，导致两层间有深色条带痕迹。也有前层初凝后浇注后层形成的施工缝痕迹。解决办法是降低坍落度，第一次未初凝前必须浇注第二层。若下层经振有离淅现象时，应清除表面积水。
③环向施工缝处理：要求两节模板横向接缝严密，不能有漏浆现象，每次拼接时，粘贴双面胶带。每层砼浇注和模板顶面平齐，做到施工缝和模板缝重合。加大模板和支撑的刚度，做到节段接缝处模板不外胀，模板翻升后，现将固定节模板拉杆和法兰再次紧固，减少混凝土与模板间的缝隙。其二，在缝隙产生后，用原子灰将水泥浆制成细条状封堵缝隙，同时，在浇筑最初几盘混凝土时，适当减小坍落度；其三，为事后处理措施，即在翻模后，清除掉粘附在墩身上的水泥残浆，并用水清洗。
3.4.3墩身防扭曲控制
在检查结构尺寸时，量取内外模板的对角线尺寸留底，在浇筑砼过程中或抽查复核时，一旦发现有异常现象，立刻根据留底对角线数据依靠墩身内部脚手架和底节模板桁架调校模板，同时采用全站仪放样圆端形空心墩的六大控制点复核，即墩截面的左右圆端和直圆四大相切点，控制结构尺寸允许误差，达到防止墩身扭曲的目的。
参考文献
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[4]《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设2010.241号）
[5]《新建田师府至桓仁铁路工程TH-1标段实施性施工组织设计》
[6]《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）
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[9]《桥梁施工工程师手册》（GB50496-2009）
[10]《建筑工程施工手册》第四版（中国建筑工业出版社）
[11]《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）