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摘要：本文结合工程实际，对公路桥梁空心薄壁墩施工技术作一些探讨。
关键词：公路桥梁，空心薄壁墩 ， 施工技术
Abstract: based on the engineering practice of highway bridge hollow thin wall pilla construction techniques discussed.
Key words: the highway bridge, hollow thin wall pilla, construction technology
中图分类号：U448.14文献标识码：A文章编号：
一、工程概況
某大桥设计为汽车-超20级，挂车-120，四车道桥面，净宽2×净10.0米，总宽22.5米。上部结构为双幅55+55（T构）+8×30（T梁）米预应力混凝土梁桥；下部构造为钢筋混凝土双柱式桥墩，钻孔灌注桩。该桥施工中，采用了空心薄壁墩，为保证墩柱的外观以及方便施工，采用翻模技术施工。外模可采用大块钢模加工制成，内模采用组合钢模自制成型，每节段高3米，配以内拉杆加固，保证墩柱的几何尺寸。
二、施工技术要点
1、滑动模板构造
滑动模板一般主要由工作平台、内外模板、混凝土平台、工作吊篮和提升设备等组成。如下图1所示。
图1滑动模板构造示意图
（1）工作平台：由外钢环、辐射梁、内钢环、栏杆、步板组成，除提供施工操作的场地外，还用它把滑模的其它部分与顶杆相互连接起来，使整个滑模结构支承在顶杆上。工作平台是整个滑模结构的骨架，因此，应具有足够的刚度和强度。
（2）内外模板：采用薄钢板制作，用于上下壁厚相同的直坡空心桥墩的滑模。内外模板均通过立柱、固定在工作平台的辐射梁上。用于上下壁厚相同的斜坡空心墩的收坡滑模，内外模板仍固定在立柱上，但立柱架（或顶梁）不是固定在辐射梁上，而是通过滚轴悬挂在辐射梁上，并可利用收坡丝杆沿辐射方向移动立柱架及内外模板位置。用于斜坡式不等壁厚空心墩的收坡滑模，则内外立柱固定在辐身梁上，而在模板与立柱间安装收坡丝杆，以便分别移动内外模板的位置。
（3）混凝土平台：由辐射梁、步板、栏杆等组成，利用立柱支承在工作平台的辐射梁上，供堆放及灌注混凝土的施工操作用。
（4）工作吊篮系统：悬挂在工作平台的辐射梁和内外模板的立柱上，它随着滑模的提升而向上移动，供施工人员对刚脱模的混凝土进行表面修饰和养生等施工操作之用。
（5）提升设备：由千斤顶、顶杆、顶杆导管等组成，通过顶升工作平台的辐射梁使整个滑模提升。
2、滑动模板提升工艺
滑动模板提升设备主要有提升千斤顶、支承顶杆及液压控制装置等几部分。其提升过程为：
（1）螺旋千斤顶提升步骤：
①转动手轮使螺杆旋转，使千斤顶顶座及顶架上模梁带动整个滑模徐徐上升。此时，上卡头、卡瓦、卡板卡住顶杆，而下卡头、卡瓦、卡板则沿顶杆向上滑行，当滑至与上下卡瓦接触或螺杆不能再旋转时，即完成一个行程的提升。
②向相反方向转动手轮，此时，下卡头、卡瓦、卡板卡住顶杆，整个滑模处于静止状态。仅上卡头、卡瓦、卡板边同螺杆、手轮沿顶杆向上滑行，至上卡头与顶架上横梁接触或螺杆不能再旋转时为止，即完成整个一个循环。
（2）液压千斤顶提升步骤：
①进油提升：利用油泵将油压入缸盖与活塞间，在油压作用时，上卡头立即卡紧顶杆，使活塞固定与顶杆上。随着缸盖与活塞间进油量的增加，使缸盖连同缸筒、底座及整个滑模结构一起上升，直至上、下卡头顶紧时，提升暂停。此时，缸筒内排油弹簧完全处于压缩状态。
②排油归位：开通回油管，解除油压，利用排油弹簧推动下卡头使其与顶杆卡紧，同时推动上下卡头将排出缸筒，在千斤顶及整个滑模位置不变的情况下，使活塞回到进油前位置。至此，完成一个提升循环。为了使各液压千斤顶能协同一致地工作，应将油泵与各千斤顶用高压油管连接，由操纵台统一集中控制。
提升时，滑模与平台上临时荷载全由支承顶杆承受。顶杆多用A3与A5圆钢制作，直径25mm，A5圆钢的承载能力约为12.5kN（A3刚为10kN）。顶杆一端埋置于墩、台结构的混凝土中，一端穿过千斤顶芯孔，每节长2.0～4.0m，用工具式或焊接连接。为了节省钢材，使支承顶杆能重复使用，可在顶杆外安上套管，套管随同滑模整个结构一起上升，待施工完毕后，可拔出支承顶杆。
3、滑模的设计
滑动模板整体结构是混凝土成型的装置，也是施工操作的主要场地，必须具有足够的整体刚度、稳定性和合理的安全度。为了保证施工质量与安全，滑动模板各组成部件，必须按强度和刚度要求进行设计与验算。
（1）荷载取值。作用在滑动模板整个结构上的荷载有静荷载与活荷载。工作平台、内外模板、混凝土平台、工作吊篮、提升设备、液压管线等自重都属于静荷载；操作人员、施工机具、平台上堆放的材料及半成品等的重力，以及滑升时混凝土与模板间的摩阻力等属于垂直活荷载；向模板内倾倒混凝土时所产生的冲击力，新浇筑混凝土对模板的侧压力，以及风荷载等属于水平活荷载。具体可按有关规范与设计要求分别取值。
（2）确定支承杆、千斤顶、顶升架和工作平台的布置方案。支承顶杆和千斤顶的布置方案：一般有均匀布置、分组集中布置以及分组集中与均匀布置相结合等。在筒壁结构中多采用均匀布置方案，在平面较为复杂的结构中则宜采用分组集中均匀相结合布置方案。千斤顶在布置时，应使各千斤顶所承受的荷载大致相同，以利同步提升。当平台上荷载分而不均匀时，荷载较大的区域和摩阻力较大的区段，千斤顶布置的数量要多些。考虑到平台荷载内重外轻，在数量上内侧应较外侧布置多些，以避免顶升架提升时向内倾斜。
（3）模板的设计。包括模板尽寸的确定和模板的刚度。模板必须具有足够的刚度，才能保证浇筑混凝土和提升过程中，在混凝土侧压力作用下不发生超过允许的变形值。一般条件下，模板在水平荷载作用下，其支点间在力作用方向的变形不应超过1/1000。作用在模板上的水平荷载主要是新浇筑混凝土的侧压力，此时，模板按简支板计算。因为滑模施工中，模板有一定倾斜度，出模混凝土具有0.05～0.25MPa的强度，所以模板底部的混凝土对模板已不存在的侧压力。
（4）顶升架与工作平台的设计。顶升架的构造型式，主要是根据结构水平截面形状、部位和千斤顶的类型决定的。一般常采用一字型的单横梁式或双横梁式。
4、滑模浇筑混凝土
（1）滑模组装。在墩位上就地进行组装时，定出桥墩中心线；在基础顶面搭枕木垛，定出桥墩中心线；在枕木垛上先安装内钢环，并准确定位，再依次安装辐射梁、外钢环、立柱、顶杆、千斤顶、模板等；提升整个装置，撤去枕木垛，再将模板落下就位，随后安装余下的设施；内外吊架待模板滑升至一定高度，及时安装；模板在安装前，表面涂润滑剂，以减少滑升时的摩阻力；组装完毕后，必须按设计要求及组装质量标准进行全面检查，并及时纠正偏差。
（2）灌注混凝土。滑模宜灌筑低流动度或半干硬性混凝土，灌筑时应分层、分段对称地进行，分层厚度20～30cm为宜，灌筑后混凝土表面距模板上缘宜有不上于10～15cm的距离。混凝土入模时，要均匀分布，应采用插入式振动器捣固，振捣时应避免触及钢筋及模板，振动器插入下一层混凝土的深度不得超过5cm；脱模时混凝土强度应为0.2～0.5MPa，以防在其自重压力下坍塌变形。为此，可根据气温、水泥标号经试验后掺入一定量的早强剂，以加速提升；脱模后8h左右开始养生，用吊在下吊架上的环绕墩身的带小孔的水管来进行。养生水管一般设在距模板下缘1.8～2.0m处效果较好。
（3）提升与收坡。整个桥墩灌筑过程可分为初次滑升、正常滑升和最后滑升三个阶段。从开始灌注混凝土到模板首次试升为初次滑升阶段；初灌混凝土的高度一般為60～70cm，分三次灌筑，在底层混凝土强度达到0.2～0.4MPa时即可试升。将所有千斤顶同时缓慢起升5cm，以观察底层混凝土的凝固情况。现场鉴定可用手指按刚脱模的混凝土表面，基本按不动，但留有指痕，砂浆不粘手，用指甲画过有痕，滑升时能耳闻“沙沙”的摩擦声，这些表明混凝土已具有0.2～0.4MPa的脱模强度，可以开始再缓慢提升20cm左右。初升后，经全面检查设备，即可进入正常滑升阶段。即每灌筑一层混凝土，滑模提升一次，使每次灌筑的厚度与每次提升的高度基本一致。在正常气温条件下，提升时间不宜超过1h。最后滑升阶段是混凝土已以灌筑到需要高度，不再继续灌筑，但模板尚需继续滑升的阶段。灌完最后一层混凝土后，每隔1～2h将模板提升5～10cm，滑动2～3次后即可避免混凝土与模板胶合。滑模提升时应做到垂直、均衡一致，顶架间高差不大于20mm，顶架横梁水平高差不大于5mm。并要求三班连续作业，不得随意停工。
随着模板的提升，应转动收坡丝杆，调整墩壁曲面的半径，使之符合设计要求的收坡坡度。
（4）接长顶杆、绑扎钢筋。模板每提升至一定高度后，就需要穿插进行接长顶杆、绑扎钢筋等工作。为不影响提升的时间，钢筋接头均应事先配好，并注意将接头错开。对预埋件及预埋的接头钢筋，滑模抽离后，要及时清理，使之外露。
（5）混凝土停工后的处理。在整个施工过程中，由于工序的改变，或发生意外事故，使混凝土的灌注工作停止较长时间，即需要进行停工处理。例如，每隔半小时左右稍为提升模板一次，以免粘结；停工时在混凝土表面要插入短钢筋等，以加强新老混凝土的粘结；复工时还需要将混凝土表面凿毛，并用水冲走残渣，湿润混凝土表面，灌注一层厚度为2～3cm的1:1水泥砂浆，然后再灌筑原配合比的混凝土，继续滑模施工。
5、施工测量
该桥墩身施工测量的关键是控制墩身的垂直度，施工通过两个基准点用全站仪对墩身各点坐标控制，并用全站仪测量墩身高程。首次架立模板前，用全站仪将墩身四角坐标定点在承台顶面，即外模板的架立边线，然后根据外模架立线量测出内模线，支模板严格依线施工。模板安装后，用揽风绳固定模板顶部，然后用全站仪测量模板顶部四角坐标，同时调节揽风绳，使模板顶角坐标与墩身四角坐标一致，保证墩身的垂直度符合设计及规范要求，调整完成经验收后即可进行混凝土施工;以后每次翻模完成后均用全站仪检测并用揽风绳调节顶面四角坐标。当模板安装到墩身顶部时,除检测坐标外，还精确测出顶面标高，弹线以示混凝土施工顶面位置，保证了墩身位置和高度的准确。
三、结束语
空心薄壁墩是目前高速公路桥墩设计广泛采用的一种形式。因其墩身可达到较高高度，且结构经济实用、施工简便而普遍受到欢迎。
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