高架橋雙支外擴(kuò)花瓶墩施工技術(shù)與質(zhì)量控制

1、高架橋雙支外擴(kuò)花瓶墩施工技術(shù)與質(zhì)量控制 摘要 花瓶墩鋼筋整體吊裝工藝采用無支架模板系統(tǒng)，加工方便、操作簡單、機(jī)械化程度高，安裝速度快，安全性能高、施工周期短等優(yōu)點。在既有道路上施工采用無支架模板系統(tǒng)，不僅促進(jìn)了工程進(jìn)度，而且減少了土地使用，有效解決了高架橋施工對地面交通通行的矛盾，提高了文明施工形象。 關(guān)鍵詞 高架橋 花瓶墩 整體吊裝 質(zhì)量控制1 前言在現(xiàn)代化的大小城市中，人口的急劇增加使車輛日益增多，造成平面立交的道口處的車輛堵塞和擁擠。需要通過修建立交橋和高架橋形成多層立體的布局，以提高車速和通過能力。城市環(huán)線和高速公路網(wǎng)的連接也必須通過大型互通式立交進(jìn)行分流和引導(dǎo)，保證交通的暢通。所以，

2、現(xiàn)代化城市中的高架橋和立交橋，不僅是規(guī)模宏偉的工程實體和組成城市的交通網(wǎng)絡(luò)，而且是解決城市交通擁擠問題的有效途徑，同時也是光彩奪目的建筑藝術(shù)結(jié)晶。城市發(fā)展后，交通擁擠，建筑物密集，而街道又難于拓寬。在進(jìn)行城市軌道交通高架橋設(shè)計時,首先應(yīng)該考慮對景觀的影響,在考慮結(jié)構(gòu)自身的構(gòu)造要求及強(qiáng)度要求的同時,注重橋梁的藝術(shù)造型,把對結(jié)構(gòu)的美化設(shè)計放在突出位置,盡量與周邊環(huán)境統(tǒng)一協(xié)調(diào),融為一體。結(jié)構(gòu)造型與各部位尺寸比例應(yīng)相互協(xié)調(diào),梁體結(jié)構(gòu)舒展流暢,講究其線型,下部構(gòu)造簡潔輕巧,通透性好,使高架橋成為城市的一道靚麗風(fēng)景線（圖1）。圖1 城市高架橋效果圖高架橋上部結(jié)構(gòu)一般使用的箱梁以及T 梁等這些梁式橋結(jié)構(gòu),比

3、較平淡以及單調(diào)，下部結(jié)構(gòu)的橋墩對美化高架橋起來重要的作用。外形相似于花瓶的花瓶墩既能承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，又能給地面道路留出足夠的空間，同時美觀流暢，故得到了廣泛的應(yīng)用?；ㄆ慷辗謨深悾簩嶓w花瓶墩和鏤空花瓶墩（圖2),鏤空花瓶墩空間開闊、輕巧纖細(xì)，在狹窄、壓抑的高架橋沉重的上部結(jié)構(gòu)底下，更顯得美觀、空曠，讓人富有活潑、輕盈和清新的感覺。 圖2 花瓶墩結(jié)構(gòu)圖（左-實體花瓶墩，右-鏤空花瓶墩）本公司施工的杭州灣跨海大橋杭甬高速連接線公路工程（余夫至小曹娥互通段）高架橋下部結(jié)構(gòu)采用了輕型的鏤空花瓶墩即雙支外擴(kuò)花瓶墩，起到了美觀和實用的效果。2工程概況2.1花瓶墩概況本公司施工的杭州灣跨海大橋杭甬高速連接

4、線公路工程（余夫至小曹娥互通段）合同段起點位于蘭曹大道與329國道交叉口南側(cè)，里程樁號為K14+660.4。路線向北展線，經(jīng)朗霞街道，于泗門鎮(zhèn)海南村北設(shè)泗門互通聯(lián)系G329北復(fù)線(姚北大道),再向北跨越四塘橫江、五塘橫江，終于小曹娥鎮(zhèn)符丁五丘東，接規(guī)劃的杭甬高速公路復(fù)線小曹娥互通，終點樁號 K22+060，設(shè)計路線全長7.400公里。全線共設(shè)一處互通式立交泗門互通式立交；包含特大橋1座、大橋6座（圖3）。圖3 花瓶墩高架橋布置圖全線主橋墩柱主要設(shè)計為花瓶墩，墩柱數(shù)量共計251個：預(yù)制墩179個，現(xiàn)澆墩38個，輔墩34個。曲線段花瓶墩最長長度達(dá)到6.9m，外擴(kuò)幅度達(dá)到4.5m；箍筋形式主要為四邊

5、和八邊形且布設(shè)較為密集。曲線段鋼筋施工時鋼筋連接安裝困難，施工操作難度較大，保護(hù)層厚度難以控制。2.2計算荷載的取值 活載 公路級，車道數(shù)根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）4.3.1條確定，相應(yīng)考慮車道折減系數(shù)及箱梁偏載系數(shù)； 溫度 體系溫差 升溫25，降溫20 日照溫差 按照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）的規(guī)定取值，運梁階段按裸梁溫度梯度乘組合系數(shù)0.7； 風(fēng)荷載 與活載組合 橋面風(fēng)速按25m/s考慮 成橋只與恒載組合 基本風(fēng)速V10=31.3m/s 施工組合 基本風(fēng)速V10=31.3×0.84=26.3m/s 不均勻沉降 L/3000（L為跨徑

6、，施工運梁階段未考慮不均勻沉降參與組合）； 運梁車荷載 共按21個軸考慮，軸距2.3m，軸重50t，接地比壓0.6MPa（圖4）。圖4 運梁車荷載示意圖 荷載組合 恒載+汽車+基礎(chǔ)沉降 恒載+汽車+基礎(chǔ)沉降+溫度力（升溫）+制動力 恒載+汽車+基礎(chǔ)沉降+溫度力（降溫）+制動力 恒載(一期)+運梁車荷載+溫度力×0.73 花瓶墩施工技術(shù)要點3.1工藝流程鋼筋骨架制作、檢查運輸至施工現(xiàn)場骨架吊前檢查直線段骨架兩端平行起吊骨架一端不動，一端提升骨架豎直吊裝就位標(biāo)高、垂直度復(fù)測直線段砼澆筑曲線段骨架拼裝曲線段砼澆筑蓋梁施工。預(yù)制段墩身外擴(kuò)幅度較大，為保證墩身砼澆筑質(zhì)量，保證施工安全，預(yù)制段墩

7、身分三次澆筑（圖5）：第一次澆筑直線段，澆筑至直線段與曲線段交界面下20cm處，鋼筋接頭一半在直線段，一半在弧線段。第二次澆筑曲線段，澆筑至系梁底。先支立弧線外側(cè)模板，然后綁扎鋼筋（主筋綁扎至墩頂，其余綁扎至系梁底），最后支立其余三面墩柱模板，澆筑砼。第三次澆筑剩余曲線段及系梁。具體示意圖如下：圖5 花瓶墩澆筑程序3.2 操作要點3.2.1承臺施工（1）基坑施工承臺基坑施工過程為防止降水和地下水影響，砂質(zhì)粉土泥沙隨水從鋼板樁空隙中流出出，導(dǎo)致基坑兩側(cè)出現(xiàn)沉降裂縫及塌方危險。對蘭曹大道兩側(cè)鋼板樁插打方式進(jìn)行改變，采取正反扣施工并做好防排水措施。（2）鋼筋加工承臺鋼筋骨架及箍筋等半成品在經(jīng)硬化的鋼

8、筋加工廠進(jìn)行加工，加工完成后，運至現(xiàn)場進(jìn)行安裝。然后運至現(xiàn)場進(jìn)行綁扎。鋼筋焊接長度單面焊為10d，雙面焊為5d。綁扎完成后，在自檢合格基礎(chǔ)上再經(jīng)質(zhì)量負(fù)責(zé)人驗收合格后報監(jiān)理驗收。合格后方可進(jìn)行下道工序。（3）模板安裝模板進(jìn)場檢查合格后，清理干凈，均勻涂刷脫模劑，人工配合汽車吊進(jìn)行拼裝，并在接縫處夾止?jié){帶防止漏漿。鋼筋保護(hù)層設(shè)置統(tǒng)一采用馬蹄形混凝土高強(qiáng)墊塊，墊塊的布設(shè)數(shù)量不得少于4個/m2。墊塊與鋼筋采用綁扎連接，其綁扎絲頭不得進(jìn)行混凝土保護(hù)層內(nèi)。（4）砼澆筑 承臺砼全部采用C30泵送砼，由混凝土攪拌站集中拌制，用砼輸送車輸送，通過汽車泵泵送導(dǎo)入模內(nèi)。澆搗確保證砼供應(yīng)連續(xù)性，一次性澆搗成型，避免出

9、現(xiàn)冷茬現(xiàn)象，澆搗采用分層法，每層厚度控制在30cm以內(nèi)，且必須在下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑。3.2.2鐓粗、車絲（1）鐓粗采用端部墩粗冷擠壓機(jī)進(jìn)行墩粗，鐓粗前鐓粗機(jī)應(yīng)先退回零位，再把鋼筋從前端插入、頂緊，然后給油泵上壓。選擇最佳鐓粗壓力進(jìn)行鐓粗；檢查鐓粗基圓直徑、鐓粗長度、鐓粗縮短尺寸等是否符合要求。鐓粗頭不得有與鋼筋軸線相垂直的橫向表面裂紋，鋼筋端頭不得偏位。 （2）車絲鋼筋套絲要在鋼筋螺紋套絲機(jī)上進(jìn)行。絲頭的螺紋加工長度應(yīng)符合要求實際車絲誤差為23個絲；車絲完成后，對端頭進(jìn)行打磨，磨去刺邊，提高對接質(zhì)量（圖6）。 圖6 鋼筋接頭制作（左-車絲 ，右-打磨）鐓粗完成后在端頭10cm處

10、做標(biāo)記，車絲完成后對鋼筋進(jìn)行試對接。3.2.3半成品加工鋼筋半成品加工采用數(shù)控設(shè)備及胎架統(tǒng)一加工（圖7）。數(shù)控彎曲加工由電腦精確控制彎曲度，確保鋼筋加工標(biāo)準(zhǔn)，彎曲精確，尺寸準(zhǔn)確，提高加工質(zhì)量。 圖7 數(shù)控設(shè)備加工鋼筋半成品鋼筋骨架成形采用專用的定位摸架，定位架能準(zhǔn)確定位縱向筋、橫向鋼尺寸、間距、確保加工精度。3.2.4組合式胎架設(shè)計原理胎架設(shè)置在鋼筋加工廠場地上設(shè)置胎架（圖8），曲線段按4m設(shè)置，直線段按6m設(shè)置采用拼裝式設(shè)計方法；鋼筋籠胎架由曲線段和直線段兩部分組成，鋼筋籠采用“長線法”預(yù)制，即在鋼筋加工廠胎座上直選段與曲線段兩節(jié)主筋接頭用套筒連接、整體綁扎成型，成型后，將兩節(jié)曲線段與直線段

11、分割處進(jìn)行數(shù)字標(biāo)記，然后分節(jié)運輸和安裝。圖8 鋼筋胎架圖3.2.5墩身鋼筋整體加工（1）整體加工時先安裝內(nèi)部箍筋及加強(qiáng)筋設(shè)置在胎架的限位位置作為內(nèi)部支撐骨架。 （2）按胎架主筋的限位標(biāo)識位置，依次對稱安裝墩身長主筋、并與箍筋點焊連接。 由頂節(jié)和底節(jié)組成的鋼筋籠，加工時先安裝曲線段的主筋，然后再用套筒連接、固定曲線段主筋，完成節(jié)間主筋的對接圖（9），即采用長線法施工。成型后，將兩節(jié)曲線段與直線段分割處進(jìn)行數(shù)字標(biāo)記，然后分節(jié)運輸和安裝。 圖9 直線段與曲線段對接位置圖3.2.6骨架存放及運輸為預(yù)防鋼筋籠存放時變形，曲線段、直線段鋼筋骨架吊裝為了防止吊裝時鋼筋骨架變形，鋼筋骨架加

12、強(qiáng)筋內(nèi)增設(shè)十字內(nèi)撐，頂部采用篷布或彩條布予以覆蓋，防止水浸和雨淋。枕木位置最好和加勁箍重合；鋼筋籠移運至現(xiàn)場，采用平板車，并用纜繩固定減少運輸過程中顛簸造成鋼筋變形。3.2.7整體吊裝（1）墩身直線段鋼筋籠吊裝（圖10）前，依據(jù)放樣位置及鋼筋籠的外部輪廓尺寸在承臺上層鋼筋與墩柱直線段鋼筋骨架交接部位，設(shè)置一道加強(qiáng)箍筋進(jìn)行焊接，起定位作用。 圖10 墩柱直線段整體吊裝圖（2）設(shè)置架立筋，架立筋底部支撐在墊層上，同時與承臺鋼筋焊接，增強(qiáng)穩(wěn)定性并用纜風(fēng)繩固定（圖11）。圖11 直線段墩柱鋼筋預(yù)埋圖（3）曲線段鋼筋在底節(jié)混凝土澆筑完并達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行安裝，安裝時用汽車吊起吊鋼筋籠至底節(jié)直線段墩身鋼筋

13、頂部，就位后用套筒連接直選段預(yù)留鋼筋接頭。具體吊裝方法為：在鋼筋籠兩頭各使用一根鋼絲繩，兩端同時起吊，然后慢慢起吊，鋼筋籠直立扶穩(wěn)后，人工微調(diào)鋼筋籠位置，使對接鋼筋均能一一對應(yīng)。檢查鋼筋骨架的垂直度，當(dāng)垂直度符合要求時，將對接鋼筋對稱進(jìn)行對接，同時應(yīng)隨時觀察鋼筋骨架的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏斜立即進(jìn)行調(diào)整（圖12）。 圖12 曲線段鋼筋骨架整體吊裝圖 （4）鋼筋籠安裝時測量人員跟蹤檢測鋼筋籠的豎直度和高程，及時進(jìn)行就位調(diào)整，調(diào)整完畢后拉設(shè)抗風(fēng)纜繩進(jìn)行加固。3.2.8保護(hù)層控制 保護(hù)層墊塊采用高強(qiáng)度水泥墊塊，根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置墊塊數(shù)量，按4個/m2的最低要求呈梅花狀進(jìn)行布置，根據(jù)現(xiàn)場實際情況增加墊塊數(shù)量，避

14、免墊塊設(shè)置的數(shù)量不夠，導(dǎo)致墊塊被壓碎、變形的情況。 墊塊要求合理、準(zhǔn)確地安裝在主筋或同其交叉處附近的箍筋上，固定要牢固，防止在澆筑過程中發(fā)生位移和滑落；綁扎墊塊的扎絲頭不得伸入保護(hù)層內(nèi)?；炷翝仓叭鏅z查墊塊是否缺少或損壞。3.2.9模板安裝 墩柱模板采用大型組合定型鋼模，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，板面之間平整，接縫嚴(yán)密。到施工現(xiàn)場后，進(jìn)行試拼裝加固，試拼后用鋼卷尺校核其直徑，模板拼縫間用5mm厚泡沫橡膠做密封條。3.2.10砼澆筑 澆搗確保證砼供應(yīng)連續(xù)性，一次性澆搗成型，避免出現(xiàn)冷茬現(xiàn)象，澆搗采用分層法，每層厚度控制在30cm以內(nèi)，且必須在下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑。為防止砼發(fā)

15、生離析現(xiàn)象，混凝土自由傾落高度不超過2m，采用串筒或加長混凝土輸送泵車的軟管。下灰時用竄筒下料以保證模板受力均勻，不發(fā)生變形。澆搗砼塌落度控制在16±2cm。澆搗過程中加強(qiáng)振搗，不得漏振或過振，注意振搗棒頭插入砼的間距、深度與作用時間。振搗過程不能碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋件。對每一振動部位，必須振動到該部位混凝土密實為止。密實的標(biāo)志是砼停止下沉，不再冒氣泡、表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。 為減輕混凝土入模沖擊力對鋼筋與模板間墊塊的影響，混凝土自由落體高度大于2m時?；炷翝仓陂g，由專人檢查預(yù)埋鋼筋和其他預(yù)埋件的穩(wěn)固情況，對松動、變形、移位等情況，及時將其復(fù)位并固定好。4質(zhì)量控制4.1主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

16、和規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）；公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）；組合鋼模板技術(shù)規(guī)范GB/T 5024-2013；浙江省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化管理實施細(xì)則等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化施工文件；國家、行業(yè)等相關(guān)安全生產(chǎn)方面的法律、法規(guī)、相關(guān)規(guī)范性文件。4.2關(guān)鍵部位、工序的注意事項和技術(shù)要求4.2.1鋼筋質(zhì)量控制(1)鋼筋加工尺寸、數(shù)量準(zhǔn)確，所有半成品鋼筋下料后均按施工圖編號對應(yīng)掛好標(biāo)識牌。(2)承臺預(yù)埋墩柱鋼筋位置、標(biāo)高必須有專人復(fù)核，確保準(zhǔn)確無誤。(3)鋼筋骨架必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性，墩柱主筋與預(yù)埋鋼筋逐根

17、連接后，應(yīng)用定位架將主筋臨時固定，確保整體骨架成型后的尺寸及形狀準(zhǔn)確。(4)澆筑混凝土前，指定專人仔細(xì)檢查鋼筋保護(hù)層墊塊的位置、數(shù)量及其緊固程度。4.2.2模板質(zhì)量控制模板在安裝前，對模板表面進(jìn)行清潔、校正、涂脫膜劑，安裝時用止水帶堵塞板縫，保證澆注砼時不漏漿。模板及支撐加固牢靠后，對軸線及平面位置進(jìn)行復(fù)核，滿足設(shè)計圖紙要求后報監(jiān)理工程師檢查驗收。4.2.3砼質(zhì)量控制(1)嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，砼用原材料必須采用同一廠家的材料，避免材料混雜，砼成品構(gòu)件色差較大，影響外觀。(2)墩柱混凝土拆模后，盡快用塑料膜包裹，以減少水分損失和表面溫度降低過快出現(xiàn)收縮裂縫。(3)在配合比設(shè)計時，選用水化熱低的

18、水泥，盡量減少水泥用量，添加粉煤灰、緩凝劑等措施降低水化熱。(4)夏季施工在骨料倉上搭設(shè)鋼棚，防止陽光直射使骨料升溫，模板外側(cè)用土工布覆蓋并灑水降溫，砼輸送罐車和輸送泵管預(yù)先通水降溫后再使用，且盡量選在一天中氣溫較低時澆筑砼。時刻關(guān)注氣象情況，盡量避開雨天澆筑砼。(5)混凝土澆筑時分層布料，厚度控制在30cm以內(nèi)，在混凝土澆筑過程中及時將澆筑的混凝土均勻振搗密實，不得隨意加密振點或漏振，每點的振搗時間以表面泛漿或不冒大氣泡為準(zhǔn)，一般不超過30s，避免過振。(6)混凝土的拆模時間除需考慮拆模時的混凝土強(qiáng)度外，還應(yīng)考慮到拆模時的混凝土溫度不能過高，以免混凝土接觸空氣時降溫過快而開裂，更不能在此時澆

19、筑涼水養(yǎng)護(hù)。(7)在振搗混凝土過程中，加強(qiáng)檢查模板支撐的穩(wěn)定性和接縫的密合情況，安排專人負(fù)責(zé)監(jiān)視模板、鋼筋、和預(yù)埋件，防止螺栓松動、模板變形時及時采取措施予以處理。混凝土澆筑完后，應(yīng)仔細(xì)將混凝土表面壓實抹平，抹面時嚴(yán)禁灑水。(8)為防止內(nèi)外溫差過大，造成溫度應(yīng)力大于同期砼抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護(hù)應(yīng)采取保溫、保濕養(yǎng)護(hù)法。先在砼表面覆蓋塑料薄膜，覆蓋時間以砼初凝時間為宜，覆蓋塑料薄膜的目的是防止水分蒸發(fā)，然后在薄膜上覆蓋土工布保溫，防止砼表面降溫過快內(nèi)外溫差過大。墩柱混凝土拆模后，盡快用塑料膜包裹，以減少水分損失和表面溫度降低過快出現(xiàn)收縮裂縫。4.3質(zhì)量檢查和驗收標(biāo)準(zhǔn)外觀質(zhì)量檢測全數(shù)檢查，依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50204-2002）現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量缺陷中不允許露