汉北河2号桥薄壁空心墩施工方案
[摘 要]依据黄垌河大桥薄壁空心墩的特点，进行了塔吊设计与验算、爬模方案设计和模板设计施工方案设计，以保证施工方案和计算结构符合规范及施工安全要求，并阐述了各个方案的施工工艺，为类似工程施工方案设计提供了借鉴。
[关键词]薄壁空心墩；施工方案；设计；验算
中图分类号：U445.559 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0226-02
引言
桥梁薄壁空心墩施工质量直接影响着桥梁安全使用，故薄壁空心墩施工方案设计和安全验算非常重要[1-5]，文中详细给出了黄垌河大桥薄壁空心墩施工方案设计与验算的方法和步骤，为类似工程施工方案设计提供了借鉴。
1 工程概况
云湛高速公路TJ11合同段黄垌河大桥（K131+080～K131+728）全长648m，设计标准为：汽车荷载公路I级，设计洪水频率1/100，桥面净宽2×12.25m，全桥共4联，桥梁上部结构为4联4×40m先简支后桥面连续预应力混凝土T梁，下部结构引桥桥墩采用柱式墩、薄壁墩，基础采用桩基础；桥台采用肋板式台、座板台、柱式台。墩身混凝土为C40标号；主筋为φ28II级钢筋，采用直螺纹套筒连接；其余钢筋为φ16II级、φ12II级钢筋，采用绑扎或焊接连接。
2 施工方案
2.1 塔吊设计及验算
塔吊基础采用整体钢筋混凝土基础，混凝土强度等级C35，上下配筋为φ25mm双向双层钢筋，内支φ12mm双向筋。
⑴塔吊基础尺寸为5.3m×5.3m×1m。
⑵地基基础的土质应坚硬牢实。
⑶混凝土基础的四个固定支腿上表面应校水平，平面误差小于15/1000。
⑷固定支腿周围的钢筋数量不得减少和切断。主筋通过支腿有困难时，允许主筋避让。
⑸固定支腿周围混凝土充填率必须达到95%以上。
基础验算：
⑴支腿固定式基础载荷如下：
计算荷载见表1
⑵抗倾覆验算
基础尺寸为5.3m×5.3m×1m，混凝土重度取26KN/m？。
验算公式：
工作工況：
非工作工况：
则工作工况及非工作工况均满足要求。
⑶基础承载力验算
验算公式：
工作工况：
MPa
非工作工况：
MPa
现场基础承载力为200KPa，针对黄垌河大桥现场实际地质情况，若基底地质情况差考虑采用换填2m深碎石土并压实或打入直径平均10cm长5m木桩间距1.5m×1.5m梅花桩布置提高地基基底承载力，使地基承载力满足工作工况及非工作工况要求；确保塔吊基础稳定，砼施工期间使用钢筋与承台连接。
2.2 爬架施工
整个爬架系统由支承系统、底座、脚手架系统三部分组成。外爬架加工制作所采用的型钢材料为合格的国标产品。
2.2.1 支撑系统
爬架的支承系统共由6根钢棒组成，钢棒直径为80mm，插在墩身预埋孔内，钢棒两端设限位装置（螺母），使其与墩身锁定。顺桥、横桥向钢棒长1m，如下图。每次浇筑均须在基模0.6m以下设置预留孔。顺桥向预留孔设在上层，横桥向预留孔设在下层，上下层预留孔的中心竖向距离为36cm。
爬架底座顺桥向采用2根I22b工字钢，横桥向采用2根I36b工字钢，工字钢环抱墩身，工字钢利用牛腿支撑在连接层模板上，采用手拉葫芦提升。黄垌河大桥薄壁空心墩施工方案设计与验算
梁新峰
（中交二公局第三工程有限公司 陕西 西安 710016）
[摘 要]依据黄垌河大桥薄壁空心墩的特点，进行了塔吊设计与验算、爬模方案设计和模板设计施工方案设计，以保证施工方案和计算结构符合规范及施工安全要求，并阐述了各个方案的施工工艺，为类似工程施工方案设计提供了借鉴。
[关键词]薄壁空心墩；施工方案；设计；验算
中图分类号：U445.559 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0226-02
2.2.2 底座
爬架底座顺桥向采用2根I22b工字钢，横桥向采用2根I36b工字钢，工字钢环抱墩身，与墩身净距为5cm，且4根工字钢伸出8个悬臂，形成“#”型框架，工字钢用以支承上部脚手架系统，爬架底座通过特制加工的支座支承在钢棒上，如图2。为了方便钢棒的安装与拆除，在爬架底支承点的下面安装吊篮。另外，在底层工字钢面上密铺5cm厚木板，作为操作平台。
2.2.3 脚手架系统
采用钢管作脚手架系统，即通用φ4.8cm，壁厚3.5mm的钢管通过扣件或焊接联结成脚手架系统。由于墩身每次浇筑高度为4.5m，钢筋一次性接长4.5m，爬架高度为9.2m。水平方向：横桥向单边均布置两排间距为164cm，布局为0.6m+5×1.64m+0.6m；纵桥向单边均布置两排间距为150cm，布局为0.6m+3×1.5m+0.6m；垂直方向：4×2m+1.2m，共5排，除底层和次底层铺木板外，其余每层框架顶面上铺设菱形防滑钢网；分层框架之间设上下人梯。框架外侧用同规格钢管拉剪刀撑进行加固，框架外侧及底座下设防坠安全网，框架4面贯通，为施工人员提供一个整体式操作空间。考虑到模板厚度，设计时在内层脚手框架与墩身间预留80cm距离。爬架脚手架平面布置示意图如图3所示。
2.2.4 爬架安装
第一节墩身施工完成后，开始安装爬架。考虑到整体式爬架外型尺寸较大，整体转运或吊装不便，因此，爬架底座及脚手架系统直接在承台上组拼。
第一节墩身浇筑完成，开始拼装爬架。首先在承台上用辅助钢材调平一个操作台，然后在操作台上拼装爬架底座，4组底座型钢间采法兰栓接，每根型钢设置两个起吊点。在顺桥向底座型钢上每侧各安装2根I22工字钢作为脚手框架的主要支撑横梁，同样在横桥向底座每侧各安装2根I22的工字钢，工字钢支承处采用焊接，然后再分层拼装钢管脚手架系统。钢管脚手架的拼装顺序：立杆→纵横杆→水平小横杆→外侧钢管加固。采用十字扣作为立、纵水平杆钢管的连接件，连接时要采用测力扳手拧紧，在每层通道平台外侧60cm、120cm增设水平钢管作为安全防护围栏。
2.3 模板设计
2.3.1 墩身模板设计
墩身内外模板采用钢结构，面板采用6mm钢板，竖向背肋采用[10，水平背肋采用100×10mm钢带，法兰采用L100×100×mm角钢，锁角拉杆采用Φ20圆钢。模板设计一套4节（4×1.5m），每4.5m翻升一次；除墩底首节一次施工外，以上按4.5m/节循环施工。
模板之间用法兰和Φ20螺栓连接，模板外侧设置操作平台爬架，爬架用悬挑牛腿固定在模板上，平面放置木板，用铁丝绑扎，外侧设置防护栏杆，并牢固地挂立安全网。工人就可以的平台上组装、拆卸模板。在翻模过程中模板拆卸操作，模板安装前将表面清理干净，并涂刷脱模剂。
模板采用塔吊辅助安装，按顺序逐块吊装。当模板有两层以上时，由下向上逐层安装，每层模板的连接螺丝全部上紧后，再吊装上一层模板。首节模直接放在承台面上，第二节模板则用槽钢架支撑，槽钢架坐落在承台面上，第三节模板直接与第二节顶层模板连接。
模板定位采用限位法粗定位，极坐标法复核。首先按墩身尺寸加工好对拉螺丝内接杆，并在其两端安装好H型螺母。在钢筋安装完毕后，以前一节模板顶面为参照物（第一、二节利用测量组在承台面上放出的墩柱轮廓点为参照物），利用垂球和连通管放出内接杆的位置，然后将内接杆安放到该位置上，并与相邻主筋焊接固定。模板吊装时下端与前一节（或前一层）模板上端连接，内侧直接靠在H螺母上，并将外接杆接上，再套上外螺母即可。依照前述顺序将整节模板安装好后，用全站仪对模板上端进行复核，如有偏差则用手拉葫芦进行微调。如合格则将对拉螺丝锁紧。
模板必须在混凝土浇筑完毕16个小时后拆除。拆除时留下一层模板作为模板接口，以保证混凝土接口顺畅（图5）。
2.3.2 薄壁墩内模支架作业平台设计
考虑薄壁墩空心墩施工过程中内模及作业平台安全性，在每次浇筑顶节模板下方20cm处设置6个Φ60预埋孔，待模板拆除后插入Φ48钢管作为支撑点，采用10槽钢做底托+铺设5cm木板作为内模作业平台，提升时采用塔吊辅助，详见图6：
3 施工工艺
本桥薄壁空心墩采用翻模法施工。全墩模板采用专门设计的大块钢模板。钢筋、模板的水平运输采用人工配合汽车运输，垂直运输采用塔吊。砼在搅拌站集中拌合，砼搅拌运输车运输到施工地点，泵送砼入模。
工艺流程：承台凿毛→测量控制→钢筋的进场、加工及安装→模板组合安装施工→施工工作平台、爬架安装→上下通道系统→墩底实心段混凝土浇筑→墩底变截面及标准段模版安装→浇筑混凝土→模板拆除→模板翻升→混凝土养护→空心墩质量控制→接缝处理→预埋件施工。
模架结构主要由钢模板板结构和其纵横肋、刚度加强架组成，是翻模施工的主体部分。外模采用钢模板大板结构、模板配置一套为1.5m高模板四层，施工过程中，第一节模板支立于承台顶，第二、三、四节模板支立于第一节段模板上。当第二、三、四节混凝土强度达到设计强度50%以上时，拆除第一、二、三节模板并将模板表面清理干净、涂上脱模剂后，用塔吊和手动葫芦将其翻升至第四節模板上。依此循环，形成钢筋接长绑扎→拆模、清理模板→翻升模板、组拼模板→中线与标高测量→灌注混凝土和养护”的循环作业，直至达到设计高度。
4 结论
通过塔吊设计与验算、爬模方案设计和模板设计施工方案设计，论证了该方案的合理性及施工安全性，并施工工艺设计，为类似工程施工方案设计提供了借鉴。
参考文献
[1] 刘书臻.特大桥工程高墩爬模施工技术[J].城市建筑，2016（9）：292-292.
[2] 杨辉，云芮.斜拉桥混凝土塔柱施工外观质量控制技术[J].中外建筑，2016（9）：155-157.
[3] 张洪伟.澄碧河双线特大桥薄壁空心墩翻模施工技术工艺分析[J].建筑工程技术与设计，2016（34）.
[4] 邓冲.铁路桥梁薄壁空心墩标准化施工与质量控制[J].中国标准化，2016（22）.
[5] 周先念，莫小龙，吴杰，等.整体式提升托架法在桥梁空心薄壁墩施工中的应用[J].交通世界旬刊，2016（32）：53-55.
作者简介
梁新峰，1972.7-，男，本科，工程师。研究方向：路桥施工与管理。
