高架橋雙支外擴(kuò)花瓶墩施工技術(shù)及質(zhì)量控制

1、-. z.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(wú)支架模板系統(tǒng)，加工方便、操作簡(jiǎn)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(diǎn)。在既有道路上施工采用無(wú)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(duì)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

2、以，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(shí)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(shí)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(jì)時(shí),首先應(yīng)該考慮對(duì)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(shí),注重橋梁的藝術(shù)造型,把對(duì)結(jié)構(gòu)的美化設(shè)計(jì)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(jiǎn)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)

3、,比較平淡以及單調(diào)，下部結(jié)構(gòu)的橋墩對(duì)美化高架橋起來(lái)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(shí)美觀流暢，故得到了廣泛的應(yīng)用?；ㄆ慷辗謨深悾簩?shí)體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(shí)體花瓶墩，右-鏤空花瓶墩）本公司施工的灣跨海大橋杭甬高速連接線公路工程（余夫至小娥互通段）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(shí)用的效果。2工程概況2.1花瓶墩概況本公司施工的灣跨海大橋杭甬高速連接線公路工

4、程（余夫至小娥互通段）合同段起點(diǎn)位于蘭大道與329國(guó)道交叉口南側(cè)，里程樁號(hào)為K14+660.4。路線向北展線，經(jīng)朗霞街道，于泗門鎮(zhèn)村北設(shè)泗門互通聯(lián)系G329北復(fù)線(北大道),再向北跨越四塘橫江、五塘橫江，終于小娥鎮(zhèn)符丁五丘東，接規(guī)劃的杭甬高速公路復(fù)線小娥互通，終點(diǎn)樁號(hào) K22+060，設(shè)計(jì)路線全長(zhǎng)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(jì)為花瓶墩，墩柱數(shù)量共計(jì)251個(gè)：預(yù)制墩179個(gè)，現(xiàn)澆墩38個(gè)，輔墩34個(gè)。曲線段花瓶墩最長(zhǎng)長(zhǎng)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和八邊形且布設(shè)較為密集

5、。曲線段鋼筋施工時(shí)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(jì)算荷載的取值活載 公路級(jí)，車道數(shù)根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)（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(jì)通用規(guī)（JTG D60-2004）的規(guī)定取值，運(yùn)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=31.30.84=26.3m/s 不均勻沉降 L/3000（L為跨徑，施工運(yùn)梁階段未考慮不均勻沉降參與組合）；運(yùn)

6、梁車荷載共按21個(gè)軸考慮，軸距2.3m，軸重50t，接地比壓0.6MPa（圖4）。圖4 運(yùn)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(dòng)力恒載+汽車+基礎(chǔ)沉降+溫度力（降溫）+制動(dòng)力恒載(一期)+運(yùn)梁車荷載+溫度力0.73花瓶墩施工技術(shù)要點(diǎn)3.1工藝流程鋼筋骨架制作、檢查運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)骨架吊前檢查直線段骨架兩端平行起吊骨架一端不動(dòng)，一端提升骨架豎直吊裝就位標(biāo)高、垂直度復(fù)測(cè)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2

7、0cm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(diǎn)3.2.1承臺(tái)施工（1）基坑施工承臺(tái)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(xiǎn)。對(duì)蘭大道兩側(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(tái)鋼筋骨架及箍筋等半成品在經(jīng)硬化的鋼筋加工廠進(jìn)行加工，加工完成后，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。然后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎。鋼

8、筋焊接長(zhǎng)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(yàn)收合格后報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收。合格后方可進(jìn)行下道工序。（3）模板安裝模板進(jìn)場(chǎng)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(gè)/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。（4）砼澆筑 承臺(tái)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。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，且必須在下層混凝土初凝

9、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(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)符合要際車絲誤差為23個(gè)絲；車絲完成后，對(duì)端頭進(jìn)行打磨，磨去刺邊，提高對(duì)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處做標(biāo)記，車絲完成后對(duì)鋼筋進(jìn)行試對(duì)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

10、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(jì)原理胎架設(shè)置在鋼筋加工廠場(chǎng)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(jì)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(zhǎng)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)曲線段與直線段分割處進(jìn)行數(shù)字標(biāo)記，然后分節(jié)運(yùn)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

11、加工時(shí)先安裝部箍筋及加強(qiáng)筋設(shè)置在胎架的限位位置作為部支撐骨架。（2）按胎架主筋的限位標(biāo)識(shí)位置，依次對(duì)稱安裝墩身長(zhǎng)主筋、并與箍筋點(diǎn)焊連接。由頂節(jié)和底節(jié)組成的鋼筋籠，加工時(shí)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(duì)接圖（9），即采用長(zhǎng)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(yùn)輸和安裝。圖9直線段與曲線段對(duì)接位置圖3.2.6骨架存放及運(yùn)輸為預(yù)防鋼筋籠存放時(shí)變形，曲線段、直線段鋼筋骨架吊裝為了防止吊裝時(shí)鋼筋骨架變形，鋼筋骨架加強(qiáng)筋增設(shè)十字撐，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(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，采用平板車，并用纜

12、繩固定減少運(yùn)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(tái)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(shí)與承臺(tái)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(shí)用汽車吊起吊鋼筋籠至底節(jié)直線段墩身鋼筋頂部，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(shí)起吊，然后慢慢起吊，鋼筋籠直立扶穩(wěn)后，

13、人工微調(diào)鋼筋籠位置，使對(duì)接鋼筋均能一一對(duì)應(yīng)。檢查鋼筋骨架的垂直度，當(dāng)垂直度符合要求時(shí)，將對(duì)接鋼筋對(duì)稱進(jìn)行對(duì)接，同時(shí)應(yīng)隨時(shí)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(shí)測(cè)量人員跟蹤檢測(cè)鋼筋籠的豎直度和高程，及時(shí)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)要求設(shè)置墊塊數(shù)量，按4個(gè)/m2的最低要求呈梅花狀進(jìn)行布置，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況增加墊塊數(shù)量，避免墊塊設(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

14、移和滑落；綁扎墊塊的扎絲頭不得伸入保護(hù)層?；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(chǎng)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，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)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(zhǎng)混凝土輸送泵車的軟管。下灰時(shí)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1

15、62cm。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(shí)間。振搗過程不能碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋件。對(duì)每一振動(dòng)部位，必須振動(dòng)到該部位混凝土密實(shí)為止。密實(shí)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(duì)鋼筋與模板間墊塊的影響，混凝土自由落體高度大于2m時(shí)?；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(duì)松動(dòng)、變形、移位等情況，及時(shí)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)和規(guī)嚴(yán)格執(zhí)行公路橋涵施工技術(shù)規(guī)（JTG/T F50-2011）；公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)（GB50017-200

16、3）；組合鋼模板技術(shù)規(guī)GB/T 5024-2013；省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化管理實(shí)施細(xì)則等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化施工文件；國(guó)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)性文件。4.2關(guān)鍵部位、工序的注意事項(xiàng)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(hào)對(duì)應(yīng)掛好標(biāo)識(shí)牌。(2)承臺(tái)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(wú)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)埋鋼筋逐根連接后，應(yīng)用定位架將主筋臨時(shí)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

17、在安裝前，對(duì)模板表面進(jìn)行清潔、校正、涂脫膜劑，安裝時(shí)用止水帶堵塞板縫，保證澆注砼時(shí)不漏漿。模板及支撐加固牢靠后，對(duì)軸線及平面位置進(jìn)行復(fù)核，滿足設(shè)計(jì)圖紙要求后報(bào)監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)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(jì)時(shí)，選用水化熱低的水泥，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(cāng)上搭設(shè)鋼棚，防止直射使骨料升溫，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

18、水降溫后再使用，且盡量選在一天中氣溫較低時(shí)澆筑砼。時(shí)刻關(guān)注氣象情況，盡量避開雨天澆筑砼。(5)混凝土澆筑時(shí)分層布料，厚度控制在30cm以，在混凝土澆筑過程中及時(shí)將澆筑的混凝土均勻振搗密實(shí)，不得隨意加密振點(diǎn)或漏振，每點(diǎn)的振搗時(shí)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(shí)間除需考慮拆模時(shí)的混凝土強(qiáng)度外，還應(yīng)考慮到拆模時(shí)的混凝土溫度不能過高，以免混凝土接觸空氣時(shí)降溫過快而開裂，更不能在此時(shí)澆筑涼水養(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(dòng)、模板變形時(shí)及時(shí)采取措施予以處理?；炷翝仓旰?，應(yīng)仔細(xì)將混凝土表面壓實(shí)抹平，抹面時(shí)嚴(yán)禁灑水。(8)為防止外溫差過大，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(shí)間以砼初凝時(shí)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(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)外觀質(zhì)量檢測(cè)全數(shù)檢查，依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)（GB50204-2002）現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)