段小龍

（撫州市城市建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西撫州 344000）

0 引言

薄壁空心墩技術(shù)的核心理念是采用薄壁結(jié)構(gòu)和空心設(shè)計(jì)，減少材料使用量、降低自重負(fù)荷，并簡(jiǎn)化施工工序。相比傳統(tǒng)的實(shí)心墩，薄壁空心墩具有諸多優(yōu)勢(shì)，如減少混凝土用量、提高橋梁整體輕量化水平、便于施工等。通過(guò)合理的墩身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工工藝，薄壁空心墩能夠滿(mǎn)足道路橋梁的強(qiáng)度要求，具備優(yōu)良的穩(wěn)定性和耐久性。

1 薄壁空心墩技術(shù)優(yōu)勢(shì)

首先，薄壁空心墩技術(shù)能夠顯著減少混凝土用量。相比傳統(tǒng)的實(shí)心墩結(jié)構(gòu)，薄壁空心墩僅在必要的部位設(shè)置實(shí)心墩身，其余區(qū)域采用空心設(shè)計(jì)，使墩身內(nèi)部形成空洞結(jié)構(gòu)，既能夠保證墩身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又可以大幅度減少混凝土的使用量，節(jié)約材料成本。

其次，薄壁空心墩能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁的整體輕量化。由于采用空心結(jié)構(gòu)，墩身的自重負(fù)荷大大降低，減輕了對(duì)橋梁主體結(jié)構(gòu)的負(fù)荷。減小道路橋梁地基的承載壓力，降低地基的設(shè)計(jì)要求，減少了工程造價(jià)和施工時(shí)間。

最后，薄壁空心墩的施工也更為便利。相比實(shí)心墩結(jié)構(gòu)，薄壁空心墩的施工工序更加簡(jiǎn)化。墩身內(nèi)部的空心結(jié)構(gòu)使施工過(guò)程中的模板安裝、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)更為靈活，降低了施工難度、縮短施工時(shí)間。空心結(jié)構(gòu)也有利于混凝土的充分澆筑和養(yǎng)護(hù)，提高了施工質(zhì)量和墩身的耐久性。需要注意的是，在采用薄壁空心墩技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中需要考慮墩身的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性等方面的要求，確保墩身滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求并具備足夠的抗震和承載能力。墩身內(nèi)部的空心結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行合理的防水處理，避免潮濕環(huán)境對(duì)墩身材料的侵蝕[1]。

2 工程概況

某大型橋梁項(xiàng)目建設(shè)長(zhǎng)度1.3km，設(shè)計(jì)的直線(xiàn)、緩和曲線(xiàn)和圓曲線(xiàn)上，圓曲線(xiàn)半徑為5km，緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)度為110m。從地形條件展開(kāi)分析，由于受到地形影響采取立交控制方式設(shè)計(jì)，整個(gè)線(xiàn)路穿越居民區(qū)，兩次跨越道路和橋梁。按照設(shè)計(jì)方案的要求，主橋墩采用圓端形空心橋墩，考慮工程需求，采用薄壁空心墩的方式進(jìn)行施工。

3 施工方案的選定

施工單位從工程項(xiàng)目的實(shí)際情況出發(fā)，考慮現(xiàn)場(chǎng)施工的需要，從爬模、滑模、翻模三種方案中選擇最佳的施工方案。爬模施工使用吊車(chē)將整個(gè)模板和工作平臺(tái)進(jìn)行吊升，由于吊車(chē)高度的限制，爬模施工無(wú)法滿(mǎn)足該項(xiàng)目的高墩施工作業(yè)要求?；Ｊ┕ご嬖谥螚U彎曲、局部坍塌等安全風(fēng)險(xiǎn)，在這種結(jié)構(gòu)下，墩身中間需設(shè)置縱隔板，施工難度較高，且無(wú)法降低成本?；谶@些因素，綜合分析現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量、造價(jià)、工期、安全性等多方面因素，薄壁空心墩外模板采取翻模定型模板組裝的方式，內(nèi)模板則使用組合模板的結(jié)構(gòu)。

4 模板的設(shè)計(jì)參數(shù)及穩(wěn)定性計(jì)算

4.1 外模的結(jié)構(gòu)

在施工時(shí)，采取分塊分組的方式，戶(hù)型外模板以6塊為一組。在直線(xiàn)段施工中使用平板模板組合的方式。在模板施工過(guò)程中，橫向、豎向接縫使用公母扣進(jìn)行連接，滿(mǎn)足整體連接穩(wěn)定性的要求。外模板面板直線(xiàn)段使用86mm 的鋼板，背部使用槽鋼進(jìn)行連接，達(dá)到連接穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)要求。在模板連接過(guò)程中，使用40mm、直徑為16mm 的螺栓進(jìn)行連接，保證連接位置達(dá)到密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，防止在施工過(guò)程中發(fā)生漏漿等嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。

4.2 內(nèi)模的結(jié)構(gòu)

外模板安裝施工結(jié)束后，需要進(jìn)行內(nèi)模板的安裝施工，該部分采用組合模板施工方式，由多種規(guī)格的模板共同組合形成，達(dá)到整體結(jié)構(gòu)施工效果的要求。組合模板在施工過(guò)程中，墩身直線(xiàn)段按照內(nèi)邊坡的坡度進(jìn)行安裝作業(yè)，圓端使用10cm×150cm 的模板，模板之間的連接使用楔形小木條進(jìn)行弧形坡度的調(diào)整。內(nèi)模板在安裝環(huán)節(jié)，每個(gè)節(jié)段的長(zhǎng)度為1.5m，安裝過(guò)程中以超過(guò)外模頂面為基本原則。將底部固定在凝固成型后的混凝土結(jié)構(gòu)上，每次拆模施工需要保留最上部的一層，下一節(jié)的模板固定在保留的模板上[2]。

4.3 模板的固定

模板的固定使用拉桿進(jìn)行連接，間隔距離為1m，在垂直方向上設(shè)置每節(jié)段2m 高度的連接，以達(dá)到連接效果的要求。每塊模板設(shè)置四道拉桿進(jìn)行連接，考慮到拆裝及重復(fù)利用，拉桿使用直徑20mm 的圓鋼制作，外部套入PVC 管。內(nèi)模板采取組合的形式，剛性性能相對(duì)較差，在沒(méi)有拉桿的部位上間隔50cm 設(shè)置井字架進(jìn)行支撐。

4.4 薄壁空心墩的穩(wěn)定性計(jì)算

空心墩結(jié)構(gòu)是中心受力的桿件，在軸向壓力的作用下會(huì)形成縱向彎曲，使構(gòu)件存在結(jié)構(gòu)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)人員要對(duì)高墩的穩(wěn)定性進(jìn)行充分的計(jì)算和分析，掌握各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，有效提升薄壁空心墩施工穩(wěn)定性。對(duì)該項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，在強(qiáng)度檢驗(yàn)合格后，才能夠投入現(xiàn)場(chǎng)施工。

5 道路橋梁薄壁空心墩的施工方法

5.1 設(shè)備配置

在施工過(guò)程中，墩身結(jié)構(gòu)周邊需要搭設(shè)鋼管架，同時(shí)在橫橋向設(shè)置升降機(jī)及卷?yè)P(yáng)機(jī)，使材料、工具等可以進(jìn)行垂直運(yùn)輸。在鋼管架內(nèi)部設(shè)置人員可以上下的梯子，利用高壓輸送泵垂直進(jìn)行混凝土材料的運(yùn)輸作業(yè)，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。

5.2 模板施工

將制作好的模板運(yùn)輸?shù)降缆窐蛄菏┕がF(xiàn)場(chǎng)后，首先進(jìn)行試驗(yàn)拼裝工作，各個(gè)部件尺寸和結(jié)構(gòu)性能驗(yàn)收合格后，再繼續(xù)開(kāi)展項(xiàng)目施工。墩身模板采取分段施工的方式，每一段的高度為5.0m，并且通過(guò)拉桿固定的方式連接，形成整體結(jié)構(gòu)。對(duì)局部特殊的位置需增加對(duì)拉桿。薄壁空心墩的內(nèi)外模板設(shè)置有鋼管支撐架，確保內(nèi)模結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定、牢固、可靠的效果。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行防護(hù)平臺(tái)生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，使用對(duì)拉桿進(jìn)行作業(yè)，周?chē)O(shè)置安全網(wǎng)，避免發(fā)生墜落事故。

薄壁空心墩使用翻模工藝施工時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)方案的要求，加強(qiáng)高度控制。根據(jù)施工工期，選擇最合適的空心墩組合形式，保證現(xiàn)場(chǎng)施工順利完成，提高施工速度。在空心墩澆筑過(guò)程中，單次澆筑的高度為4.5m，為下次澆筑施工預(yù)留0.5m 的高度。為防止空心墩在施工過(guò)程中出現(xiàn)漏漿，在模板安裝施工階段豎向縫隙使用法蘭螺栓連接的方式，使用泡沫密封條進(jìn)行密封處理，澆筑施工效果符合工程標(biāo)準(zhǔn)。

在該道路橋梁項(xiàng)目的施工過(guò)程中，空心墩的建造環(huán)節(jié)涉及三套模板的使用。每個(gè)模板的結(jié)構(gòu)都需要嚴(yán)格控制其尺寸精度，以確保現(xiàn)場(chǎng)施工的成果能夠符合規(guī)定的合格標(biāo)準(zhǔn)。在模板安裝環(huán)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝方案的要求，加強(qiáng)各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的安裝施工質(zhì)量控制，進(jìn)而有效保證結(jié)構(gòu)安裝效果合格，達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)施工的標(biāo)準(zhǔn)要求。在模板安裝工作結(jié)束后，進(jìn)行混凝土澆筑，達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)要求后，進(jìn)行模板的拆除作業(yè)，該環(huán)節(jié)注意輕拿輕放，將其存放到規(guī)定位置，并對(duì)模板表面進(jìn)行清理——涂抹一層脫模劑，便于后續(xù)的施工作業(yè)。此外，在模板外側(cè)設(shè)置施工人員專(zhuān)用的作業(yè)平臺(tái)，并且焊接鋼筋，滿(mǎn)足連接穩(wěn)定性，再在表面鋪設(shè)一層木板，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工人員行走的需要，便于后續(xù)的拆卸作業(yè)。

5.3 混凝土工程

其一，對(duì)于道路橋梁的薄壁空心墩施工來(lái)說(shuō)，混凝土工程是最為重要的結(jié)構(gòu)部分，對(duì)橋梁基礎(chǔ)施工效果的提升產(chǎn)生直接影響。在施工開(kāi)始前需要先標(biāo)注好薄壁空心墩施工位置、結(jié)構(gòu)、尺寸等，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工的需要，合理規(guī)劃混凝土澆筑施工順序，加強(qiáng)各個(gè)因素的控制，避免發(fā)生裂縫等問(wèn)題，以提升混凝土結(jié)構(gòu)的總體性能水平。

澆筑作業(yè)前，工作人員將模板表面存在的雜物、灰塵等清理干凈，還需清理鋼筋材料表面。由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行混凝土材料配合比的試驗(yàn)檢測(cè)，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)督檢查，確保混凝土材料的配合比合格，避免因配合比設(shè)置不當(dāng)而影響混凝土結(jié)構(gòu)的性能。在混凝土配比的環(huán)節(jié)，坍落度參數(shù)的控制尤為重要，對(duì)于該道路橋梁項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，水灰比、和易性也是重要的參數(shù)，必須加強(qiáng)這些參數(shù)的控制，滿(mǎn)足道路橋梁的施工需要。

在混凝土材料制作過(guò)程中，攪拌時(shí)間十分重要，該工程項(xiàng)目攪拌時(shí)間為1.0～1.5min。在薄壁空心墩現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)各個(gè)階段的控制，預(yù)留連接鋼筋的縫隙，使上下兩段混凝土結(jié)構(gòu)連接效果合格，保證施工的質(zhì)量[3]。

其二，混凝土材料制作完成且檢驗(yàn)合格后，使用專(zhuān)業(yè)的混凝土罐車(chē)將混凝土材料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)載之前需要在車(chē)廂內(nèi)壁涂抹一層油，避免混凝土材料黏結(jié)到內(nèi)壁。做好運(yùn)輸路線(xiàn)的設(shè)計(jì)，選擇最短運(yùn)輸路線(xiàn)，防止長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸造成混凝土材料離析。

其三，混凝土材料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)之后，進(jìn)行混凝土材料的澆筑施工，目前主要采取泵送的方式，可以提高施工的質(zhì)量和效率。澆筑工作開(kāi)始前，現(xiàn)場(chǎng)施工人員先對(duì)泵送管進(jìn)行濕潤(rùn)處理，達(dá)到良好的工作狀態(tài)，然后開(kāi)展泵送施工作業(yè)。水和砂漿材料不能直接流入倉(cāng)內(nèi)，同時(shí)還要控制混凝土材料的自由下落，高度必須在2m 以下。如果超過(guò)該高度，需設(shè)置串筒，防止在澆筑過(guò)程中發(fā)生混凝土材料離析。薄壁空心墩現(xiàn)場(chǎng)澆筑過(guò)程中，使用水平澆筑施工方法，采取分層、對(duì)稱(chēng)澆筑的方式，記錄現(xiàn)場(chǎng)施工各項(xiàng)技術(shù)條件，做好現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量監(jiān)督管理，確?；炷翝仓┕べ|(zhì)量合格。施工縫、模板縫水平位置一致的情況下，澆筑環(huán)節(jié)不能超出模板的水平端，需與模板頂部保持1mm的距離。

其四，混凝土澆筑施工結(jié)束后，進(jìn)行混凝土的振搗處理。薄壁空心墩結(jié)構(gòu)澆筑后的振搗尤為重要，選擇合適的振搗施工機(jī)械，加強(qiáng)施工工藝方案控制，使每個(gè)環(huán)節(jié)都處于監(jiān)督管控范圍之內(nèi)，進(jìn)而提升振搗施工水平，確保薄壁空心墩結(jié)構(gòu)的密實(shí)度合格，滿(mǎn)足道路橋梁使用的需要。振搗過(guò)程中執(zhí)行規(guī)范化操作，按照工藝方案進(jìn)行，使上下兩層的混凝土結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，形成整體結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足當(dāng)前道路橋梁施工的標(biāo)準(zhǔn)要求。插入振搗棒是目前主要的振搗施工措施，將新舊混凝土緊密連接起來(lái)，不會(huì)出現(xiàn)氣泡、蜂窩、麻面等嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。在振搗工作結(jié)束后，表面沒(méi)有發(fā)生下沉、氣泡等情況視為合格。在振搗過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管控，禁止觸碰預(yù)埋件、模板等結(jié)構(gòu)，避免造成結(jié)構(gòu)的變形或損壞，給施工效果造成負(fù)面影響[4]。

其五，脫模以及養(yǎng)護(hù)是混凝土結(jié)構(gòu)施工最為重要的環(huán)節(jié)，也是最后一個(gè)環(huán)節(jié)。薄壁空心墩施工過(guò)程中，脫模的時(shí)間控制十分重要。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa 時(shí)，即可開(kāi)展模板拆除工作。薄壁空心墩的高度相對(duì)較高，養(yǎng)護(hù)施工難度較大，通?？梢栽诨炷两Y(jié)構(gòu)外表面包裹一層無(wú)色的塑料膜，模板拆除后立即進(jìn)行包裹處理，采取自然蒸養(yǎng)的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。鋪設(shè)塑料薄膜可以避免水分流失，在混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到強(qiáng)度要求之后，不能立即拆除塑料薄膜。需進(jìn)行結(jié)構(gòu)荷載的計(jì)算分析，達(dá)到要求之后投入使用。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，加強(qiáng)施工環(huán)境溫度的控制，如果溫度不超過(guò)5℃，需進(jìn)行覆蓋保溫處理，防止發(fā)生裂縫問(wèn)題。

其六，空心墩的翻模施工也比較重要，施工人員使用先進(jìn)測(cè)量工具進(jìn)行線(xiàn)形、結(jié)構(gòu)的測(cè)量控制，確保高層定位垂直度偏差處于合理范圍內(nèi)。就目前來(lái)看，測(cè)量設(shè)備以全站儀為主，使用該設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，可以發(fā)揮三維坐標(biāo)法的優(yōu)勢(shì)，設(shè)置四個(gè)交點(diǎn)，各個(gè)位置上的測(cè)量都滿(mǎn)足精準(zhǔn)性的要求。垂直度檢測(cè)過(guò)程中，以使用吊垂線(xiàn)、全站儀測(cè)量的方式為主，確保墩身的豎直度合格，防止影響施工效果。翻模過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)澆筑環(huán)節(jié)以從兩側(cè)到中間的順序進(jìn)行，采取分層澆筑施工方式，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的性能合格[5]。

6 結(jié)語(yǔ)

薄壁空心墩技術(shù)作為一種創(chuàng)新的橋梁墩身結(jié)構(gòu)形式，具備減少混凝土用量、實(shí)現(xiàn)整體輕量化和簡(jiǎn)化施工工序等優(yōu)點(diǎn)，為道路橋梁的設(shè)計(jì)與建設(shè)提供了一種可行方案。采用薄壁空心墩技術(shù)可以減少材料成本，降低自重負(fù)荷，減小地基承載壓力，進(jìn)而降低工程造價(jià)和施工難度。施工過(guò)程中的模板安裝、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)更為便利，提高了施工效率和墩身的質(zhì)量。但是，在橋梁項(xiàng)目建設(shè)中，薄壁空心墩技術(shù)的應(yīng)用也需要滿(mǎn)足墩身的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性等方面的要求。在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，需要進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析，確保墩身滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全性和抗震要求。