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高架桥双支外扩花瓶墩施工技术与质量控制
[摘要] 花瓶墩钢筋整体吊装工艺采用无支架模板系统，加工方便、操作简单、机械化程度高，安装速度快，平安性能高、施工周期短等优点。在既有道路上施工采用无支架模板系统，不仅促进了工程进度，而且减少了土地使用，有效解决了高架桥施工对地面交通通行的矛盾，提高了文明施工形象。
[关键词]高架桥 花瓶墩 整体吊装 质量控制 1 前言
在现代化的大小城市中，人口的急剧增加使车辆日益增多，造成平面立交的道口处的车辆堵塞和拥挤。需要通过修建立交桥和高架桥形成多层立体的布局，以提高车速和通过能力。城市环线和高速公路网的连接也必须通过大型互通式立交进展分流和引导，保证交通的畅通。所以，现代化城市中的高架桥和立交桥，不仅是规模宏伟的工程实体和组成城市的交通网络，而且是解决城市交通拥挤问题的有效途径，同时也是光荣夺目的建筑艺术结晶。
城市开展后，交通拥挤，建筑物密集，而街道又难于拓宽。在进展城市轨道交通高架桥设计时,首先应该考虑对景观的影响,在考虑构造自身的构造要求及强度要求的同时,注重桥梁的艺术造型,把对构造的美化设计放在突出位置,尽量与周边环境统一协调,融为一体。构造造型与各部位尺寸比例应相互协调,梁体构造舒展流畅,讲究其线型,下部构造简洁轻巧,通透性好,使高架桥成为城市的一道靓丽风景线〔图1〕。
图1 城市高架桥效果图
高架桥上部构造一般使用的箱梁以及T 梁等这些梁式桥构造,比拟平淡以及单调，下部
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构造的桥墩对美化高架桥起来重要的作用。外形相似于花瓶的花瓶墩既能承受上部构造的荷载，又能给地面道路留出足够的空间，同时美观流畅，故得到了广泛的应用。花瓶墩分两类：实体花瓶墩和镂空花瓶墩〔图2),镂空花瓶墩空间开阔、轻巧纤细，在狭窄、压抑的高架桥沉重的上部构造底下，更显得美观、空旷，让人富有活泼、轻盈和清新的感觉。
图2 花瓶墩构造图〔左-实体花瓶墩，右-镂空花瓶墩〕
本公司施工的湾跨海大桥杭甬高速连接线公路工程〔余夫至小娥互通段〕高架桥下部构造采用了轻型的镂空花瓶墩即双支外扩花瓶墩，起到了美观和实用的效果。 2工程概况 2.1花瓶墩概况
本公司施工的湾跨海大桥杭甬高速连接线公路工程〔余夫至小娥互通段〕合同段起点位于兰大道与329国道穿插口南侧，里程桩号为K14+660.4。路线向北展线，经朗霞街道，于泗门镇村北设泗门互通联系G329北复线(北大道),再向北跨越四塘横江、五塘横江，终于小娥镇符丁五丘东，接规划的杭甬高速公路复线小娥互通，终点桩号 K22+060，设计路线全长7.400公里。全线共设一处互通式立交——泗门互通式立交；包含特大桥1座、大桥6座〔图3〕。
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图3 花瓶墩高架桥布置图
全线主桥墩柱主要设计为花瓶墩，墩柱数量共计251个：预制墩179个，现浇墩38个，辅墩34个。曲线段花瓶墩最长长度到达6.9m，外扩幅度到达4.5m；箍筋形式主要为四边和八边形且布设较为密集。曲线段钢筋施工时钢筋连接安装困难，施工操作难度较大，保护层厚度难以控制。 2.2计算荷载的取值
活载 公路—Ⅰ级，车道数根据?公路桥涵设计通用规?〔JTG D60-2004〕4.3.1条确定，
相应考虑车道折减系数及箱梁偏载系数；
温度 体系温差 升温25℃，降温20℃
日照温差 按照?公路桥涵设计通用规?〔JTG D60-2004〕的规定取值，运梁
阶段按裸梁温度梯度乘组合系数0.7；
风荷载 与活载组合 桥面风速按25m/s考虑 成桥只与恒载组合 根本风速V10=31.3m/s 施工组合 根本风速V10=31.3×0.84=26.3m/s
不均匀沉降 L/3000〔L为跨径，施工运梁阶段未考虑不均匀沉降参与组合〕； 运梁车荷载共按21个轴考虑，轴距2.3m，轴重50t，接地比压0.6MPa〔图4〕。
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运梁车纵向轮载布置20×2.3m4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P4P横向轮载布置1.2m4.3m1.2mPPPPP=12.5t
图4 运梁车荷载示意图
荷载组合
恒载+汽车+根底沉降
恒载+汽车+根底沉降+温度力〔升温〕+制动力 恒载+汽车+根底沉降+温度力〔降温〕+制动力 恒载(一期)+运梁车荷载+温度力×0.7 3花瓶墩施工技术要点 3.1工艺流程
钢筋骨架制作、检查→运输至施工现场→骨架吊前检查→直线段骨架两端平行起吊→骨架一端不动，一端提升→骨架竖直吊装就位→标高、垂直度复测→直线段砼浇筑→曲线段骨架拼装→曲线段砼浇筑→盖梁施工。
预制段墩身外扩幅度较大，为保证墩身砼浇筑质量，保证施工平安，预制段墩身分三次浇筑〔图5〕：
第一次浇筑直线段，浇筑至直线段与曲线段交界面下20cm处，钢筋接头一半在直线段，一半在弧线段。
第二次浇筑曲线段，浇筑至系梁底。先支立弧线外侧模板，然后绑扎钢筋〔主筋绑扎至墩顶，其余绑扎至系梁底〕，最后支立其余三面墩柱模板，浇筑砼。
第三次浇筑剩余曲线段及系梁。具体示意图如下：
第一次浇筑第二次浇筑第三次浇筑
图5 花瓶墩浇筑程序
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3.2 操作要点 3.2.1承台施工
〔1〕基坑施工
承台基坑施工过程为防止降水和地下水影响，砂质粉土泥沙随水从钢板桩空隙中流出出，导致基坑两侧出现沉降裂缝及塌方危险。对兰大道两侧钢板桩插打方式进展改变，采取正反扣施工并做好防排水措施。
〔2〕钢筋加工
承台钢筋骨架及箍筋等半成品在经硬化的钢筋加工厂进展加工，加工完成后，运至现场进展安装。然后运至现场进展绑扎。钢筋焊接长度单面焊为10d，双面焊为5d。绑扎完成后，在自检合格根底上再经质量负责人验收合格后报监理验收。合格前方可进展下道工序。
〔3〕模板安装
模板进场检查合格后，清理干净，均匀涂刷脱模剂，人工配合汽车吊进展拼装，并在接缝处夹止浆带防止漏浆。钢筋保护层设置统一采用马蹄形混凝土高强垫块，垫块的布设数量不得少于4个/m。垫块与钢筋采用绑扎连接，其绑扎丝头不得进展混凝土保护层。
〔4〕砼浇筑
承台砼全部采用C30泵送砼，由混凝土搅拌站集中拌制，用砼输送车输送，通过汽车泵泵送导入模。浇捣确保证砼供给连续性，一次性浇捣成型，防止出现冷茬现象，浇捣采用分层法，每层厚度控制在30cm以，且必须在下层混凝土初凝前完成上层混凝土浇筑。 3.2.2鐓粗、车丝
〔1〕鐓粗
采用端部墩粗冷挤压机进展墩粗，镦粗前镦粗机应先退回零位，再把钢筋从前端插入、顶紧，然后给油泵上压。选择最正确镦粗压力进展镦粗；检查镦粗基圆直径、镦粗长度、镦粗缩短尺寸等是否符合要求。镦粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向外表裂纹，钢筋端头不得偏位。
〔2〕车丝
钢筋套丝要在钢筋螺纹套丝机上进展。丝头的螺纹加工长度应符合要际车丝误差为2～3个丝；车丝完成后，对端头进展打磨，磨去刺边，提高对接质量〔图6〕。
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图6 钢筋接头制作〔左-车丝 ，右-打磨〕
鐓粗完成后在端头10cm处做标记，车丝完成后对钢筋进展试对接。 3.2.3半成品加工
钢筋半成品加工采用数控设备及胎架统一加工〔图7〕。数控弯曲加工由电脑准确控制弯曲度，确保钢筋加工标准，弯曲准确，尺寸准确，提高加工质量。
图7数控设备加工钢筋
半成品钢筋骨架成形采用专用的定位摸架，定位架能准确定位纵向筋、横向钢尺寸、间距、确保加工精度。 3.2.4组合式胎架设计原理
胎架设置在钢筋加工厂场地上设置胎架〔图8〕，曲线段按4m设置，直线段按6m设置采用拼装式设计方法；钢筋笼胎架由曲线段和直线段两局部组成，钢筋笼采用“长线法〞预制，即在钢筋加工厂胎座上直选段与曲线段两节主筋接头用套筒连接、整体绑扎成型，成型后，将两节曲线段与直线段分割处进展数字标记，然后分节运输和安装。
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图8 钢筋胎架图
3.2.5墩身钢筋整体加工
〔1〕整体加工时先安装部箍筋及加强筋设置在胎架的限位位置作为部支撑骨架。 〔2〕按胎架主筋的限位标识位置，依次对称安装墩身长主筋、并与箍筋点焊连接。 由顶节和底节组成的钢筋笼，加工时先安装曲线段的主筋，然后再用套筒连接、固定曲线段主筋，完成节间主筋的对接图〔9〕，即采用长线法施工。成型后，将两节曲线段与直线段分割处进展数字标记，然后分节运输和安装。
图9直线段与曲线段对接位置图
3.2.6骨架存放及运输
为预防钢筋笼存放时变形，曲线段、直线段钢筋骨架吊装为了防止吊装时钢筋骨架变形，钢筋骨架加强筋增设十字撑，顶部采用篷布或彩条布予以覆盖，防止水浸和雨淋。枕木位置最好和加劲箍重合；钢筋笼移运至现场，采用平板车，并用缆绳固定减少运输过程中颠簸造成钢筋变形。 3.2.7整体吊装
〔1〕墩身直线段钢筋笼吊装〔图10〕前，依据放样位置及钢筋笼的外部轮廓尺寸在承台上层钢筋与墩柱直线段钢筋骨架交接部位，设置一道加强箍筋进展焊接，起定位作用。
图10墩柱直线段整体吊装图
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〔2〕设置架立筋，架立筋底部支撑在垫层上，同时与承台钢筋焊接，增强稳定性并用缆风绳固定〔图11〕。
图11直线段墩柱钢筋预埋图
〔3〕曲线段钢筋在底节混凝土浇筑完并到达一定强度后进展安装，安装时用汽车吊起吊钢筋笼至底节直线段墩身钢筋顶部，就位后用套筒连接直选段预留钢筋接头。具体吊装方法为：在钢筋笼两头各使用一根钢丝绳，两端同时起吊，然后慢慢起吊，钢筋笼直立扶稳后，人工微调钢筋笼位置，使对接钢筋均能一一对应。检查钢筋骨架的垂直度，当垂直度符合要求时，将对接钢筋对称进展对接，同时应随时观察钢筋骨架的垂直度，发现偏斜立即进展调整〔图12〕。
图12曲线段钢筋骨架整体吊装图
〔4〕钢筋笼安装时测量人员跟踪检测钢筋笼的竖直度和高程，及时进展就位调整，调整完毕后拉设抗风缆绳进展加固。 3.2.8保护层控制
保护层垫块采用高强度水泥垫块，根据规要求设置垫块数量，按4个/m的最低要求呈梅花状进展布置，根据现场实际情况增加垫块数量，防止垫块设置的数量不够，导致垫块被压碎、变形的情况。
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垫块要求合理、准确地安装在主筋或同其穿插处附近的箍筋上，固定要结实，防止在浇筑过程中发生位移和滑落；绑扎垫块的扎丝头不得伸入保护层。混凝土浇筑前全面检查垫块是否缺少或损坏。 3.2.9模板安装
墩柱模板采用大型组合定型钢模，具有足够的强度、刚度和稳定性，板面之间平整，接缝严密。到施工现场后，进展试拼装加固，试拼后用钢卷尺校核其直径，模板拼缝间用5mm厚泡沫橡胶做密封条。 3.2.10砼浇筑
浇捣确保证砼供给连续性，一次性浇捣成型，防止出现冷茬现象，浇捣采用分层法，每层厚度控制在30cm以，且必须在下层混凝土初凝前完成上层混凝土浇筑。为防止砼发生离析现象，混凝土自由倾落高度不超过2m，采用串筒或加长混凝土输送泵车的软管。下灰时用窜筒下料以保证模板受力均匀，不发生变形。浇捣砼塌落度控制在16±2cm。浇捣过程中加强振捣，不得漏振或过振，注意振捣棒头插入砼的间距、深度与作用时间。振捣过程不能碰撞模板、钢筋及预埋件。对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是砼停顿下沉，不再冒气泡、外表呈现平坦、泛浆。
为减轻混凝土入模冲击力对钢筋与模板间垫块的影响，混凝土自由落体高度大于2m时。混凝土浇筑期间，由专人检查预埋钢筋和其他预埋件的稳固情况，对松动、变形、移位等情况，及时将其复位并固定好。 4质量控制
4.1主要质量标准和规
严格执行?公路桥涵施工技术规?〔JTG/T F50-2011〕；?公路工程质量检验评定标准?〔JTG F80/1-2004〕；?钢构造设计规?〔GB50017-2003〕；?组合钢模板技术规?GB/T 5024-2013；?省高速公路施工标准化管理实施细那么?等相关标准化施工文件；国家、行业等相关平安生产方面的法律、法规、相关规性文件。 4.2关键部位、工序的考前须知和技术要求 4.2.1钢筋质量控制
(1)钢筋加工尺寸、数量准确，所有半成品钢筋下料后均按施工图编号对应挂好标识牌。 (2)承台预埋墩柱钢筋位置、标高必须有专人复核，确保准确无误。
(3)钢筋骨架必须有足够的刚度和稳定性，墩柱主筋与预埋钢筋逐根连接后，应用定位架将主筋临时固定，确保整体骨架成型后的尺寸及形状准确。
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(4)浇筑混凝土前，指定专人仔细检查钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度。 4.2.2模板质量控制
模板在安装前，对模板外表进展清洁、校正、涂脱膜剂，安装时用止水带堵塞板缝，保证浇注砼时不漏浆。模板及支撑加固牢靠后，对轴线及平面位置进展复核，满足设计图纸要求后报监理工程师检查验收。 4.2.3砼质量控制
(1)严格控制原材料的质量，砼用原材料必须采用同一厂家的材料，防止材料混杂，砼成品构件色差较大，影响外观。
(2)墩柱混凝土拆模后，尽快用塑料膜包裹，以减少水分损失和外表温度降低过快出现收缩裂缝。
(3)在配合比设计时，选用水化热低的水泥，尽量减少水泥用量，添加粉煤灰、缓凝剂等措施降低水化热。
(4)夏季施工在骨料仓上搭设钢棚，防止直射使骨料升温，模板外侧用土工布覆盖并洒水降温，砼输送罐车和输送泵管预先通水降温后再使用，且尽量选在一天中气温较低时浇筑砼。时刻关注气象情况，尽量避开雨天浇筑砼。
(5)混凝土浇筑时分层布料，厚度控制在30cm以，在混凝土浇筑过程中及时将浇筑的混凝土均匀振捣密实，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以外表泛浆或不冒大气泡为准，一般不超过30s，防止过振。
(6)混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度外，还应考虑到拆模时的混凝土温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂，更不能在此时浇筑凉水养护。
(7)在振捣混凝土过程中，加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，安排专人负责监视模板、钢筋、和预埋件，防止螺栓松动、模板变形时及时采取措施予以处理。混凝土浇筑完后，应仔细将混凝土外表压实抹平，抹面时严禁洒水。
(8)为防止外温差过大，造成温度应力大于同期砼抗拉强度而产生裂缝，养护应采取保温、保湿养护法。先在砼外表覆盖塑料薄膜，覆盖时间以砼初凝时间为宜，覆盖塑料薄膜的目的是防止水分蒸发，然后在薄膜上覆盖土工布保温，防止砼外表降温过快外温差过大。墩柱混凝土拆模后，尽快用塑料膜包裹，以减少水分损失和外表温度降低过快出现收缩裂缝。 4.3质量检查和验收标准
外观质量检测全数检查，依据?混凝土构造工程施工质量验收规?〔GB50204-2002〕现
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浇构造的外观质量缺陷中不允许露筋、裂缝〔纵向和环向〕、而对于蜂窝麻面、孔洞、夹渣、碰撞等不允许有严重缺陷，一般缺陷允许修补合格。
〔1〕钢筋加工的质量必须符合有关标准进展验收。 〔2〕花瓶墩质量检查、验收见表1。 花瓶墩质量检查、验收表 表1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 5结语
〔1〕花瓶墩钢筋整体吊装工艺采用无支架模板系统，加工方便、操作简单、机械化程度高，安装速度快，平安性能高、施工周期短等优点。在既有道路上施工采用无支架模板系统，不仅促进了工程进度，而且减少了土地使用，有效解决了高架桥施工对地面交通通行的矛盾，提高了文明施工形象。
〔2〕花瓶墩钢筋整体吊装工艺有效地控制了墩身钢筋施工质量，可大大提高钢筋绑扎和安装精度，有效的控制保护层厚度。减少墩身施工人力、材料、机械等费用，加快墩身施工进度，经济效益明显。
〔3〕釆用花瓶墩钢筋整体吊装施工有效的加快墩身施工速度，并且平安、质量得到了保障。
参考文献
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[4]顺洪.花瓶墩盖梁及悬浇梁施工中可移动托架技术解析.公路交通科技(应用技术版).
模板高程 模尺寸 轴线偏位 垂直度 模板相邻两板标高上下差 外表平整度 预埋中心线位置 预埋孔洞中心线位置 工程 柱 柱 柱 柱 柱 钢模板 柱 钢模板 允许偏差(mm) ±10 ±20 8 0.15%H且不大于20mm 2 5 3 10 - .word.zl.
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2015(2).
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