客运专线桥梁大体积实心墩身施工技术

王守昌

（中铁大桥局集团第一工程有限公司，河南 郑州 450053）

1 前言

随着我国经济的飞速发展，我国的高速铁路事业也出现空前的蓬勃发展势头。客运专线桥梁施工技术也在不断的探索和成熟。墩身施工作为桥梁施工的重要组成部分，也在不断的优化设计和施工技术，在不断的完善中得到了新的发展。

2 工程概况

郑州黄河公铁两用桥为石武铁路客运专线及中原黄河公路大桥跨越黄河的共用特大桥梁。主桥1#~11#墩铁路墩身采用圆端形，墩身平面尺寸为19m×5m，墩身最大高度为9.18m。墩身采用C45钢筋混凝土实心结构。墩身结构形式见图1。

3 施工重点和难点

郑州黄河公铁两用桥墩身是采用了新的抗震设计规范后设计新型桥墩，施工中采用大块钢模板整体一次性浇筑完成。该墩身结构较以往墩身设计和施工有了很大的改变，要求的技术标准也有了很大提高，难度和控制重点也随之变化，主要体现在以下几个方面：

内部增加了大量的水平钢筋网，混凝土振捣成为施工的难点和控制重点。郑州黄河公铁两用桥主桥墩身除采用在四周设置主筋和箍筋外，在墩身内部自下而上全部增加了水平钢筋网，钢筋水平间距15cm，各层钢筋网竖向间距10cm。墩身高度9.18m一次进行整体浇筑，按照常规施工方法人员无法下至墩身内部进行振捣，也无法观察到混凝土振捣的情况，人员如何进入墩身内部进行振捣成为墩身施工的难题之一。

外观质量要求更高。郑州黄河公铁两用桥项目以“确保鲁班奖，争创国家科技进步奖”为目标，按照350km/h高速客运专线的设计和施工标准，对外观质量和内在质量都有较高的标准。为了满足墩身混凝土的外观质量，该桥采用了大块钢模板进行一次性整体浇筑，如何能够保证混凝土的外观质量也成为混凝土施工的重点和难点。

墩身结构尺寸大，混凝土温差和裂纹控制成为施工的难点和控制重点。墩身结构采用大尺寸的实心混凝土结构，结构厚度达5m，采用了高性能混凝土，对混凝土内外温差要求较以往标准更加严格。加上墩身施工与承台施工时间不同，不同龄期混凝土收缩徐变的速度不同，容易在墩身和承台连接部位产生裂纹。

4 施工方法及技术措施

4.1 施工准备

将承台顶面凿毛清理，测量放线。钢筋和模板安装前在墩身周围搭设钢管脚手架作为施工平台。

4.2 钢筋的加工安装

4.2.1 钢筋在车间加工为半成品，运至现场后绑扎成型。

4.2.2 在钢筋和模板之间设置垫块以保证钢筋的位置和混凝土保护层的厚度。在墩身内部各层钢筋之间设置了架立筋保证各层钢筋之间的间距，也防止水平钢筋网下挠过大。

4.2.3 钢筋安装过程中，为了防止施工人员对绑扎好的钢筋网片踩踏变形，利用周围主筋和箍筋，以及中间的架立筋作为支撑，在施工平面上方设置钢管并铺设脚手板作为作业平台，不断向上倒用实现钢筋网片的逐层绑扎。

4.3 冷却管安装

4.3.1 主桥墩身属于大体积混凝土施工，因此为了降低混凝土内部水化热，主桥墩身内设置冷却管。

4.3.2 冷却管安装应和钢筋安装同步进行。冷却水管直径不宜小于φ48mm，可按以下布置原则进行分层：冷却管竖直布置，底层管距底面50cm，管网距墩身四周边缘为50～100cm，每层（墩身5m方向分层）管网层间距为100cm～150cm。

4.3.3 冷却管要与钢筋骨架或架立钢筋绑扎牢靠。将冷却管网分区分层编号登记。将进、出水管口与进出水总管接通，进行通水试验，要求水管畅通且不漏水。

4.4 模板的制造安装

4.4.1 墩身模板采用新制大块钢模板，在工厂内集中加工制造。模板间用螺栓连接为整体。模板制作完成后进行预拼检验，检验合格后投入使用。

4.4.2 模板安装前要涂刷脱模剂，涂刷时注意不得污染钢筋。

4.4.3 模板安装前在模板底脚位置浇筑5cm左右的高强度水泥砂浆垫层，以方便模板安装时找平，防止根部漏浆造成烂根，而且有利于模板的拆除。模板安装过程中，设置缆风绳防其倾覆。

4.4.4 模板安装完毕，测量组要检查其平面位置、顶面标高情况，符合要求后浇筑混凝土。

4.5 混凝土浇筑

4.5.1 混凝土采用了客运专线高性能混凝土。通过大量的试验，选择出水泥用量小、掺加优质粉煤灰和矿粉、使用JM-PCA聚羧酸外加剂的配合比，节约了水泥，降低了水化热，保证了混凝土的施工性能。

4.5.2 墩身混凝土采用整体一次性浇筑。混凝土浇筑前需要预留一部分区域的钢筋不进行帮扎，施工人员由未绑扎钢筋的空隙进入墩身内部进行施工和观察，以便确保混凝土振捣质量。当施工到未绑扎钢筋区域时，组织人力将钢筋恢复，再进行浇筑，采用同样的方法进行循环施工直至全部施工完毕。

4.5.3 墩身混凝土用搅拌车运输，混凝土汽车泵泵送浇筑。在泵管前端接长2节软管，并深入墩身内部，在泵管下方设置串筒，防止混凝土自由倾落高度过大造成离析。

4.5.4 混凝土浇筑前底部应先浇入少量的水泥砂浆。浇筑应由外侧向内侧分层对称进行。混凝土振捣采用加长型的φ50、φ70等型号的插入式振动棒，振动棒长度由原来的8m增加至12m，能够一次性深入墩身底部进行振捣施工。

4.6 混凝土养生和温度控制

根据客运专线高性能混凝土的施工要求，混凝土芯部与环境温差不得大于15℃。为了能够更好的控制墩身混凝土的内外温差，防止出现因温差过大产生的裂纹，提高混凝土的耐久性，混凝土施工过程中主要采取以下技术措施：

①控制混凝土入模温度

通过对混凝土原材料的温度控制，如冬期将拌合水加热、夏期加冰降温等措施，来保证混凝土的出机温度；另外对混凝土运输车采取保温措施，防止混凝土运输过程中温度变化，保证混凝土入模温度在5℃~30℃之间。

②加强混凝土施工及养护过程中的温度控制

除对混凝土进行表面洒水养护以外，为降低混凝土内部水化热导致的混凝土温度上升，在墩身内部布置多层冷却管，并在混凝土浇筑完成后及时通水降温。

同时在墩身四周设置钢管拼装整体保温罩将整个墩身罩起来，混凝土浇注完毕后立即在墩身顶面覆盖塑料薄膜并用蓬布包裹起来，并在墩身四周设置大孔眼煤炉烧开水进行保温和养护。同时在墩身四周多个位置放温度计，随时检测环境温度。

除布置冷却管以外，在墩身内部还布置有测温元件，并安排专人定时观测混凝土内部温度情况，以便随时掌握混凝土内外温差情况，用来指导和控制墩身养护。

③墩身根部蓄水养护控制裂纹产生

现场施工中除了采用布设冷却管的常规措施外，在墩身与承台连接位置采用蓄水养护，有效控制了墩身裂纹的产生。

5 结束语

在我国客运专线建设中，设计时速350km/h的高速铁路桥梁设计和施工正处在不断探索的阶段，需要对已建或在建的桥梁，尤其是大型的桥梁施工技术进行不断的总结和创新。笔者根据现场的施工实践，通过对按照客运专线标准修建的郑州黄河公铁两用桥主桥墩身的施工技术进行总结，为新形势下高速客运专线桥梁下部结构施工提供参考。

[1]中国铁路工程总公司.客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）.北京：中国铁道出版社，2005.

[2]中铁三局集团有限公司.铁路桥涵施工规范（TB10203-2002，J162-2002）.北京：中国铁道出版社，2002.

[3]黄绳武主编.桥梁施工及组织管理（上册）.北京：人民交通出版社.1999.