为适应经济的快速发展, 满足人们日益增长的生活需求, 我国的铁路网建设正在快速扩展, 尤以高速铁路最为明显。但在铁路建设中, 沿线复杂的地形提高了施工难度, 增加了工期与成本。空心墩施工技术的广泛应用为铁路修建工作提供了良好的技术背景, 有助于提升铁路工程质量。

本铁路桥梁起始里程DK065+623.510, 终止里程DK066+611.070, 共27个墩台, 采用21～32m高支梁+1- (60+100+60) m连续梁+2-32m高支梁。墩台基础为1.0m、1.25m、2.0m钻孔灌注桩, 桩长8.5～39.5m不等, 共275根;承台长度为10.2, 4.8, 5.6, 6.8, 8.1, 7.5, 9.0, 9.7m, 对应宽度为8.1、10.2、11.1m, 对应高度为2.0、2.2、2.5m。此外, 本工程选用矩形空心桥台形式, 5～20号桥墩采用圆端形空心墩, 其余桥墩均采用实体墩, 墩高为8.35～28.85m。连续梁采用挂篮悬臂浇筑法。

施工前的准备工作至关重要, 具体需做好以下3方面工作: (1) 成立专项小组, 提高场地的平整度, 确保水、电及道路的畅通, 确保进场钢筋的质量, 并对其进行验收; (2) 对桥墩平面及高程进行精准测量, 为施工提供精确数据; (3) 定期对设备进行检修, 为工程施工创造良好的条件。

严格控制高墩的垂直度, 并将轴线偏位控制在规定范围内, 以提升高墩放样质量, 具体做法如图1所示。图中1～8号点的设置可有效保正模板的安装精度和墩身的垂直度, 其中:3、4、5、6号点彼此之间通过复核的方式确保轴线偏位;4、5号点起标记作用, 反映吊线复核桥墩的垂直度。

基于GPS技术, 辅助使用三角网与导线组合的方式, 对施工结果进行测量;对高程控制网的测量, 采用水准和三角高程相辅助的方式。需说明的是, 每完成一道高墩浇筑作业后, 应随即展开轴线及高程测量。

采用定型钢模板, 每节高1.0～2.0m。整套模板共58节, 长87.5m, 包括3m高托盘式顶帽1套, 另配有0.5～1.0m的调节块共7节, 用于高墩的底部。

模板应按照所需修建的桥墩形状进行加工, 使其符合桥墩浇筑的需要。一般情况, 整个模板由很多部件构成且需进行专门定制, 在制造过程中要注意模板的质量。将整套模板安装时, 大多使用螺栓固定。作为防护栏立柱, 每层模板上的所有架立柱通过2根直径16mm的螺纹钢串连起来。在施工平台, 需在模板上平铺坚硬的板材, 便于施工人员行走。整个桥墩中还要进行内模安装, 这种内模大多使用不锈钢材质。

管段内空心墩主筋的选材应以HRB400钢筋为最佳且直径为28mm, 采用双层结构布筋, 使用滚轧自螺纹机进行连接。在同一区段, 其钢筋接头区域的总面积应不大于所有钢筋总面积的1/4, 并通过焊接方式实现环向水平箍筋的连接, 焊接时应确保焊缝长度不小于20cm。

工程中墩身护面钢筋之间应保持固定宽度, 可采用安装定型模具的方式实现, 该方式可增强钢筋保护层的稳定性。

施工时, 钢筋安装高度通常会大于稳固模板, 基于安全性考虑, 需将超出部分严格控制在6m范围内, 安装过程中应确保箍筋、拉筋与主筋之间的紧固度。

由于墩高不同, 模板的吊装方法也存在差异, 常见的吊装方法有汽车吊和塔吊2种。使用规格为M12×30的螺栓, 实现模板之间的固定连接, 各拉杆之间的间距应控制在1.0～1.5m。在内外平台安装过程中, 以塔吊的方式将平台支撑安装在围带上。

模板和钢筋需符合工程标准, 混凝土漏斗安装位置以内、外模板之间的区域为佳, 将混凝土泵送到接料平台, 通过漏斗和串筒进行浇筑。

在单节段混凝土施工时, 应确保施工的连贯性, 本工程以水平分层浇筑方式为佳, 各层浇筑厚度为30cm。

串筒底口距混凝土面的高度应控制在1～2m, 避免出现混凝土离析现象。串筒出料口下方常会堆积混凝土, 应控制其高度小于1m。

混凝土振捣应由专人负责。在作业中, 振捣棒的移动间距应小于振捣棒半径的1.5倍, 且与模板间距应控制在5～10cm。

分层浇筑对深度的要求较为严格, 即插入混凝土的深度应大于5cm, 但小于10cm。每完成一处振捣后都需将振动器拔出, 整个振捣过程应遵循“快插慢拔”的原则, 以振捣器长度为基准, 振捣深度应不大于振捣器长度的1.25倍。插入时应遵循均匀性原则, 当振动棒不再下沉且不出现气泡时, 方可停止作业, 在振捣过程中应避免漏振及过振现象。

当完成混凝土振捣后, 应封闭该区域1.5～24h不等。当混凝土压力值大于3MPa时, 应对表面的浮浆进行清除, 放线后按以上顺序继续进行上部节段的混凝土施工。

当混凝土浇筑完成后, 需使用塑料薄膜对墩顶面加以覆盖, 完成拆模后应确保墩身被薄膜充分包裹, 养护时间不少于14d。当桥墩高度过高, 水压较低时, 可采用混凝土养护液进行养护。

每节段模板组装后, 用塔吊提升至施工作业平台拼装, 安装后应进行质量检查, 检查项目及方法如表1所示。

在固定好钢筋及安装好模板后进行混凝土浇筑, 需注意的问题如下:

1) 混凝土拌合 混凝土搅拌站需按照施工标准进行配比搅拌。

2) 混凝土运输 在混凝土运输过程中, 要避免气温对已搅拌好混凝土性能的影响, 如气温过高或过低, 故搅拌站最好选择与所修建的桥墩较近的。

3) 混凝土浇筑 使用混凝土泵车将混凝土泵送至模板中。在此过程中, 上下落差高度应不大于2m, 若超过2m, 需增加设备辅助浇筑。浇筑时速度不宜过快, 要注意模板是否发生松动, 同时还要对温度进行监控。

综合接地对于高速铁路工程至关重要, 是高墩结构施工的核心工序。接地钢筋需满足设计要求, 并用红漆进行标注。使用双面焊技术可实现接地钢筋的连接, 确保搭接长度最小值为55mm (单面焊对应长度最小值为100mm) , 焊缝高度最小值为4mm。十字交叉区域可以采用“L”形钢筋焊接的方式, 此时钢筋直径应为16mm。

1) 端子设置 接地端子尾部应进行混凝土浇筑处理, 同时还应通过焊接方式确保与接地钢筋的紧固度。为了避免接地端子受到异物干扰, 应配备端子孔塞。墩台身接地端子的顶面需与混凝土表面处于同一水平线上, 最大偏差范围控制在-2～+5mm。

2) 接地电阻测试 应使用ZC-8型电阻测试仪进行检测, 其精度为0.1, 对应量程为0.1～10Ω。

综上所述, 空心墩修建是一项系统工程, 对施工技术提出了较高要求。在高速铁路的建设中, 空心墩的应用起着极为重要的作用。为了更好地促进高速铁路网络的发展, 需对空心墩施工技术进行深入研究, 不断提高技术水平, 为桥梁工程施工提供有力的技术支持。