城市立交预应力双柱式H型花瓶墩一次成型施工工法 完成单位名称：中建六局第三建筑工程有限公司
主要完成人：徐楚 张晓军
1. 前言
城市立交预应力双柱式H型花瓶墩一次成型施工工艺是采用定制成型钢模板一次性合拢作为模板支撑，混凝土泵送入模浇筑，一次成型，避免花瓶墩喇叭口曲线变截面段和系梁二次施工的方法。目前，国内高架桥双柱式墩柱施工一般均采用H型双柱，且多为直立柱，墩柱上部及系梁部位少数采用曲线变截面喇叭口花瓶式，且系梁跨度较大，墩柱系梁采用预应力形式较为少见，高度在10米以上的双柱式H型墩柱施工多采用分段浇筑法，二次支模困难且留有明显分段接茬，若一次性浇筑外观成型效果不理想；并且在混凝土浇筑时，一次性振捣不密实，花瓶墩变截面处与系梁连接部位钢筋较密，喇叭口状锚槽口及系梁预应力管道与钢筋密布，如一次性浇筑，变截面喇叭口下方直立段很难振捣密实。本工法所涉及的苏州市中环快速路工程为中环快速路是目前苏州市目前投资规模最大的市政桥梁、道路工程，主线墩柱采用双柱式H型花瓶墩，造型优美，单个花瓶墩最高可达12.59m，系梁底支模高度大于8m，且为曲线变截面段，墩柱花瓶墩身曲线渐变段高度为3m，且喇叭口部位有系梁预应力波纹管道锚槽口，需穿设预应力管道，同时合模时需确保预应力管道坐标定位精确、牢靠，不受混凝土振捣影响；预应力锚槽口锚垫板螺旋筋后部增设了加强钢筋网片，且花瓶墩系梁钢筋骨架片密集，高空一次性安装难度大，墩柱顶由于需设立支座，为主要传递荷载部位，设计对墩顶部位设立了5层间距8cm的
16@10的加强钢筋网片，致使花瓶墩变截
面处钢筋骨架片、箍筋、加强钢筋网片密集布置，加大了钢筋安装和砼浇筑难度。墩柱浇筑完成后拆模养护达到强度后需对预应力系梁进行钢绞线穿设、张拉压浆，高空作业难度大。针对以上所述技术难点，我们进行了技术攻关，解决了难题，并成功地对该项目主线高架共计34个预应力双柱式H型花瓶墩进行了施工，一次性成功率100%。城市立交预应力双柱式H型花瓶墩一次成型施工工法通过该工程及其他多项工程对其工艺研究及施工实践，经过总结形成的，并且打破了城市立交市政桥梁领域花瓶墩一次成型的局限，并为该领域提供不可多得借鉴资料。此工法具有良好的发展前景，这些优势便于在行业中进行普及。
2.工法特点
2.1．本工法基本特点：
2.1.1本工艺能一次性将预应力双柱式H型花瓶墩钢筋绑扎及模板安装到位，并一次性浇筑混凝土，可减少工序环节，降低劳动强度，加快施工进度。
2.1.2 本工艺与分段浇筑施工相比，可有效避免接茬处混凝土不密实、接缝明显、分段砼色差较大等现象，确保混凝土外观质量符合设计要求。
2.1.3采用一次浇筑工艺，可减小二次支模难度，避免墩系梁二次钢筋安装、模板支设及混凝土浇筑对下部成品的污染。
2.1.4 通过精确定位预应力波纹管道、与模板预留锚槽口精确连接，后张法预应力筋的布设增大了系梁的跨度，曲线段喇叭口造型处局部受力不均匀（墩柱偏心受压），施加预应力增强了花瓶墩的抵抗力。
2.2.本工法关键特点：
预应力双柱式H型花瓶墩通过钢筋加工场精确下料，承台施工时预埋墩柱主筋，系梁骨架片提前加工成型，施工时搭设临时施工脚手架焊接骨架片，绑扎箍筋，墩系梁模板采用定型大块钢模板，碗扣式脚手架支设系梁底模，系梁预应力波纹管道坐标定位，模板一次合拢，能够使砼一次性浇筑振捣到位、无明显色差和接茬。成型后拆模塑料薄膜覆盖滴水养生，最后进行系梁张拉压浆、封锚。
2.2.1通过承台施工时预埋加工成型的墩柱主筋，系梁钢筋骨架片每片在钢筋加工场焊接成型后，搭设临时施工脚手架，吊装系梁骨架片与墩柱主筋进行焊接，最后绑扎剩余箍筋、焊接架立筋加密钢筋，因此双柱式H型花瓶墩钢筋能够一次安装成型，施工效率高。
施工过程中的关键点：墩柱主筋预埋时为保证整体稳定性，需设简易支撑，系梁骨架片安装前需搭设好临时施工脚手架，并将墩柱箍筋绑扎至系梁与墩柱衔接部位的底部，避免墩柱主筋不稳造成倾覆，钢筋骨架片通过地面加工焊接成型后，吊装至顶部与墩柱主筋进行焊接，最后再将剩余箍筋和加密钢筋安装到位。
2.2.2墩柱模板通过厂家定制的定型钢模板，由标准节、调节块和曲线变截面喇叭口段组成，系梁模板由底模板和和侧模板组成，均为曲线段模板，可多次周转，利用率高，且作为苏州市目前投资规模最大的市政桥梁工程，工业园区各标段内均采用统一花瓶墩样式，各标段陆续开工，从相邻标段回收旧模板进行处理，通过脱漆、打磨、除锈，刷涂脱模剂，可省去新购模板费用，节约成本。模板通过试拼，统一堆放、施工时通过组装，双柱式H型花瓶墩模板一次合拢，且组拼后的钢模板整体刚度大，稳定性能良好，墩柱模板无需采用脚手架对柱体四周进行加固，省略了分段施工二次合模及加固的工序。
施工过程中的关键点：从相邻标段回收的模板由于堆放时间较长，原脱模剂与钢模板粘结牢固，且随钢板锈蚀，采用常规打磨方法难以打磨干净，如果未打磨干净便刷涂脱模剂，则效果不佳，脱模后墩柱外观容易形成花斑或锈斑粘于墩柱外表面，对混凝土外观产生影响。为防止该现象发生，通过多次试验，应用了汽车行业的脱漆原理，采用高效脱漆剂先对旧模板表面脱模剂进行脱除，打磨之后再刷涂脱模剂。旧模板回收利用，节约了工
程成本，提高了经济效益。由于个别墩柱高度较高，在模板支设时需加设缆风绳固定，增强墩柱模板整体稳定。钢模板调节块为10cm、30cm、50cm、100cm，施工时通过砌筑砂浆下封层和设立调节块，可调整由于标准节组装造成高度不足或超高的现象，标准节可先按标准截面高度需求先行组装成整体大模板后进行吊装。系梁模板为变截面曲线段，底模板支撑采用碗扣式脚手架，顶托可调节，增强了模板整体稳定性。
2.2.3系梁钢筋骨架片安装难度大，需兼顾预应力波纹管道穿设，墩柱外伸喇叭口模板锚槽口位置需与预应力波纹管道切合精确。
施工过程中的关键点：系梁钢筋骨架片长度可达8m，高度1.8m，单个骨架片吊装及焊接难度大，施工时先将墩柱箍筋绑扎至系梁骨架片底部，单个骨架片下料焊接完成后进行吊装，两点起吊，通过在墩柱四周搭设临时脚手架作为施工平台，电焊工将骨架片与花瓶墩变截面处主筋焊接固定，整体成型，无需先行支设系梁模板。由于墩系梁为后张法预应力系梁，需留设预应力波纹管道，通过坐标定位，焊接井字箍和U型卡将管道固定，施工中需遵循钢筋骨架片避让预应力波纹管道，锚槽口与钢筋冲突时需遵循不割主筋，少割箍筋，及时恢复的措施，波纹管定位精确后，墩柱喇叭口模板锚槽口才能与其切合精确。
2.2.4一次性浇筑到顶，振捣难度大，且预应力锚槽口位置需振捣密实，拆模后需进行及时养生，养生达到强度要求后，由于预应力系梁高度较高，高空张拉安全隐患大。
施工过程中的关键点：混凝土浇筑采用泵送混凝土，由于高度较高，需在汽车输送泵泵头先接长输送管，为直径80mm的硬管，振捣时由于工人只能站在墩顶进行振捣，因此，通过振捣棒自身长度下放至混凝土面以后再开启振捣模式，预应力锚槽口设置锚垫板、螺旋筋及加强钢筋网片，为振捣薄弱部位，需加强振捣，可换30的振捣棒配合50振捣帮进行振捣。成型后的墩柱采用滴管养生，达到强度要求后穿设预应力筋，开始张拉，但由于高空操作难度大，因此结合后期现浇箱梁施工采用搭设满堂脚手架作为施工平台，进行张拉。
3.适用范围
本工法适用于混凝土强度等级C40及以下、墩柱高度14m及以下的预应力双柱式H型花瓶墩一次成型施工。
4.工艺原理
预应力双柱式H型花瓶墩通过钢筋加工场精确下料，承台施工时预埋墩柱主筋，系梁骨架片提前加工成型，施工时搭设临时施工脚手架焊接系梁骨架片，模板未支设之前，双柱式花瓶墩钢筋即形成一个整体，系梁骨架片安装时避让预应力波纹管道，管道通过坐标定位，墩柱及系梁模板采用定型大块钢模板，由调节块、标准节和变截面曲线段模板组成，变截面
喇叭口段提前开设预留预应力筋锚槽口，碗扣式脚手架支设系梁底模，系梁底模、侧模与柱喇叭口变截面拼装、对拉螺杆连接成整体，模板一次合拢，能够使砼一次性浇筑振捣到位、无明显色差和接茬。成型后拆模塑料薄膜覆盖滴水养生，最后进行系梁张拉压浆、封锚。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1．工艺流程(见图5.1-1)。
测量放样 基础凿毛 清除松散混凝钢筋试验 脚手架搭设 H形系梁铺底模 放样模板内边线 钢筋制作 模板制作 绑扎钢筋 布设保护层垫块 模板安装 测量控制模板高混凝土浇筑 混凝土检验 混凝土运输 涂刷脱模剂 拆模、养生 混凝土生产 支架拆除 采取补救措施 墩柱成品验收 系梁张拉压浆 图5.1-1 施工工艺流程图
5.2.施工准备
5.2.1 机具准备：合理选择吊车，根据拼装后的模板重量、吊距，确定吊车行走路线和起吊范围。
5.2.2试验人员对混凝土的预控工作，对配料计量系统进行检查、校核，检查混凝土的坍落度，控制在140±30mm；对钢筋原材进行取样送检，包括接头质量（焊接接头、机械直螺纹套筒连接）检验。
5.2.3收集天气预报信息，调整混凝土的浇筑时间，保证混凝土成形质量； 5.2.4钢筋加工厂内提前将系梁骨架片焊接成型、箍筋下料。 5.3．操作要点
5.3.1测量放样：承台施工完毕后，测量人员根据导线控制点放出墩柱底边线，确认无误后，弹出墨线作为墩柱施工的基准控制线。同时测出承台顶标高，并引测至墩柱附近有明显标记处，作为墩柱结构标高控制点。
5.3.2承台面处理：按照测量放样的墩柱边线，采用人工对施工接缝面范围进行凿毛直至露出粗骨料，同时清理墩柱预埋钢筋表层的水泥浆，并用高压清水冲洗干净。冲洗完毕后对墩柱预埋钢筋进行调整，保证钢筋顺直，使其符合设计要求。
5.3.3墩柱施工临时脚手架搭设
墩身四周采用Φ48mm×3.0mm扣件式脚手架搭设双排脚手架，。双排脚手架围绕墩柱四周闭合搭设，纵横向间距为90×90cm，横杆步距120cm。脚手架基础落于承台及稳固的地基上，脚手架在其四个侧面按规范要求设置剪力撑，脚手架的搭设按照扣件式脚手架规范执行，四周及水平方向均设置安全防护网，并搭设爬梯供施工人员上下。
临时脚手架搭设布置如图5.3-1