劉衛(wèi)峰 （安徽省海通建設(shè)集團有限公司，安徽 合肥 230088）

1 工程概況

某特大橋全長1746m，孔跨布置為53m－32m簡支T梁，本橋結(jié)構(gòu)型式：橋臺采用雙線T型橋臺；橋墩采用圓端形實體墩和圓端形空心墩兩種型式；基礎(chǔ)除53#臺采用明挖擴大基礎(chǔ)外，其余墩臺均采用鉆孔樁基礎(chǔ)，鉆孔樁共593根。承臺及樁基礎(chǔ)采用C35混凝土，橋臺臺身和實體墩墩身及托盤采用C30混凝土，空心墩墩身及托盤采用C35混凝土，墩臺支承墊石采用C50混凝土。共有混凝土約97730m3。全橋共有空心墩38個，其中最高空心墩60.5m，超過50m的有24個。本文以該橋最高空心墩為例進行闡述，空心墩平板段設(shè)計440cm，頂部圓端直徑580cm，墩頂實心部分高110cm，在與實體段部分銜接過渡段采用50cm×100cm的倒角。

某特大橋空心墩統(tǒng)計表 表1

2 工藝概述

采用在空心墩上倒角上鋪設(shè)事先預(yù)制好的鋼筋混凝土蓋板，形成底模，為了減輕鋼筋混凝土蓋板的承受荷載，頂部實心段分兩次澆筑：首先澆筑0.5m，待已澆筑段混凝土達(dá)到一定強度后，再澆筑頂部2.4m（包含0.6m實心段和頂部托盤頂帽）。后澆筑混凝土重量依靠已澆筑0.5m高實心段鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐。先澆筑段與后澆筑段混凝土經(jīng)過養(yǎng)護后形成一個整體共同作用。鋼筋混凝土蓋板連同橋墩混凝土一起成為橋墩的一部分，無須取出，待下一個墩頂再預(yù)制相同的蓋板。封頂示意見圖1。

圖1 空心墩封頂示意圖（單位：cm）

圖2 空心墩頂形狀及尺寸（單位：cm）

3 施工工藝

3.1 蓋板預(yù)制

3.1.1 蓋板結(jié)構(gòu)尺寸

根據(jù)空心墩頂部空心段尺寸及封頂面積設(shè)計出所預(yù)制蓋板的結(jié)構(gòu)及尺寸，蓋板可根據(jù)其封頂面積的大小及吊裝難易程度將其整體或分段預(yù)制。

該橋最高空心墩頂為圓端形，圓端半徑r為2.932m，平段長為440cm，如圖2所示。封頂混凝土蓋板較橋墩頂空心段外均延長10cm，作為擔(dān)板。由于面積較大，蓋板采用分段預(yù)制，設(shè)計板厚為15cm。鋼筋保護層厚度取15mm。蓋板預(yù)制分段形狀及尺寸見圖3。

圖3 蓋板分段預(yù)制形狀及尺寸（單位：cm）

3.1.2 受力分析及鋼筋布置

①蓋板上部需承受荷載計算

鋼筋混凝土自重荷載

混凝土分兩次澆筑，蓋板只承受0.5m高的混凝土自重荷載P1

P1=(1.922×3.14×2+4.4×3.833)×0.5×24=480.12kN

鋼筋混凝土蓋板自重P2

P2=(2.022×3.14×2+4.4×4.033)×0.5×24=165.5kN

振動器振搗產(chǎn)生荷載P3，荷載集度取1kN/m2

P3=(1.922×3.14×2+4.4×3.833)×1=40kN

傾倒混凝土產(chǎn)生的荷載P4，荷載集度取2kN/m2

P4=(1.922×3.14×2+4.4×3.833)×1=80kN

終上所述，蓋板上部承受的荷載為

P=P1+P2+P3+P4=480.12+165.5+80=765.62kN

則順橋向線荷載為（取1m板寬）

q=765.62/(4.4+1.92×2)/3.833=24.24kN/m

則跨中彎矩為

M=ql2/8=24.24×3.8332/8=44.52kN·m

②蓋板鋼筋布置

查鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算表得：

AS=1256mm2φ 16@160mm

分布筋按每米板受力鋼筋截面積的15%布置

0.15 ×1256=188.4mm2

分布筋采用φ 8@200mm

蓋板鋼筋布置圖見圖4、圖5、圖6。

3.1.3 混凝土澆筑

為不影響封頂，蓋板的預(yù)制可在墩身施工的同時進行，預(yù)制地點可在墩身附近選擇場地或在專門預(yù)制場預(yù)制好后運輸至橋墩處。蓋板預(yù)制混凝土強度等級選擇為C35，與上實心段混凝土強度等級相同。

蓋板預(yù)制成型主要經(jīng)過鋼筋綁扎、立模、澆筑、振搗和養(yǎng)護等幾個環(huán)節(jié)。振搗采用平板振動器，混凝土振搗應(yīng)保證混凝土密實，同時制作同條件混凝土試件，以檢驗混凝土的抗壓強度。

3.2 蓋板吊裝

吊裝前應(yīng)對蓋板進行混凝土強度檢測，用回彈或試壓試件。蓋板澆筑完成后應(yīng)及時養(yǎng)護，保證混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的80%以上時才可以吊裝。吊裝采用塔吊吊裝，每塊蓋板預(yù)制過程中在四角均埋設(shè)4個吊環(huán)，吊環(huán)采用直徑20mm的一級鋼筋，吊環(huán)彎心直徑2.5d，底部與主筋焊接牢固。吊裝時用4條等長的鋼絲繩一頭分別懸吊4個吊環(huán)，另一頭掛入吊鉤上，然后起吊安裝，吊裝時必須保證蓋板水平，不得傾斜。蓋板起吊到位安裝時，蓋板兩邊擔(dān)板尺寸必須相等。可在上倒角上部用墨線彈出蓋板位置。蓋板吊裝示意見圖7。

4 結(jié) 語

鐵路橋梁空心墩封頂施工中如采用搭設(shè)滿堂腳手架和預(yù)埋牛腿的方式，不僅費時、費工、費料，而且施工周期長，并且施工支架過高難以保證結(jié)構(gòu)的安全可靠。采用鋼筋混凝土預(yù)制蓋板進行封頂施工，墩身高度不受限制，而且施工過程省工、省時、操作簡單，施工安全風(fēng)險大大降低。缺點是頂部荷載大，混凝土無法一次澆筑完畢，需分次澆筑，蓋板無法重復(fù)利用，每個橋墩封頂需預(yù)制新的蓋板。

該橋空心墩封頂原方案設(shè)計為預(yù)埋型鋼牛腿，經(jīng)實際實施情況看，該方法施工正常周期需10d以上，且工人在狹窄的空間內(nèi)操作，拆模難度較大，工人均從下往上拆除支架，安全風(fēng)險較大。改為預(yù)制蓋板封頂后，僅需半天就可以將蓋板安裝到位，充分驗證了該施工方法的可行性和優(yōu)越性，并可為其它類似工程提供參考。

圖4 板一、六鋼筋平面布置圖

圖5 板二、三、四、五鋼筋平面布置圖

圖6 板二、三、四、五鋼筋正立面布置圖（單位：cm）

中南建筑設(shè)計院.混凝土結(jié)構(gòu)計算圖表[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.