墩柱混凝土一次浇筑成型施工工法

1、交通建设有限责任公司曲线式墩柱一次浇筑成型施工工法主要内容工法产生背景31工法特点32工艺原理333关键技术创新点与操作要点 4工程应用情况35社会经济效益36工法产生背景311.1工程背景 马鞍山长江公路大桥江心洲引桥及互通（K9+080-K14+120），全长5040m，衔接左汊21080m悬索桥与右汊2260m斜拉桥，地处拭待开发的江心洲，与著名的长江三矶之一的采石矶风景区和马鞍山城区相邻，在一定意义上，也为一座重要的城市桥梁。 江心洲互通立交主线桥由直径1.2m群桩基础、矩形整体式承台、矩形佛手墩柱及跨径40m整体2.4m高变宽预应力混凝土现浇连续箱梁组成, 主线桥墩柱共有双柱、三柱、

2、四柱，边墩共有双桩、三柱共5种84座柱式墩柱，墩柱采用矩形圆弧倒角实体柱式墩，墩柱两外侧墩柱上部向外弯曲与上部箱梁的斜腹板相协调，弯曲段高度3.85m，呈佛手状，柱顶端设长度变化的上系梁以适应不同宽度桥梁，桥墩墩身高度普遍在7.0m10.5m，互通内连接主线桥上下的4座匝道桥过渡墩采用独立的花瓶型实体薄壁桥墩。工法产生背景311.1工程背景 图1.1-1 马鞍山长江公路大桥引桥墩柱实体图 工法产生背景311.2技术背景 曲线式墩柱适用性强、造型美观，但构造复杂：钢筋外倾且稠密、空间定位较困难、模板外倾且模内操作空间小、墩顶预埋件多。传统的施工方法为墩身主筋现场逐根接长，水平箍筋逐层绑扎，墩身标

3、准段、曲线段模板分次安装，混凝土分次浇筑，施工周期长，易产生错台、色差、冷缝、保护层合格率低等外观及质量缺陷。 安徽省交通建设有限责任公司结合项目总体进度、质量要求，通过开展的混凝土质量通病治理及QC攻关活动，推行施工技术与质量标准化建设，重点优化钢筋、模板的制作、安装与混凝土浇筑关键工序，最终总结形成本工法。 工法产生背景311.3技术水平 本工法现已作为墩柱施工标准化在全线推广应用，我公司也作为马路标准化建设丛书主编单位主编了施工技术与质量标准化墩柱施工质量标准化。图1.3-1 马鞍山长江公路大桥标准化建设丛书 工法特点322.1质量、安全方面2.1.1质量显著提高 墩身钢筋加工、平地整体

4、胎模长线法整体制作采取工厂标准化作业，便于质量控制与验收，现场分节拼装成整体，确保了墩身钢筋安装精度；墩身模板采用大面定型钢模板，采取体外对拉加固自稳体系，一次性拼装成整体，有利于模板拼缝、错台检查及平面位置、垂直度控制，提高了墩柱成品外观质量与几何尺寸精度，实现了成品墩身无拉杆孔；模板涂刷统一的优质脱模剂，墩柱混凝土一次性连续浇筑，确保了拆模后成品墩身无施工接缝，混凝土色泽一致。工法特点322.1质量、安全方面2.1.2施工安全、风险小 钢筋场内加工、现场装配式安装较常规现场加工受外界影响因素少；取消了传统模板二次安装、支撑、拆除工序，提高了施工安全性。工法特点322.2工期、进度方面 墩柱

5、钢筋骨架在场内胎模法批量制作，与承台施工平行作业，现场钢筋骨架装配式安装，墩柱模板一次性快速安装、混凝土一次性快速连续浇筑，与常规的钢筋现场散绑，钢筋、模板分两次安装，混凝土分两次浇筑相比，单座墩柱施工周期可缩短4-5天。工法特点322.3节约成本、经济效益方面 本工法提高了模板、钢管支架周转材料的使用率；减少了钢筋加工材料浪费，提高了工效，取消了常规施工二次接缝处理、脚手架作业平台搭设拆除、模板安装拆除人员、起重吊装设备的投入，实现了工序有效转换，加快了进度，减少了项目管理费用支出。 墩身四周搭设钢管脚手架作为墩身钢筋骨架安装、模板安拆及混凝土浇筑作业平台，墩身钢筋骨架在工厂采用平地胎模法整

6、体制作，现场分节安装成整体，墩身模板采用墩身曲线形式的定型钢模板分节拼装，整体一次支立，从而实现了墩身、柱间系梁混凝土一次连续浇筑成型。工艺原理333关键技术创新点与操作要点 44.1关键技术创新点4.1.1墩身钢筋胎模法整体制作、分节套筒连接 墩身钢筋下料、加工实行工厂标准化作业。墩身钢筋骨架采用平地整体胎模制作，分节钢筋骨架现场采用机械套筒连接成整体，墩身钢筋加工与安装精度高、进度快。4.1.2定型钢模板整体一次性拼装 墩身模板采用大面积定型钢模板，改变了以往模板“内拉外撑”的繁琐加固方式，采取体外对拉加固自稳体系，实现了成品墩身无拉杆孔，墩身、柱间系梁分节模板一次快速拼装成整体，减少了模

7、板安装曝露时间与外界污染。墩身模板整体一次性拼装，拼缝少，避免了错台，有利于墩身平面位置、垂直度控制，提高了墩柱成品整体外观质量与几何尺寸精度。 3关键技术创新点与操作要点 44.1关键技术创新点4.1.3墩身混凝土整体浇筑 墩身钢筋骨架内设置混凝土浇筑、振捣通道，墩身、柱间系梁混凝土分层浇筑，多点振捣，一次连续浇筑成型，避免了冷缝，达到混凝土色泽一致，确保了墩身混凝土的整体性。 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点成品检查、验收拆分、涂刷脱模剂承台顶凿毛模板安装、拼缝处理混凝土拌制、运输混凝土养护模板、脚手架拆除辅助脚手架搭设墩身平面位置放样施工准备模板底垫层底垫层测量钢筋骨架安装钢

8、筋骨架加工垂直度、平面位置检验混凝土浇筑试件制作混凝土养护混凝土原材、配合比、坍落度控制模板设计模板精加工模板试拼、验收3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.1墩柱预埋主筋定位 墩身承台内预埋主筋定位是控制墩柱平面位置、垂直度、钢筋保护层最关键工序。采用全站仪放设墩身底部四周拐点并在承台模板上做连线标记，作为墩身预埋主筋平面位置控制基线，根据主筋设计保护层净距、间距要求精确定位预埋主筋。 图4.2.1-1 墩柱预埋主筋定位 墩身轮廓线3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.1墩柱预埋主筋定位 预埋主筋与承台钢筋焊接牢固，绑扎足够数量的箍筋形成劲性骨架，以防承台混凝土浇

9、筑、振捣时预埋钢筋变形、移位，对长期外露钢筋涂刷防锈水泥浆，主筋连接丝头旋入机械套筒或保护帽，整体包裹进行防锈保护。图4.2.1-2墩身预埋筋劲性骨架 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.2墩身与承台结合部位凿毛 承台混凝土强度达到2.5MPa后，对墩身预埋钢筋内侧承台顶面混凝土进行凿毛，凿至砼面有较多石子外露（新鲜砼）为止，并冲洗干净。 4.2.3测量放样 采用全站仪在承台顶面放设墩柱纵、横轴线和柱模内外平面轮廓线，墨斗弹出连线，测量出墩底四周标高，作为钢筋绑扎、安装和立模基准。 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点图4.2.3-1 凿毛与测量放样 3关键技术创新点与

10、操作要点 44.2操作要点4.2.4脚手架搭设 墩身四周采用48mm3.5mm碗扣支架或扣件式钢管搭设双排脚手架作为墩身钢筋安装、模板安拆及混凝土浇筑时工作平台。 脚手架四周闭合，基础落于承台及处理硬化好的地基上，内外侧利用钢管及扣件按规范要求设置斜杆或剪刀撑，确保支架的整体稳定性。脚手架内侧与外模之间预留模板安装、拆距除间距，作业层、通道宽度范围内脚手板铺满铺稳，外围平台栏杆比最上层作业层高1.2m。 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.4脚手架搭设 图4.2.4-1双排脚手架搭设 图4.2.4-2脚手架作业层平台 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加

11、工与安装 现场设立钢筋加工区，专门用于钢筋堆放与加工。 图4.2.5-1钢筋加工区 图4.2.5-2原材堆放区 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 1、主筋丝头加工:墩身主筋（25mm）采用滚扎直螺纹套筒连接，现场设置丝头加工作业平台，实现了钢筋下料、丝头加工、打磨、成品堆放、验收流水化作业。图4.2.5-3滚扎直螺纹丝头加工：实行工厂化流水作业 原材堆放区下料区丝头加工、打磨区成品堆放、验收区3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 2、半成品加工：半成品采用分类加工，针对变截面段主筋及箍筋因各部位尺寸不等，采取逐根编号下料加工、

12、分类堆放。图4.2.5-4半成品分类堆放3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 3、墩身钢筋骨架加工：为了保证现场墩身钢筋安装的精度及安装效率，有效解决曲线段主筋及箍筋各个方向及尺寸不等的技术难题，墩柱钢筋骨架在钢筋加工车间采用平地整体胎模长线法整体制作。 因曲线墩柱墩身曲线段尺寸固定，现场采用型钢设置固定曲线段+长度可调的标准段墩身钢筋骨架长线胎模，根据墩身主筋布置，胎模采用可调节支撑型钢架，以适应于不同截面钢筋骨架制作及便于吊装移位。 。3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 以马鞍山长江公路大桥引桥矩形佛手柱式墩为例，墩柱高度方

13、向由变化的直线段+4m曲线段，直线段截面尺寸（横桥向顺桥向）为1.62.0m，中墩曲线段顶端截面尺寸为2.32.0m，边墩曲线段顶端截面尺寸为2.32.5m，现场在平地上放样胎模中心线与墩身直、曲段截面轴线重合，采用12.6槽钢按墩身直线段间隔1.5m、曲线段间隔1m设置胎膜台座（相邻台座之间采用型钢连接，以确保整体刚度），考虑到墩身曲线段截面渐变，曲线段台座一侧设置宽度可调节10010的角钢与台座铰接、另一侧按墩身线形设置10010的角钢与台座固结，最上层主筋支撑架设置高度可调节505的角钢与宽度可调的10010的角钢铰接，同时曲线段胎架支撑型钢高度也随之渐变，胎膜两侧10010角钢侧面按主

14、筋间距焊接用于固定主筋可抽拔定位筋的定位螺母，完成4m固定曲线段+变化的直线段墩身骨架长线胎模的制作，此台架可适用于不同高度中墩、边墩钢筋骨架的制作。 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 图4.2.5-5墩身直线段钢筋骨架示意图3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 图4.2.5-6长线胎模横断面3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 墩身钢筋骨架采用分节制作，整体绑扎，首先安装可调节10010与505角钢，505角钢与另一侧固接10010角钢采用定位销连接，两侧10010角钢安装主筋支撑筋，形成整体

15、胎膜，在胎模型钢及支撑筋上按标识放置主筋，墩身主筋采用滚扎直螺纹套筒连接，同一断面的钢筋接头数量不超过断面钢筋数量的50%，相邻钢筋接头错开不小于35d的距离，曲线段各根主筋需严格按照设计位置摆放，精确调整曲线段主筋朝向并用锁母锁紧，然后分别在每节主筋顶、中及尾端上共焊接三道加劲箍筋（直径同主筋），加劲箍筋与主筋逐根点焊牢固，以保证成品钢筋骨架起吊刚度、骨架拆分及现场安装时套筒的对接精度，按照加劲筋成型法的施工流程，最后绑扎墩身箍筋，箍筋绑扎紧贴主筋，上下层网格对齐，层间距精确，制作完成钢筋骨架。3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 可活动胎架图4.2.5-7长

16、线胎模图4.2.5-8墩身钢架骨架整体制作 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 墩身钢筋骨架匹配制作完成后，在相邻两节钢筋骨架对应的钢筋上用油漆做出连接标记，进行节段编号，在分节钢筋骨架加劲箍筋处设置起吊环，确保钢筋骨架在吊装时的刚度，避免发生扭曲变形，完成两侧墩身主筋支撑的抽拔，解除一侧可活动10010、505角钢与另一侧10010角钢的连接，以便于分节钢筋骨架拆分起吊移位，分节钢筋骨架起吊移位至规定地点规范存放。3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 4、钢筋骨架安装：检验合格的钢筋骨架，按前场安装顺序，采用平板运输车分节运至

17、现场，平板运输车设置同胎膜间距相同的钢筋骨架支撑台座，以防止钢筋骨架堆放、运输时变形。 由吊车采用“二点起吊”的方法分节安装，吊装吊顶设置钢丝绳扁担梁与加劲箍筋吊点连接，以保证钢筋骨架垂直度，人工配合钢筋骨架准确就位。 墩柱主筋采用带锁母的滚扎直螺纹套筒与节段钢筋骨架和承台预埋标识记号的主筋对号入座，逐个连接，采用扳手将套筒和待接长钢筋连接拧紧，再将接长钢筋与套筒采用锁母锁紧，并采用力矩扳手对连接质量进行检验。3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 图4.2.5-9墩身钢架骨架安装 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 为保证墩身钢

18、筋骨架平面位置、垂直度，将墩身平面位置放样于承台上，通过掉锤测量，高度上每2-4m在脚手架上利用钢管搭设一道主筋安装外形框架形成劲性骨架对已安装钢筋骨架进行校核、保护。 逐节钢筋骨架安装完成后，在墩身钢筋骨架侧面绑扎与设计要求钢筋净保护层厚度相匹配的并与墩身混凝土同标号、同色泽、呈梅花型的混凝土保护层垫块。图4.2.5-10墩身钢筋安装劲性骨架及保护层垫块设置 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.5钢筋加工与安装 曲线段两侧墩身柱端设上系梁，先进行上系梁底模安装，再完成上系梁钢筋安装。 墩柱钢筋安装后，如不能及时进行模板安装，四周应设置揽风绳进行固定并用彩条布进行包裹防污、防锈

19、。图4.2.5-11墩身上系梁钢筋安装 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.6模板加工、安装 1、模板设计 图4.2.6-1墩身模板拼装示意图3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.6模板加工、安装 图4.2.6-3系梁侧模与底模连接图4.2.6-2邻节模板联结3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.6模板加工、安装 2、模板预拼、验收：模板安装前根据墩身的高度配置好模板并编号，整体预先拼装，完成模板拼缝、错台、平整度调整。 图4.2.6-4直、曲段模板预拼3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.6模板加工、安装 预拼合格的模板应达到板面局部

20、不平1.0mm，相邻两板表面高低差1.0mm，拼缝1.0mm，模板整体表面平整度3.0mm，并在试拼合格的模板背肋后采用油漆作调整标记。 图4.2.6-5模板预拼验收3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.6模板加工、安装 预拼验收合格的模板拆分成块，磨光机反复打磨至金属亮色，采用统一的脱模剂，在模板表面均匀涂抹，略风干,并采用塑料薄膜覆盖防尘，防止二次污染，确保混凝土表面的镜面感。 图4.2.6-6模板拆分、涂刷脱模剂3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.6模板加工、安装 3、模板安装：模板采用吊车配合人工调整的方式进行逐块安装，底节模板通过承台预埋筋固定，模板拼装

21、时按预拼编号顺序及标记调整到位，拼缝间采用双面胶粘贴并打磨齐平，达到接缝严密，无错台，保护层垫块与模板垂直密贴，无破损，每节段模板拼装好后检查模板的中心偏位和垂直度，紧固连接配件，保证模板有足够的强度和刚度，合格后拼装下一节模板。 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.6模板加工、安装 图4.2.6-7模板安装3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.6模板加工、安装 模板与承台接触面高差2mm，接触面间设置防漏条，四周采用高标号砂浆封堵密实，防止混凝土浇筑时漏浆产生“烂根”现象。 图4.2.6-8模板根部防漏浆处理措施3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2

22、.6模板加工、安装 模板安装完成，垂直度及中心位置检测合格后，模板顶用缆风绳配紧张器将钢模板四边呈“八”字形固定牢固。 图4.2.6-9模板安装质量检验图4.2.6-10模板防倾覆 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.7混凝土浇筑 曲线式墩柱墩身与系梁混凝土整体浇筑成型，因墩身钢筋密集，墩顶支座垫石钢筋网片及预埋件较多，混凝土浇筑与振捣一直是其施工难点，为确保混凝土顺利入模，墩身混凝土振捣密实，在墩顶系梁伸入墩柱的上下层主筋处预留混凝土浇筑串筒安拆，振捣人员上下通道，断开的钢筋采用滚轧直螺纹套筒连接,上下层及相邻钢筋接头错开不小于35d的距离。 3关键技术创新点与操作要点 44

23、.2操作要点4.2.7混凝土浇筑系梁预先断开钢筋套筒连接图4.2.7-1混凝土浇筑墩顶预留人孔 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.7混凝土浇筑 振捣人员经墩顶预留人孔及爬梯至钢筋内部，接串筒浇筑混凝土，串筒采用方木、钢管成井字形支撑在模板上口，底口距离砼顶面不超过2.0米，混凝土采用汽车吊提升料斗，串筒下料，按水平30cm分层，相邻墩柱轮流浇筑，考虑到模内钢筋密集，振捣棒移位不便，单根墩柱四周及中间部位预先设置多台振捣棒振捣，一方面有利于振捣人员振捣，另一方面加快了混凝土振捣进度，避免混凝土浇筑时间长易形成冷缝，减轻了振捣人员劳动强度，振捣作业遵循“先外后内、快插慢拔、不过不

24、欠”的原则，浇筑上层时插入式振捣器伸入到下层5-10cm，以保证全面振捣密实，应防止模板受振动器影响而发生变形或碰撞模板、钢筋、预埋件等，发现钢筋被踩踏或支撑件移位时，及时修正，严禁作业人员在钢筋上随意走动。 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.7混凝土浇筑图4.2.7-2混凝土振捣人员进入钢筋骨架内部振捣 图4.2.7-3混凝土浇筑3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.7混凝土浇筑图4.2.7-4随着浇筑进程，串筒及时拆除 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.7混凝土浇筑 混凝土浇筑至顶层时（混凝土自由卸落高度1m），完成串筒拆除，预留人孔断开的

25、钢筋采用套筒连接封闭，进行墩柱支座垫石、挡块预埋钢筋、桥梁支座锚栓孔的安装（预埋件预先制作成骨架，预埋部位事先标识于模板上）后，完成剩余混凝土浇筑。 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.7混凝土浇筑图4.2.6-6墩顶预埋件安装 图4.2.6-5预留人孔封闭 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.7混凝土浇筑 混凝土浇筑完成后及时对墩顶进行一次收浆，控制表面平整度，待混凝土要初凝还未初凝时进行二次收浆，防止混凝土表面出现裂纹。模板拆除前，墩身及系梁顶部混凝土收光后立即利用土工布对顶面混凝土进行覆盖蓄水养生。 图4.2.6-7墩顶混凝土收浆 3关键技术创新点与操作要

26、点 44.2操作要点4.2.7混凝土浇筑 混凝土强度达到2.5MPa后，完成墩顶支座垫石混凝土人工凿毛。图4.2.6-8墩顶混凝土凿毛 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.8模板拆除、养生 吊车配合人工完成模板的拆除，拆除的模板分类堆放，集中清理、刷好脱模剂备下次使用。常温下模板拆除后立即洒水养护，及时采用塑料薄膜及透明胶带紧密缠裹覆盖，保持薄膜覆盖严密，使构件表面始终处于湿润状态。 图4.2.8-1模板拆除 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.8模板拆除、养生 高温季节，墩顶设置滴灌桶接带孔水管缠绕墩身覆膜滴淋进行养护。 冬季施工，塑料薄膜缠裹后加设加厚双层土

27、工布缠裹保温养护，并在支架内侧增加帆布覆盖，进行加热养护，确保混凝土在浇筑后的头7天不低于10。图4.2.8-2高温季节墩柱养护 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.8模板拆除、养生 图4.2.8-3拆模后外观 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.9脚手架拆除 模板拆除后即可拆除操作架，脚手架拆除前，对脚手架作全面检查，清除全部剩余材料，器具及杂物；拆除时划出安全区，设置警示标志，派专人看管；拆除的构配件应分类堆放，以便于运输、维护和保管。 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.10质量评定 曲线式墩柱施工执行现行规范标准公路桥涵施工技术规范（JT

28、G/T F50-2011）、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）、滚轧直螺纹钢筋连接接头（JG 163-2004）、钢筋焊接及验收规程(JGJ 18-2005)。 3关键技术创新点与操作要点 44.2操作要点4.2.10质量评定 图4.2.10-1保护层检测图4.2.10-2回弹强度检测5.1马鞍山长江公路大桥 马鞍山长江公路大桥江心洲互通立主线桥桥墩柱采用本工法实现了安全、优质、高效的建设目标，混凝土外观质量通病得到了有效治理，混凝土保护层合格率稳定在92%以上，施工进度为原定工期的一半，机械、劳务、周转材料成本降低达50%以上，获得了设计、监理、建设单位、省质监局的一致好评，建设单位也多次组织兄弟单位及外来单位观摩和学习，现已作为墩柱施工质量标准化在全线推广应用。工程应用情况355.2合肥市裕溪路高架 合肥市裕溪路高架01标（K0+034.403K1+776.903），全长1742.5m。项目高架桥由钻孔桩群桩基础、矩形整体式承台、矩形及花瓶形柱式墩及现浇预应力混凝土连续箱梁结构组成，主桥墩柱平面尺寸为1.51.8m，分幅主桥墩柱平面尺寸1.52.5m，大跨度桥墩平面尺寸为1.82.0m，匝道桥桥墩平面尺