分析高速公路橋梁墩臺(tái)施工技術(shù)

劉東

（貴州交通建設(shè)集團(tuán)有限公司 貴州貴陽(yáng) 550001）

0 引言

在高速公路工程中，橋梁墩臺(tái)施工技術(shù)較為常用，所謂的橋梁墩臺(tái)主要是指橋梁底層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是橋梁主體與樁基的連接紐帶，同時(shí)，還能將橋梁上的重量分散至地下，故具備承重能力，橋梁墩臺(tái)質(zhì)量與高速公路橋梁工程上部施工效果存在密切的關(guān)聯(lián)。我國(guó)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)十分重視，經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)展，已經(jīng)探索出一條適合我國(guó)的橋梁墩臺(tái)技術(shù)。因此對(duì)此項(xiàng)課題進(jìn)行研究，其意義十分重大。

1 高速公路橋梁墩臺(tái)的特點(diǎn)

了解高速公路橋梁墩臺(tái)的特點(diǎn)，是確保橋梁墩臺(tái)質(zhì)量的前提條件。主要表現(xiàn)在以下方面：①橋梁墩臺(tái)必須具備非常高的強(qiáng)度，簡(jiǎn)言之，就是其抗壓能力必須符合要求，如果橋梁墩臺(tái)位于河流區(qū)域，抗侵蝕和沖擊的能力必不可少，考慮到地質(zhì)災(zāi)害的影響，橋梁墩臺(tái)的抗折能力必須過(guò)關(guān)；②確保橋梁墩臺(tái)的穩(wěn)定性。主要是指橋梁某一部分出現(xiàn)問(wèn)題后，不會(huì)對(duì)橋梁整體造成過(guò)大的影響；③可維護(hù)性。橋梁的使用壽命普遍超過(guò)20年以上，事實(shí)上橋梁使用10年左右，就需要對(duì)其進(jìn)行翻修，再加上橋面和橋墩在使用壽命方面差異顯著，因此在橋梁墩臺(tái)施工過(guò)程中，需要將機(jī)械耦合設(shè)置到墩臺(tái)和橋梁主體之間，且確保這些耦合具有可拆卸的特性，具體設(shè)置數(shù)量需要依據(jù)工程實(shí)際情況而決定，通過(guò)這些機(jī)械耦合的設(shè)置，使后期維護(hù)成本得到有效的控制。

2 橋梁墩臺(tái)主要施工技術(shù)介紹

現(xiàn)階段，常用的高速公路橋梁墩臺(tái)施工技術(shù)有如下幾種：

2.1 滑模施工法

滑模施工法屬于高速公路橋梁墩臺(tái)施工技術(shù)的重要內(nèi)容。其具體措施為向上滑動(dòng)模板，以滿足混凝土澆筑施工的需求。滑模施工中的模由諸多部分構(gòu)成，包括千斤頂、內(nèi)外模、支撐吊架等等，施工人員可以將設(shè)計(jì)圖紙作為依據(jù)，將這些設(shè)備組合成完整的結(jié)構(gòu)。為確保滑模的應(yīng)用效果，在組裝時(shí)技術(shù)人員還要結(jié)合滑模和橋墩平臺(tái)的軸線，使模板在千斤頂?shù)耐屏ο鲁掷m(xù)上升。在設(shè)計(jì)完成后，方可應(yīng)用滑模進(jìn)行混凝土分層澆筑施工。在澆筑混凝土強(qiáng)度能夠承受滑模重量后，方可使其上升，如果混凝土強(qiáng)度無(wú)法承載滑模重量，容易引發(fā)安全事故。

在滑模施工作業(yè)階段，想要使施工效率得到保障，施工單位通常會(huì)將施工人員分為多個(gè)施工隊(duì)伍，同時(shí)，加強(qiáng)橋梁墩臺(tái)澆筑質(zhì)量的監(jiān)督力度，在澆筑混凝土強(qiáng)度符合要求后提升滑模，據(jù)了解得知，滑模的上升速度為每小時(shí)30cm。由此可見(jiàn)，滑模施工技術(shù)的應(yīng)用，在提升施工效率和保證施工質(zhì)量方面可以起到關(guān)鍵性的作用。此外，在混凝土澆筑階段，應(yīng)盡量避免澆筑失誤現(xiàn)象的出現(xiàn)，并在滑模上升階段，對(duì)不同方向的上升距離進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在此基礎(chǔ)上控制不同方向的誤差，確保其誤差小于1cm[2]。

2.2 爬模施工技術(shù)

爬模是全稱為爬升模板，而境外則稱為跳模。這項(xiàng)施工技術(shù)由三個(gè)部分組成，包括爬升設(shè)備、模板以及爬架，但部分爬模沒(méi)有爬架。將其應(yīng)用于橋墩、剪力墻體系以及筒體體系中，可以取得良好的效果。究其原因，主要是這項(xiàng)工藝具備自爬能力，無(wú)需起重機(jī)械即可上升，故減少了施工機(jī)械的使用成本，有利于工程施工效益的增加。

2.3 高墩臺(tái)翻模施工技術(shù)

除滑模施工技術(shù)外，高墩臺(tái)翻模施工技術(shù)也較為常用，這項(xiàng)施工技術(shù)與滑模施工技術(shù)相比，存在顯著的區(qū)別，具體表現(xiàn)在以下方面：①在應(yīng)用這項(xiàng)施工技術(shù)前，需要組裝大塊的鋼模；②通過(guò)塔吊的使用，堆疊鋼模，在這個(gè)過(guò)程中，施工人員需要綁扎鋼筋和澆筑鋼模。其中綁扎鋼筋是指綁扎鋼模頂端的鋼筋，而澆筑是指對(duì)綁扎完成后的鋼模進(jìn)行澆筑，橋梁墩面也會(huì)隨著鋼模澆筑高度的增加而上升，這種方式無(wú)需使用高度提升設(shè)備和滑模結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)方式較為簡(jiǎn)單，并且在施工效率上也優(yōu)于滑模施工技術(shù)，故這項(xiàng)技術(shù)在高速公路大橋墩臺(tái)設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用較為普遍，翻模施工的工序如表1所示。

表1 翻模施工工序

3 高速公路橋梁墩臺(tái)施工技術(shù)的應(yīng)用

鎮(zhèn)雄（滇黔界）至赫章高速公路第三合同段，起點(diǎn)樁號(hào)為K19+078.5（Z2K19+070），位于元寶田中橋與甘家老包隧道之間，經(jīng)甘家老包隧道、發(fā)鄉(xiāng)河大橋，郭家大營(yíng)盤(pán)隧道、新田隧道、仙人洞隧道、仙人洞大橋、永利河特大橋、赫章東互通，終于K28+276.547（Z2K28+314.822）處，終點(diǎn)處為鎮(zhèn)赫高速與畢威高速互通式立體交叉處。該工程的全長(zhǎng)為9.091km，工程投資為11.7億元。主要工程包括路基挖方31.26萬(wàn)m3、填方31.44萬(wàn)m3，涵洞及通道122.7m/3道，共設(shè)橋梁全長(zhǎng)2650.7m/3座（不含匝道橋），其中特大橋2139.2m/1座，大橋511.5m/2座；隧道5971.5m/4座，其中長(zhǎng)隧道5568.5m/3座，短隧道403m/1座，橋隧比例94.91%，樞紐互通式立體交叉1處（赫章東互通）。設(shè)計(jì)橋臺(tái)12個(gè)，設(shè)計(jì)形式分為肋板式橋臺(tái)、柱式橋臺(tái)，擋墻25段、設(shè)計(jì)方量為21801m3。

3.1 選擇合適的施工方案

施工方案的選擇和確定，需要將工程所在地的實(shí)際情況和工程要求作為依據(jù)，如果高速公路工程橋墩工程總量較大或橋墩高度偏高，則滑模和爬模施工方法較為適用，以上述工程為例，該工程所定制的鋼模板，其高度為超過(guò)了1.5m，與翻模施工技術(shù)相比，爬模和滑模在施工安全和施工質(zhì)量方面優(yōu)勢(shì)顯著，工程經(jīng)濟(jì)效益也因此而增加。建議施工單位在選擇爬模施工工藝，并制定與之相匹配的施工方案。

3.2 施工設(shè)備的安裝

承臺(tái)施工是高速公路橋梁墩臺(tái)爬模施工的重要內(nèi)容，如果高速公路橋梁工程為直橋或彎度較小的橋梁，應(yīng)選擇地面方式對(duì)模板進(jìn)行組裝，然后使用汽車(chē)和塔吊等設(shè)備完成吊裝。以上述工程高速公路工程為例，該工程橋梁工程量較大，且地處高原山區(qū)地帶，在施工過(guò)程中，為降低施工難度，提升施工效率，施工在進(jìn)行爬模系統(tǒng)安裝時(shí)，應(yīng)遵循如下流程：①吊裝模板，同時(shí)使用穿墻螺栓予以加固；②做好模板頂角模和陰陽(yáng)角模的作業(yè)；③在骨架安裝完成后進(jìn)行平臺(tái)的鋪設(shè)，同時(shí)做好安全網(wǎng)和護(hù)欄的設(shè)置；

3.3 爬模的爬升工藝

爬模的爬升工藝如下所述：①墩柱混凝土澆筑；②對(duì)模板口的幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整；③保證模板安裝就位；④提升支架；⑤提升導(dǎo)軌；⑥向后移動(dòng)模板；⑦檢查鋼筋和勁性骨架；⑧與主鋼筋進(jìn)行連接，同時(shí)綁扎箍筋；⑨使勁性骨架向上移動(dòng)；⑩對(duì)澆筑完成后的施工縫進(jìn)行鑿毛處理。

3.4 安裝高墩臺(tái)鋼筋

在高速公路橋梁墩臺(tái)施工技術(shù)中，安裝鋼筋是重要的施工內(nèi)容，通過(guò)鋼筋的安裝，勾勒出整個(gè)橋墩的輪廓。在樁基施工結(jié)束后，大量的鋼筋接頭存在于樁基之中，此時(shí)，施工人員就可以將這些鋼筋接頭作為基礎(chǔ)。目前，常用的鋼筋安裝方案如下所述：①螺紋套筒連接，這種安裝方式較為快捷，但應(yīng)用成本較高，且無(wú)法掌握施工質(zhì)量控制過(guò)程。在進(jìn)行鋼筋綁扎過(guò)程中，需要保證鋼筋綁扎高度和模板高度相符；②壓力焊，如果鋼筋頭過(guò)長(zhǎng)，可以通過(guò)壓力焊焊縮短鋼筋頭；③普通綁扎方案，具有操作簡(jiǎn)單和成本低的優(yōu)勢(shì)?？紤]到滑模和翻模施工技術(shù)采用的混凝土澆筑方式為分層疊加澆筑，故鋼筋綁扎的應(yīng)用效果較為顯著。在實(shí)際綁扎時(shí)，盡量以短鋼筋為主，此外，由于鋼筋綁扎點(diǎn)容易在橫向力的影響下斷裂，為避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，在綁扎過(guò)程中，不能在同一平面高度上放置多個(gè)鋼筋綁扎點(diǎn)，一般情況下，同一平面出現(xiàn)的綁扎接頭數(shù)量應(yīng)低于鋼筋總數(shù)的50%。

3.5 混凝土澆筑

在鋼筋綁扎完成后，需要進(jìn)行橋梁墩身的澆筑，究其原因，主要是混凝土墩身需要對(duì)爬模載荷進(jìn)行承載，故混凝土澆筑質(zhì)量尤為關(guān)鍵。在澆筑階段，混凝土存在的形式為流體，澆筑高度與底層混凝土承受壓力的大小密切相關(guān)，簡(jiǎn)言之，混凝土高度越高，底層混凝土所承受的壓力越大，且增加幅度十分顯著，因此，分層澆筑被廣泛應(yīng)用于橋梁墩臺(tái)施工中，確保底層混凝土抗壓強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求相符后，方能進(jìn)行上層混凝土的澆筑。在澆筑作業(yè)階段，還要檢查各層的結(jié)合程度，使其在外觀上保持一致[3]。

3.6 高速公路橋梁墩臺(tái)混凝土施工要點(diǎn)

混凝土裂縫是高速公路橋梁墩臺(tái)工程的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題，究其原因，主要是混凝土導(dǎo)熱能力較差，致使其在凝固階段產(chǎn)生的熱量無(wú)法被充分釋放，從而在內(nèi)部溫度的影響下發(fā)生膨脹，但這種情況會(huì)在冷卻后期階段改變，在這一時(shí)期，混凝土的溫度會(huì)逐漸下降，其內(nèi)部水分也會(huì)不斷流失，最終導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此施工單位在進(jìn)行高速公路橋梁墩臺(tái)混凝土施工過(guò)程中，應(yīng)做好以下方面的工作：①搭建密集程度較高的鋼筋網(wǎng)，通過(guò)這種措施的應(yīng)用，使鋼筋混凝土的抗壓力增強(qiáng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土裂縫的有效控制。此外，提前設(shè)置伸縮縫，亦可取得良好的效果；②做好材料的選擇，是施工單位應(yīng)該將水化熱較低的水泥同時(shí)選擇合適的粉煤灰作為摻加料。

4 結(jié)論

綜上所述，在高速公路工程建設(shè)階段，必須要保證橋梁墩臺(tái)的施工質(zhì)量，只有這樣，才能為高速公路橋梁工程的建設(shè)，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。故建議施工單位基于工程要求和實(shí)際情況，選擇合適的橋梁墩臺(tái)施工技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上確定施工方案，依據(jù)方案進(jìn)行施工。針對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題，施工單位應(yīng)做好材料選擇和搭建高密集度的鋼筋網(wǎng)，以保證混凝土澆筑施工的質(zhì)量。