高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用研究

覃智

（貴州省公路工程集團(tuán)第六工程公司，貴州 貴陽(yáng) 550008）

0 引言

在交通運(yùn)輸路網(wǎng)建設(shè)中，高速公路屬于關(guān)鍵工程。由于我國(guó)山地、丘陵地質(zhì)較多，高速公路橋梁建設(shè)難度較高。為化解高速公路橋梁施工的技術(shù)難點(diǎn)，需要將高墩施工技術(shù)應(yīng)用于橋梁施工建設(shè)中。相較于普通路橋建設(shè)而言，高墩施工通常需要更高的成本，施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，并且施工質(zhì)量要求相對(duì)嚴(yán)格。為此，高墩施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)要確保施工技術(shù)應(yīng)用的嚴(yán)謹(jǐn)性，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，把握施工關(guān)鍵技術(shù)成為高墩施工效果強(qiáng)化的必要措施。

1 高墩施工要求分析

高速公路橋梁施工中高墩施工的特征在于需要高空作業(yè)，并且需要修建較長(zhǎng)的墩體，因而高墩施工較普通橋梁施工要求更為嚴(yán)格。

1.1 合理選用施工高度降低方式

由于高墩施工具備較高的高度，吊裝施工及混凝土施工要求也相對(duì)嚴(yán)格，既可采取腳手架搭設(shè)方式施工，也可酌情采取筑土增高的方式，有效縮短施工作業(yè)面與高墩之間的距離。

1.2 保持混凝土規(guī)劃施工連續(xù)性

混凝土橋墩的施工高度越大，施工應(yīng)力水平要求也越高。施工高度每提升1m，應(yīng)力水平的提高幅度應(yīng)在80%左右，因此，混凝土施工時(shí)必須要采取分層施工方式，并且要確保施工過(guò)程能夠連續(xù)開展，進(jìn)而保障混凝土施工的均勻性，確保各個(gè)層級(jí)能夠有效融合[1]。

1.3 滿足高墩應(yīng)力需求

高墩施工過(guò)程中具備較高的應(yīng)力要求，由于高速公路橋梁施工屬于脫離路基的工程，因而應(yīng)在垂直應(yīng)力需求滿足的前提下做好水平方向的應(yīng)力規(guī)劃。為提升施工后橋梁應(yīng)力水平可適當(dāng)提高橫截面積，同時(shí)也要在施工時(shí)適當(dāng)提升圍堰的水平應(yīng)力。

2 高速公路橋梁施工中高墩施工技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析

2.1 工程概況

某長(zhǎng)度為700m的高速公路橋梁建設(shè)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)用的是預(yù)應(yīng)力T梁，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩，采用的是擴(kuò)大基礎(chǔ)形式，橋墩當(dāng)中，共設(shè)置了9個(gè)薄壁空心墩，分別是5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、17#、21#墩。本橋梁架設(shè)于沖溝地貌區(qū)域，地形起伏較大，橋梁架空高度的最高點(diǎn)約為36m。

2.2 施工難點(diǎn)

由于受到復(fù)雜地形及交通不夠便利因素的影響，加之部分橋梁建設(shè)高度較大，因而本橋梁工程的施工存在一定難度。高于20m的墩柱施工時(shí)存在的主要難點(diǎn)如下：

2.2.1 施工周期長(zhǎng)

本橋梁工程施工時(shí)需要高空作業(yè)，因而需要建立模板受力體系，通過(guò)分析模板自身的受力性能，可判定出墩柱一次澆筑高度應(yīng)為5m左右。因而高于20m的墩柱需要分四次完成施工，因而墩柱施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，在設(shè)備等其他因素的影響下，墩柱施工完成的周期需要5個(gè)月以上。

2.2.2 需大量施工物資

由于該項(xiàng)目的高墩施工需要較長(zhǎng)時(shí)間，因而要在總工期時(shí)長(zhǎng)內(nèi)完成施工，高墩施工時(shí)必須采取平行作業(yè)方式，各墩柱均需設(shè)置6m高的模板，因而所需的模板材料數(shù)量較高。同時(shí)，高墩施工時(shí)還需要應(yīng)用大型吊車，然而由于該項(xiàng)目所建設(shè)高墩量較大，且高墩分散分布于不同山溝之中，吊車調(diào)配難度較高，因此較正常施工所需配備的機(jī)械設(shè)備數(shù)量更多。

2.2.3 施工定位控制難度大

高墩施工的顯著特征是高度大、重心高，并且具備截面積小、柔度過(guò)大的特點(diǎn)，因而施工時(shí)的精度要求相對(duì)嚴(yán)苛，這會(huì)對(duì)施工過(guò)程中的定位控制帶來(lái)較大的難度，若是定位出現(xiàn)偏差，將會(huì)對(duì)高墩施工效果產(chǎn)生一定的限制。

2.2.4 接縫處理要求高

高墩施工中，高墩除了承載壓力作用之外，還兼具變矩扭矩承受功能，因而墩身的柔度要符合要求，在受到外界因素影響或承受荷載壓力之時(shí)，墩身會(huì)出現(xiàn)搖擺或彎曲變形問題。為此，施工時(shí)對(duì)施工縫的控制要求較為嚴(yán)格，若是接縫處理不到位將會(huì)出現(xiàn)薄弱點(diǎn)，從而會(huì)影響高墩施工質(zhì)量。

2.3 施工方案

2.3.1 模板設(shè)計(jì)

通過(guò)分析高墩施工特征及難點(diǎn)，該項(xiàng)目施工中需應(yīng)用定形鋼模作為模板，將鋼模制作成半圓形，兩個(gè)鋼模拼成一個(gè)整體模板?？稍O(shè)置三種單節(jié)模板高度，以D140鋼模作為1.5m與2.5m高模板制作材料，3.0m高模板則采用D180鋼模制作。施工時(shí)模板應(yīng)采用吊車吊裝，若吊車難以滿足吊裝高度要求，還可設(shè)置吊架并利用卷?yè)P(yáng)機(jī)輔助完成模板安裝，并需以風(fēng)纜繩加固處理模板中部及頂部，從而確保立模之后模板能夠保持垂直且剛度性能符合要求[2]。

2.3.2 混凝土施工

施工高度在吊車吊裝高度范圍內(nèi)時(shí)，可利用運(yùn)輸車向施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)送混凝土，將吊斗安裝于吊車之上，而后利用串筒完成澆筑。若是高墩高度過(guò)大，超出吊車吊裝范圍，則可利用輸送泵將混凝土輸送到模板內(nèi)完成澆筑，并利用振搗器實(shí)現(xiàn)混凝土均勻振搗，并采取分層澆筑法，一次性完成混凝土澆筑，注意分層時(shí)各層厚度不能超過(guò)30cm，必須中斷澆筑時(shí)，應(yīng)于前一層混凝土初凝完成前恢復(fù)澆筑。

2.4 施工工藝流程

本橋梁工程的高墩施工工藝流程如圖1所示。

圖1 高墩施工工藝流程

2.5 關(guān)鍵技術(shù)

2.5.1 測(cè)量放樣

正式施工之前，需要精準(zhǔn)測(cè)量與合理放樣，應(yīng)將墩柱中線及結(jié)構(gòu)線之間的標(biāo)線精準(zhǔn)劃出，并將中心線及墩柱邊緣之間的間距誤差控制在10mm之內(nèi)。且需要先利用高壓水槍清沖樁頂，將樁頂之上的雜物全部清除之后再進(jìn)行墩柱施工，應(yīng)全面清除結(jié)構(gòu)線中存留的浮漿，而后整體性連接鋼筋，進(jìn)而保障后續(xù)墩柱施工的順暢開展。

2.5.2 搭設(shè)支架

（2）支架搭設(shè)方法，搭設(shè)之前應(yīng)做好基層清理及平整處理，確?；A(chǔ)壓實(shí)后，在墩柱周圍架設(shè)腳手架，應(yīng)根據(jù)墩柱大小確定立桿數(shù)量，并利用搭接法將各個(gè)立桿連接穩(wěn)固，通常兩根立桿之間的搭接長(zhǎng)度不能低于50cm。立桿設(shè)置時(shí)，有兩種立撐方式，一是剪刀撐，二是水平撐，這兩個(gè)支撐立桿之間應(yīng)留有45o夾角。立桿橫向及縱向之間應(yīng)預(yù)留出1.4m的距離，橫桿之間的步距不可低于1.6m。立桿長(zhǎng)度應(yīng)為2.4km，并且需要應(yīng)用1180個(gè)扣件。

（3）支架受力分析與計(jì)算，該項(xiàng)目中所用支架總量與施工荷載之和為29.1kN左右，在施工中不均勻性的影下，通常需要以1.5這一不均勻系數(shù)計(jì)算具體的總荷載，即29.1×1.5＝43.65kN。每一個(gè)立桿均要承載5.45kN的荷載，可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定鋼筋的直徑應(yīng)為16mm，且鋼管面積應(yīng)為42.4mm2。在得出這些數(shù)據(jù)之后，可計(jì)算出每平方毫米立桿所需承受的壓力，受力應(yīng)力則應(yīng)以100為宜。經(jīng)分析得知，此立桿受力與規(guī)定要求相符合，因而本支架搭設(shè)方案相對(duì)合理。

2.5.3 鋼筋工程

（1）鋼筋加工制作

在立桿搭設(shè)方案審核通過(guò)后且支架搭設(shè)施工完成后，需要綁扎鋼筋。需在加工棚完成鋼筋下料、加工制作過(guò)程，應(yīng)根據(jù)規(guī)定要求截取鋼筋，并合理調(diào)整鋼筋的彎折度與平直度。應(yīng)對(duì)各個(gè)完成加工的鋼筋分別標(biāo)號(hào)并按類別存放于不同位置，運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)后，利用定滑輪組進(jìn)行鋼筋起吊，安放于要求位置后，進(jìn)行鋼筋的綁扎與焊接施工[3]。

SNXT指令只執(zhí)行一次輸入的上升沿（OFF→ON）。SNXT在STEP指令之前配置，對(duì)之前的工序編號(hào)（繼電器）進(jìn)行ON→OFF，對(duì)指定的工序編號(hào)S進(jìn)行OFF→ON，來(lái)控制工序的步進(jìn)。

（2）鋼筋籠制作與下放

若高墩截面不一致，應(yīng)加強(qiáng)各個(gè)墩柱主筋接長(zhǎng)的控制，確保接頭之間相互交錯(cuò)，鋼筋搭接面積應(yīng)為鋼筋總長(zhǎng)的1/4左右。箍筋接頭連接時(shí)，要在四角處進(jìn)行交錯(cuò)設(shè)置，應(yīng)按照施工要求的抗震值以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行彎鉤長(zhǎng)度設(shè)置。鋼筋籠加工完成后，利用吊車進(jìn)行吊裝與下放，下放時(shí)要控制好下放位置的精準(zhǔn)性，定位時(shí)盡可能應(yīng)用垂線法，以便確保下放位置與中心點(diǎn)之間的偏差不超過(guò)20mm。并在鋼筋籠下方放置墊塊，并確保連接用鋼筋裸露在外。

2.5.4 模板工程

該項(xiàng)目按照設(shè)計(jì)要求應(yīng)用的均是定形鋼模，且每塊模板由兩個(gè)大小一致的半圓形鋼模拼接而成。模板安裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)模板高度選用吊臂大小適宜的吊車，若是吊車無(wú)法滿足吊裝高度要求，此時(shí)應(yīng)搭設(shè)臨時(shí)吊架，并使用卷?yè)P(yáng)機(jī)繼續(xù)完成模板的安裝施工。同時(shí)，需要利用提前準(zhǔn)備好的風(fēng)纜加固處理模板的中心處與頂部位置處，盡可能一次完成模板的安裝，之后要對(duì)模板安裝效果進(jìn)行檢查，安裝不合格需拆除重裝，若達(dá)到要求則可進(jìn)入混凝土澆筑工序。

2.5.5 混凝土工程

（1）澆筑前的準(zhǔn)備

混凝土澆筑前應(yīng)做好鋼筋、支架以及模板的檢查，所有工序均與規(guī)定要求相符便可實(shí)施澆筑施工。采用一次性澆筑法，確保不間斷澆筑直至到達(dá)模板頂部，澆筑過(guò)程中無(wú)需設(shè)置施工縫。采取集中式拌和的方式制備混凝土材料，拌和時(shí)重點(diǎn)在于控制好各個(gè)材料的添加量，并做好混凝土坍落度檢測(cè)，還要將混凝土的水灰比控制在要求范圍之內(nèi)。

（2）混凝土運(yùn)送

混凝土配制完成后，利用攪拌車將配制好的混凝土運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)。澆筑區(qū)域若在吊車吊臂范圍之內(nèi)，則利用運(yùn)輸車向施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土運(yùn)送，利用安裝于吊車之上的吊斗及串筒完成高墩混凝土的澆筑施工。若需澆筑高墩高度超過(guò)吊車吊臂范圍，需要采取泵送的方式將混凝土運(yùn)送至施工位置處，進(jìn)而確保模板澆筑施工順利完成。

（3）混凝土澆筑與振搗

澆筑的過(guò)程中同步進(jìn)行振搗，重點(diǎn)在于保證振搗的均勻性。各在一層澆筑完成后再澆筑下一層，并且每層澆筑均要確定一次性完成，各層澆筑厚度均不可超過(guò)30cm。澆筑時(shí)若因意外因素中斷施工，必須立即排查導(dǎo)致中斷的原因，并且及時(shí)解決，盡可能趕在上一層混凝土初凝完成之前繼續(xù)進(jìn)行本層澆筑，以免對(duì)兩個(gè)混凝土層的融合效果產(chǎn)生影響。

（4）檢查與平整處理

澆筑過(guò)程中，應(yīng)派遣人員監(jiān)督鋼筋、模板以及支架，采取抽查方式排查隱患，以便問題及時(shí)消除，從而確保澆筑質(zhì)量。澆筑完成后，應(yīng)利用木抹子針對(duì)混凝土表面做平整處理，并于混凝土初凝完成之前，采取適當(dāng)?shù)墓茏o(hù)，以免混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

2.5.6 模板拆除與后期養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后應(yīng)預(yù)留充足的凝固時(shí)間，在混凝土強(qiáng)度高于75%之時(shí)方可拆除模板，在模板拆除之后，應(yīng)立即將塑料薄膜覆蓋于混凝土表面之上，以免混凝土內(nèi)部水分快速蒸發(fā)。拆模施工的重點(diǎn)在于控制好拆模順序，遵循先澆先拆的原則，以免后澆混凝土未完全凝固便拆除而破壞混凝土表面[4]。

2.6 高墩施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)

高墩施工要連續(xù)性開展，非必要情況下中途不可停頓，應(yīng)盡可能將各個(gè)分項(xiàng)工程的施工時(shí)間進(jìn)行壓縮，以免施工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而增大資金周轉(zhuǎn)壓力。施工時(shí)應(yīng)注重于施工現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)管，強(qiáng)化施工人員的安全意識(shí)，嚴(yán)格監(jiān)督各道工序，確保所有施工人員均按照安全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施操作。在模板重復(fù)利用的過(guò)程中可能出現(xiàn)變形現(xiàn)象，因而可將對(duì)拉螺桿從模板肋中部區(qū)域穿入并穿過(guò)墩身，并在高墩的高度方向上每隔1m設(shè)置一道加強(qiáng)箍，如此可增強(qiáng)模板穩(wěn)定性，從而保障施工效果。

3 結(jié)語(yǔ)

高速公路橋梁施工中，高墩施工是適用于高度較大橋梁工程的施工方法，該項(xiàng)目的高墩施工實(shí)例工程應(yīng)用的是支架搭設(shè)方法建設(shè)高墩，并且應(yīng)用的是定形鋼模，此方法可增強(qiáng)高墩施工的安全性，也可有效提升高墩施工效率，能夠有效節(jié)約高速公路橋梁工程建設(shè)成本。經(jīng)該項(xiàng)目實(shí)例驗(yàn)證，高速公路橋梁高墩施工中應(yīng)用此種高墩施工技術(shù)方法具有可行性，但施工過(guò)程中要注意控制好測(cè)量放樣的精準(zhǔn)度，在明確支架搭設(shè)要求的前提下合理設(shè)計(jì)支架搭設(shè)方案，并要控制好后續(xù)的鋼筋工程、模板工程、混凝土澆筑工程，還要做好拆除及養(yǎng)護(hù)，從而保障高墩施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)。