高速公路橋梁施工中的高墩施工技術(shù)要點(diǎn)分析

摘要 為提升高速公路橋梁建設(shè)質(zhì)量，應(yīng)明確高墩施工技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)高墩結(jié)構(gòu)施工管理。為此，文章結(jié)合某高速公路橋梁項(xiàng)目，分析橋梁高墩施工設(shè)計(jì)、高墩施工技術(shù)要點(diǎn)以及橋梁高墩施工質(zhì)量控制對(duì)策。借此優(yōu)化高速公路橋梁施工技術(shù)方案，使橋梁高墩結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量符合項(xiàng)目要求。該研究成果可為大跨徑、高墩身橋梁工程建設(shè)提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞 高速公路；橋梁；高墩；施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U445.559 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）14-0095-03

0 引言

近年來(lái)，城市交通數(shù)量持續(xù)上升，公路擁堵問(wèn)題嚴(yán)重，路橋承載壓力增加。為提升公路橋梁車(chē)輛承載數(shù)量，應(yīng)重視橋梁結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。高墩是現(xiàn)代橋梁重要組成部分，具有工程量大、精度要求高等特征，外部環(huán)境會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較多影響，施工方應(yīng)明確橋梁高墩施工技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)高墩質(zhì)量控制，規(guī)范高墩施工程序，以減少橋梁高墩施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，保障公路橋梁整體性能。

1 項(xiàng)目概況

某高速公路工程，全長(zhǎng)9.8 km，沿線設(shè)有橋梁15座，橋梁全長(zhǎng)1 568.21 m，停車(chē)區(qū)1處。公路等級(jí)為國(guó)家一級(jí)高速公路，車(chē)道設(shè)計(jì)為雙向4車(chē)道，設(shè)計(jì)速度80 km/h，橋面寬度26 m。橋梁墩臺(tái)設(shè)計(jì)為圓柱墩、薄壁空心墩，墩高40～55 m，如表1所示。

2 常見(jiàn)高墩施工技術(shù)

2.1 翻模施工技術(shù)

橋梁高墩施工中，翻模施工技術(shù)較為多見(jiàn)，該技術(shù)基于大型塔吊設(shè)備翻升模板，輔助橋梁高墩施工，翻升過(guò)程中澆筑混凝土，提升橋墩高度。施工環(huán)節(jié)，塔吊設(shè)備控制高墩施工平臺(tái)，輔助完成模板安裝、拆除、鋼筋綁扎、混凝土澆筑等活動(dòng)。高墩翻模體系由外部框架、翻模爬架、模板結(jié)構(gòu)組成，爬架設(shè)有伸縮、升降裝置，豎向連接導(dǎo)軌，可按照施工需求，調(diào)整模板位置。爬升過(guò)程自動(dòng)化、輕量化，適用于圓柱形、矩形等截面設(shè)計(jì)的橋梁高墩。

2.2 滑模施工技術(shù)

滑模體系由液壓系統(tǒng)、提升及模板裝置、操作平臺(tái)組成。具有機(jī)械化程度高、施工效率高、無(wú)須搭設(shè)腳手架、節(jié)約支模等，模板拆卸靈活等優(yōu)點(diǎn)。液壓系統(tǒng)由支承桿、液壓千斤頂、液壓控制系統(tǒng)、油路組成，滑模提升原理是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)高壓油泵，油液經(jīng)換向閥、分油器、截止閥、管路輸送給頂升千斤頂，供油、回油過(guò)程中壓縮、復(fù)位千斤頂活塞，模板裝置隨即開(kāi)始滑升[1]?；Ｊ┕こ掷m(xù)性強(qiáng)，材料消耗量少，但對(duì)鋼筋安裝、混凝土澆筑、模板施工等環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求較高。項(xiàng)目采用滑模施工技術(shù)，自下而上逐層滑升施工，直至橋墩施工結(jié)束。為保障高墩施工質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合高墩施工設(shè)計(jì)，加強(qiáng)高墩施工質(zhì)量控制。

3 公路橋梁高墩施工設(shè)計(jì)

3.1 圓柱墩

墩柱施工以“墩間系梁”為界線，分段施工。部分墩柱存在“柱系梁”，需先澆筑墩間系梁首節(jié)墩柱，后進(jìn)行墩間系梁施工。項(xiàng)目墩柱鋼筋籠設(shè)于承臺(tái)頂部，與樁基鋼筋籠相互對(duì)接，軸線標(biāo)高采用全站儀控制。墩柱尺寸設(shè)計(jì)為φ200圓柱模板，首節(jié)墩柱模板由25 t吊車(chē)輔助安裝，模板采用滑模工藝安裝。

3.2 薄壁空心墩

該項(xiàng)目中XX4#大橋、XX5#大橋、XX6#大橋等橋梁為矩形薄壁空心墩結(jié)構(gòu)，截面尺寸為6.5×2.6 m，擬采用液壓滑模施工工藝。施工流程如下：施工準(zhǔn)備→施工放樣→鋼筋綁扎→安裝預(yù)埋件→安裝模板→高程測(cè)量→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)（7 d）[2]。后進(jìn)行第二節(jié)鋼筋工程，安裝預(yù)埋件，液壓滑模提升模板，對(duì)接第一節(jié)墩身模板后澆筑混凝土，后拆除第一節(jié)模板。

4 高速公路橋梁高墩施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 測(cè)量放樣

為準(zhǔn)確控制高墩施工位置，保障高速公路橋梁質(zhì)量，應(yīng)重視施工測(cè)量放樣工作，加強(qiáng)施工場(chǎng)地勘測(cè)，根據(jù)公路橋梁設(shè)計(jì)，采集施工數(shù)據(jù)信息，完成橋梁高墩施工測(cè)量，具體內(nèi)容有：（1）測(cè)量放樣公路橋梁結(jié)構(gòu)，高墩中心線、橋梁邊沿間距應(yīng)小于1 cm。（2）應(yīng)用放樣測(cè)量?jī)x器，測(cè)量高墩施工時(shí)精度標(biāo)高垂直度。（3）高墩分段澆筑時(shí)，應(yīng)在澆筑結(jié)束后施工測(cè)量高墩中心線、周邊邊沿距離。橋墩中心測(cè)量可應(yīng)用全站儀測(cè)量，墩身承臺(tái)施工結(jié)束后，預(yù)埋鐵板，應(yīng)用縱橫向護(hù)樁確定樁身中心點(diǎn)[3]。明確中心點(diǎn)后測(cè)量放樣，控制墩身高程，使高墩結(jié)構(gòu)各項(xiàng)數(shù)值符合規(guī)范內(nèi)允許偏差。

4.2 鋼筋制作與安裝

該項(xiàng)目所用鋼筋采用“鋼筋成型機(jī)”集中制作。焊條、鋼筋規(guī)格、性能符合國(guó)家設(shè)計(jì)要求，接頭數(shù)量小于主筋數(shù)量50%，錯(cuò)開(kāi)間距小于鋼筋直徑35倍、大于50 cm。高墩柱結(jié)構(gòu)主筋、橋梁樁基主筋實(shí)施單面焊接工藝，焊接質(zhì)量應(yīng)符合高墩施工要求。綁扎鋼筋時(shí)，應(yīng)用雙面焊接工藝，將箍筋綁扎，施工時(shí)注意高墩間系梁鋼筋位置的準(zhǔn)確性，焊縫長(zhǎng)度小于5 D，D為鋼筋直徑（mm）。

鋼筋安裝作業(yè)嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，注重鋼筋支架搭設(shè)、穩(wěn)定支撐，做好各區(qū)域鋼筋定位、綁扎工作。鋼筋安裝應(yīng)實(shí)時(shí)檢查、調(diào)整鋼筋間距、連接點(diǎn)施工質(zhì)量，結(jié)束后，檢驗(yàn)鋼筋安裝質(zhì)量，確保鋼筋安裝符合要求，如表2所示。

4.3 滑模施工

（1）計(jì)算高墩滑模所需荷載，選用對(duì)應(yīng)承載力支撐桿件、液壓滑模裝置。鑿毛處理橋梁承臺(tái)混凝土基面，清潔表面，按高墩施工控制點(diǎn)安裝滑模裝置、調(diào)試液壓滑模系統(tǒng)。調(diào)試結(jié)束后，基于施工圖紙綁扎鋼筋[4]。支撐桿插入特定位置，試運(yùn)行液壓滑模系統(tǒng)。試運(yùn)行方法是在12 MPa壓力條件下，將滑模系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行5 min，重復(fù)2～3次，檢驗(yàn)各結(jié)構(gòu)有無(wú)滲漏問(wèn)題。

（2）初次滑升后灌注混凝土。混凝土提前拌和，集中制備，由專用罐車(chē)運(yùn)輸至橋墩施工區(qū)域。配合卷?yè)P(yáng)機(jī)提升混凝土料斗，轉(zhuǎn)入泵送倉(cāng)內(nèi)。首次澆筑時(shí)，材料內(nèi)骨料為半骨料，首次澆筑厚度為10 cm，后續(xù)澆筑應(yīng)分層澆筑，每層澆筑厚度不得超過(guò)30 cm，直至澆筑到各節(jié)墩身總高度。

（3）墩身澆筑厚度大于80 cm，且底部混凝土強(qiáng)度等級(jí)為設(shè)計(jì)值50%后，檢查預(yù)埋件位置?；Ｌ嵘０?，再次檢查混凝土強(qiáng)度。按施工要求提升后澆筑混凝土，澆筑后提升混凝土，重復(fù)澆筑、提升作業(yè)期間，應(yīng)用鋼絲垂直線校正模板位置，使其垂直度符合要求。模板水平度可采用全站儀、水準(zhǔn)儀測(cè)量。

4.4 模板安裝

（1）基于高墩設(shè)計(jì)圖紙，確定墩柱尺寸，統(tǒng)一加工高墩模板。項(xiàng)目高墩需加工直徑為2 m的圓弧形墩柱模板、5 mm厚面板，配有0.5 m、1 m端模板，模板單節(jié)長(zhǎng)度2 m。拼裝模板時(shí)，拼縫處應(yīng)用螺栓固定，為確保模板結(jié)構(gòu)整體性，宜采用橫豎向法蘭螺栓，螺栓固定后應(yīng)將其拉緊，避免模板移位。

（2）項(xiàng)目墩柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，墩柱節(jié)段為2節(jié)。可根據(jù)高墩設(shè)計(jì)圖紙，分節(jié)預(yù)拼模板。拼裝前，檢查模板平整度、外觀、規(guī)格型號(hào)，涂刷脫模劑[5]。各節(jié)模板設(shè)置雙面膠條，預(yù)防漿液串漏?，F(xiàn)場(chǎng)吊裝前，檢查模板底部平整度，外側(cè)設(shè)置5個(gè)固定錨栓，安裝后，檢測(cè)其精度、位移情況。高墩模板安裝允許偏差，如表3所示。

（3）校正、穩(wěn)固模板，安裝墩間系梁模板。模板搭設(shè)前澆筑混凝土承臺(tái)，混凝土強(qiáng)度值大于2.5 MPa后，安裝模板。全站儀測(cè)量模板頂部標(biāo)高、平面尺寸、垂直度等指標(biāo)，誤差值應(yīng)小于3 mm。

4.5 混凝土澆筑

高墩結(jié)構(gòu)是公路橋梁工程的主要承載結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度影響著高墩荷載能力。澆筑前，施工人員應(yīng)優(yōu)化混凝土配比，結(jié)合高墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土澆筑要求，調(diào)整材料配比，如表4所示。

該項(xiàng)目采用C40混凝土，坍落度設(shè)計(jì)為160～200 mm。每層澆筑高度約30 cm后，采用“插入式振搗工藝”，壓實(shí)處理各層混凝土。振搗器垂直插入，插入深度約6～9 cm，移動(dòng)間距小于振搗器作用半徑的1.5倍，約50 cm?；炷琳駬v應(yīng)均勻、交錯(cuò)振搗，振搗時(shí)注意不碰觸模板，避免鋼筋、模板位移。墩身混凝土為設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%后拆除模板，覆蓋保護(hù)薄膜、灑水養(yǎng)護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)14 d。

4.6 施工注意事項(xiàng)

4.6.1 重視高墩質(zhì)量檢測(cè)

高墩施工結(jié)束后，應(yīng)全面檢查高墩結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，確定各項(xiàng)指標(biāo)符合高墩施工質(zhì)量要求：（1）結(jié)合《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)注》檢查要求，檢查混凝土強(qiáng)度。（2）分別檢查墩身3個(gè)斷面，檢查其斷面尺寸，允許偏差20 mm。（3）吊垂線或應(yīng)用經(jīng)緯儀，設(shè)置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)量墩身豎直度、斜度。（4）應(yīng)用水準(zhǔn)儀，設(shè)置3測(cè)點(diǎn)，測(cè)量高墩頂面高程，允許偏差10 mm。（5）應(yīng)用全站儀，橫向、縱向各設(shè)2個(gè)測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)高墩軸線偏位，允許偏差10 mm。（6）測(cè)量高墩預(yù)埋件位置時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，尺量每件預(yù)埋件，設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，允許偏差為10 mm。

4.6.2 優(yōu)化高墩接縫處理

（1）保障立模精度，可用橡膠皮處理接縫，使接縫密實(shí)度符合要求。水平施工縫應(yīng)鑿毛處理，每節(jié)混凝土澆筑結(jié)束后，墩身存在水平施工縫，應(yīng)在終凝前人工鑿除混凝土表面浮漿。

（2）施工縫區(qū)域松弱混凝土層、水泥砂漿薄膜、碎石需全部鑿除，沖洗干凈，無(wú)積水前提下保持施工縫表面濕潤(rùn)。

（3）澆筑前，人工鑿毛上段施工頂面，檢查模板、預(yù)埋件位置、支架，清除雜物，高壓沖洗后在模板間下嵌海綿體。拆模后修復(fù)接縫表面缺陷，使高墩外觀一致。

4.6.3 加強(qiáng)滑升流程管理

（1）初次滑升應(yīng)緩慢進(jìn)行，負(fù)載狀態(tài)注意檢查模板結(jié)構(gòu)、液壓設(shè)備，無(wú)異常后開(kāi)始滑升。

（2）保持連續(xù)作業(yè)，專人觀察脫?；炷帘韺淤|(zhì)量?；龝r(shí)間間隔小于2 h，滑升高度20 cm，每40 cm檢查垂直度。

（3）“末升階段”，于蓋梁底部標(biāo)高1 m處降低滑升速度，操平、找正，均勻澆筑最后1層混凝土，頂部標(biāo)高、澆筑位置準(zhǔn)確后停滑。停滑條件：1）混凝土澆筑至統(tǒng)一標(biāo)高。2）混凝土初凝前，且模板每1.5～2 h需提升1千～2千斤頂形成，混凝土、模板無(wú)黏結(jié)。

（4）滑空部位設(shè)置支撐桿，實(shí)施蓋梁作業(yè)。后拆除模板，其過(guò)程為：1）清理操作平臺(tái)。2）拆除電線電纜、燈具設(shè)備。3）拆除液壓系統(tǒng)。4）拆除該梁模板。5）拆除門(mén)型提升架、圍圈解體。

4.6.4 預(yù)防處理質(zhì)量通病

（1）跑模

主要表現(xiàn)為混凝土拌和物側(cè)向壓力增加，某區(qū)域模板整體位移，混凝土結(jié)構(gòu)面傾斜，高墩底部下垂，嚴(yán)重時(shí)高墩模板結(jié)構(gòu)側(cè)模、端模會(huì)徹底崩塌，導(dǎo)致墩身結(jié)構(gòu)尺寸、形狀改變，影響混凝土澆筑效果。

跑模原因較多：1）底模、側(cè)模固定物規(guī)格小，無(wú)法承載混凝土澆筑豎向力、側(cè)壓力，承載后被迫拔出，使得模板位移。2）調(diào)整模板高程、板間距離后未及時(shí)固定模板，使得混凝土振搗后底模、側(cè)模移位。3）對(duì)拉螺栓直徑小，混凝土側(cè)壓力過(guò)大，使螺栓拉斷?；蚴悄０逅健⒅尾焕?，支護(hù)失效，引起位移。

為預(yù)防跑模，可應(yīng)用直徑為φ12～φ16對(duì)拉螺栓，螺栓固定后拉緊，或設(shè)置穿墻螺栓，分散混凝土側(cè)壓力，穿墻螺栓間距約為70～130 cm。澆筑混凝土?xí)r，時(shí)刻關(guān)注模板支撐情況，必要時(shí)應(yīng)加固支撐。

（2）漏漿

高墩施工漏漿問(wèn)題是指混凝土澆筑時(shí)，模板接縫處漏出漿液。漏漿危害性較強(qiáng)，會(huì)使墩身結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生“麻面”，邊界不清晰，甚至出現(xiàn)露筋、蜂窩情況。漏漿的原因主要有定形組合鋼模板受損過(guò)寬、拼接不當(dāng)、接縫處有松動(dòng)現(xiàn)象等。模板支撐不牢同樣會(huì)引起漏漿問(wèn)題。針對(duì)模板漏漿情況，應(yīng)加強(qiáng)預(yù)防，重視治理：1）定形組合鋼模板拼縫過(guò)寬時(shí)，應(yīng)用U形卡固定薄橡膠片、泡沫片，防止漏漿。2）安裝高墩柱模板前，底部墊水泥砂漿，沿模板邊線涂抹成防滲條。3）鋼模板、木模板接縫區(qū)域，應(yīng)用較長(zhǎng)木螺釘緊密固定模板，同時(shí)夾墊薄橡膠片。端模、截面尺寸調(diào)整后，增設(shè)對(duì)拉螺栓，并將其拉緊，或加設(shè)拉桿、支撐立桿，避免模板滲漏。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路橋梁建設(shè)中，對(duì)高墩施工質(zhì)量要求存在差異，具體應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目需求、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，靈活應(yīng)用高墩施工工藝。高墩施工過(guò)程中應(yīng)按照現(xiàn)場(chǎng)條件，控制施工流程，基于高墩施工技術(shù)難點(diǎn)、技術(shù)要點(diǎn)，規(guī)范施工操作，保障高墩施工效果。應(yīng)用高墩模板、混凝土澆筑工藝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)核心，加強(qiáng)高墩施工質(zhì)量控制，為公路橋梁建設(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供助力。

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收稿日期：2024-02-19

作者簡(jiǎn)介：張宏宣（1989—），男，本科，工程師，從事項(xiàng)目管理工作。