山區(qū)高速公路橋梁施工技術及其特點

陳　靖

摘要：隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，尤其是西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施和深入，我國在山區(qū)修建的高速公路也越來越多。由于山區(qū)高速公路地形地質情況復雜，構造物多，橋梁隧道總長占路線長度的比例大，有的山區(qū)高速公路，橋隧比例高達70%～80%，所以要設計成功一條山區(qū)高速公路，設計好其中的橋梁部分的施工技術就顯得十分重要。文章重點介紹了我國山區(qū)的高速公路橋梁施工的技術和特點。

關鍵詞：山區(qū)高速公路；橋梁施工；施工技術

中圖分類號：U445文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）02-0148-02

一、山區(qū)高速公路及其橋梁的特點

山區(qū)高速公路的主要特點是地形、地質和水文情況復雜。地形復雜，表現(xiàn)為地面高度差額大，變化頻繁，橫坡陡；地質復雜表現(xiàn)為巖溶、滑坡、不穩(wěn)定斜坡、崩塌、陡崖、煤氣地層等不良地質。

受到這些原因的影響，路線布設時平縱橫三個方面都受到約束，一般就是平曲線多，平面半徑小，縱坡大，橋梁比例高，橫坡陡，半邊橋和高擋墻多。山區(qū)高速公路橋梁也相應具有上述特點，彎坡橋多，高墩大跨多，墩臺形式多，設計中必須協(xié)調解決好橋梁各細部構造與地形地質之間的關系。水文復雜，表現(xiàn)為水系眾多，水文地質、暴雨、洪水、泥沙沿路線不盡相同。山區(qū)高速公路往往是沿溪展線，受地形、地質、水文的影響，路線布設時平縱橫三個方面普遍都受到約束，造成平曲線多，平面半徑較小，縱坡較大。路線反復沿河岸交替設線，斜、彎及縱向橋多；橫坡陡，半幅橋和半幅路基多；路線跨越眾多溝壑，高墩大跨多，墩臺形式多，因此橋梁設計中必須協(xié)調解決好橋梁各細部構造與地形、地質、水文之間的關系，處理好與擋墻、隧道、交通設施、排水設施等其他構造物銜接，從而體現(xiàn)細部處理見設計水平的觀念。[1]基于山區(qū)復雜的地形地貌，致使山區(qū)高速公路橋梁在路線中所占比例大，往往選擇曲線、大縱坡、高墩、長橋等設計方案。另外，山區(qū)高速公路橋梁多為彎、坡橋，曲線梁橋在彎扭耦合作用下，具有沿某一不動點變形的趨勢，單向行駛的大縱坡長橋在長期反復的汽車制動力作用下，梁體具有沿汽車行駛方向滑移的趨勢，如果采用全連續(xù)結構，即上下構之間為橡膠支座連接時，這種滑移趨勢往往造成梁體受力不平衡，支座脫空甚至破壞，從而導致梁體開裂。因此山區(qū)高速公路橋梁宜采用先簡支后結構連續(xù)或墩梁固結的連續(xù)一剛構混合體系，既適應平面線形，又適應橋梁受力特點。[2]

二、山區(qū)高速公路橋梁施工及其特點

（一）山區(qū)高速橋梁施工特點

1．施工周期長。對于高空作業(yè)，模板的受力自成體系，從模板的受力性能考慮，高墩柱混凝土的一次澆筑高度一般為4～6 in。對于20 in以上高墩的施工次數(shù)至少在4次以上，最多的達到10多次，這樣每一根墩柱的施工周期相當長，受機械設備等因素影響，有的墩柱施工工期達到5、6個月之長。

2．模板和機械設備的投入大。由于單根高墩柱的施工周期長，且受總工期的限制，各大橋的高墩柱只能采取平行作業(yè)的施工組織方法，每根墩柱至少配備6 m高度的模板，使其自成施工體系，這樣模板的投入相當大。受起吊能力的限制，高墩柱施工須配備大噸位的吊車，且全標段高墩柱數(shù)量多，分散于不同的山溝內(nèi)，致使吊車等設備很難相互調配使用，導致機械設備的投入也大。

3．計量支付周期長，資金周轉壓力大。一根Y形墩為一個分項工程，按業(yè)主的計量規(guī)定，必須整根墩柱完成且該墩柱最后一次混凝土的齡期達到28d才有計量資格。由于高墩柱的施工次數(shù)多、周期長，在相當長的時間內(nèi)，雖然墩柱完成的延米數(shù)大，但其不符和計量原則的規(guī)定，大量的未完工高墩柱不能計量，施工單位墊付的資金不能回籠，而在墩柱施工的中后期，又開始了橋梁上構大梁預制場的建設，更是需要大量的資金投入。在這兩方面的資金周轉壓力之下，一旦承包商的資金供應失控，至此勢必使工程施工陷入步步危機之中。

4．高墩施工定位控制難度大。對于高橋墩來說，截面相對面積小、墩身高、重心高、墩身柔度大、施工精度要求高，是其顯著的特點，施工時軸線很難準確控制。[3]

5．高空作業(yè)，施工安全系數(shù)低。

（二）施工要求

1．橋梁設計上要處理好跨徑與墩高的關系?？鐝脚c墩高的關系按橋梁美學原則，一般應選擇比值為0.618～1之間，通過經(jīng)濟比較，往往又是經(jīng)濟的，也就是說20m跨徑T梁適應的墩高一般為12～20m，30m跨徑適應的墩高一般為18～30m，40m跨徑適應的墩高一般為24m～40m。山區(qū)高速公路地形起伏變化頻繁，通常應根據(jù)地形選擇一種跨徑，不宜根據(jù)墩高頻繁變化跨徑，墩柱高度變化很大時，可以采用20m與30m或者30m與40m的組合跨徑。當一座橋梁，有幾種跨徑方案可選擇時，應結合上下構做造價分析比較再做選擇。

2．綜合實施支擋、抗滑、減重、反壓、截排水等工藝

（1）滑坡治理以預防為主，治理為輔，一次根治，不留后患，宜早不宜遲，宜小不宜大的原則，把滑坡阻止在蠕滑擠壓階段。滑坡治理應優(yōu)先選擇地面排水、地下排水、減重、反壓等容易實施和見效快的工程措施?；轮卫響M量安排在旱季，并盡可能少擾動滑體的穩(wěn)定，如先做地面引水工程，支擋工程施工應分段跳槽開挖、加強支撐等?；虏荒鼙茏寱r，首先應查清其性質和穩(wěn)定狀態(tài)，分析其對橋梁工程的影響，并使橋梁工程建設盡量不破壞和影響滑坡的穩(wěn)定性，施工順序上必須先處理滑坡，后施工橋梁。

（2）減載和反壓都是土石方工程，實施容易，可用于救急或永久工程，但應注意：減重的位置在牽引段和主滑段；反壓工程應填在抗滑段以下并保證自身穩(wěn)定和滑坡不越頂滑出。

（3）抗滑樁由于其抗滑力大，對滑動穩(wěn)定擾動小，施工方便，目前在大中型滑坡上廣泛應用，幾乎代替了抗滑擋墻。當滑坡推力過大，作為懸臂受力構件的抗滑樁不經(jīng)濟時，即可根據(jù)條件采用錨索抗滑樁，錨索長度一般30～50m（受力50～150t），還有達70120m（最大受力達300t）?？够瑯冻藛螛锻?，還可兩根或三根組合形成排架樁、剛架樁（如利用樁柱式橋墩抗滑即屬這種情況），還有在樁聞加擋板形成樁板墻。隨著巖土施工機械和錨索防護技術的解決，框架或支墩錨索在滑坡治理中得到廣泛應用。

（4）鑒于橋梁結構物特別是高等級公路的重要性，目前對于滑坡橋位設計，基本上采取是先治理滑坡再建橋，避免橋梁滑動的風險。在一些低等級和小規(guī)?；轮蟹娇衫脴蛄憾张_抗滑。橋位滑坡處治安全系數(shù)應視橋梁規(guī)?；蛑匾苑謩e對待，一般情況。建議：特大橋、大橋、中橋、小橋分別采用1.25、1.20、1.15、1.10，特殊情況可適當提高或降低，但最低不應小于1.05。

3．高墩施工方案?？刹扇÷膸У醯跹b模板、鋼筋、混凝土法。該方案為無支架施工方法。為了方便施工人員操作及安全需要，在每一節(jié)模板的四周設一操作平臺，操作平臺由三大部分組成，用ф28鋼筋制作三角支撐，用以焊接在模板的豎肋上。三腳架上放置木板，四周護欄用ф28鋼筋與三腳架焊接構成施工操作平臺。模板、鋼筋及混凝土吊裝用50 t履帶吊吊裝，該法操作簡單、工效快。也可以實施搭設支架法。該法是在墩柱兩側搭設鋼管或碗扣支架，在支架頂部搭設橫梁、起重裝置等。每一節(jié)模板用小噸位卷揚機或手拉倒鏈提升，然后平移就位。該法操作簡單，無需吊車配合，可連續(xù)施工，致使工程效率偏低，這是基于適合地形條件差、墩高矮、機械設備無法就位的墩柱施工的考慮?；炷量捎酶邏狠斔捅幂斔汀?/p>

參考文獻

[1]馬惠民．山區(qū)高速公路高邊坡病害防治實例[M]．人民交通出版社，2006．

[2]公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范[M]．人民交通出版社，2004．

[3]霍明．山區(qū)高速公路勘察設計指南[M]．人民交通出版社，2003．

[4]唐軻．潤揚長江大橋懸索橋南塔架體式爬模施工技術[A]．2002年全國橋梁學術會議論文[c]．北京：人民交通出版社，2002．

[5]陳傳德．公路建設項目管理手冊[M]．北京：人民交通出版社，2002．

[6]田頂立．淺談山區(qū)高速公路橋梁的設計[J]．工程與建設，2008，（1）．

[7]任穎．山區(qū)高速公路橋梁設計[J]．科學之友，2007，（5）．

[8]李月光 張振宇，山區(qū)高架橋高墩施工技術[J]．公路交通技術，2005，（3）．

[9]張宏華，山區(qū)高速公路橋梁的設計方法與施工工藝分析[J]．中國高新技術企業(yè)，2008，（2）．

作者簡介：陳靖（1978- ），四川廣漢人，中鐵二局機械筑路工程有限公司工程師。