高墩橋梁施工方案設計研究

摘要：針對河北省保阜高速公路，海拔由120m高的平原上升到海拔1260m的山區(qū)，沿線設計了很多高墩橋梁。其中，黑崖溝2#特大橋，最高墩這120.5m，有“華北第一高橋”之稱。在高墩施工中，科學合理的施工方案設計有利于加快施工進度、保證工程質量、確保施工安全，從而，達到節(jié)能減排、提高效益的目的。

關鍵詞：土木建筑工程施工；高墩橋梁；施工方案

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1000-8136(2009)29-0050-02

針對河北省保阜高速公路，設計起點是河北保定市，終點是河北與山西交界的長城嶺，海拔由120m高的平原上升到1260m高的山區(qū)，沿線設計了很多高墩橋梁，其中黑崖溝2#特大橋，最高墩達120.5m，有“華北第一高橋”之稱。對于高墩橋梁施工方案設計的科學性，直接影響到工程進度、工程質量和施工安全。筆者主要從高墩裝吊方案、模板方案、混凝土澆注方案、鋼筋接長方案、高墩封頂方案及人員上下方案進行研究總結。

1 高墩裝吊方案

一般橋墩高度在30m以下的都可以設計成實心墩，當高度超過30m時均設計成空心墩，根據高速公路施工場地情況，橋墩高度在30m以下可以優(yōu)先考慮搭設承重鋼管支架或使用汽車吊進行吊裝的方案，該方案具有技術可行、靈活機動、經濟安全等優(yōu)點。當橋墩高度在30m～40m時，可以考慮搭設承重支架或塔吊方案。當橋墩高度超過40m時優(yōu)先考慮塔吊方案，特殊情況下可以考慮纜索吊方案，見表1。

2 高墩模板方案

高墩模板就提升方法而言，有翻板模、滑板模和爬模；從面板材質又可分為木模、竹膠板模和鋼模；從使用功能上還可分為曲面可調模板和一墩到頂模板。對于高橋墩，一般情況下優(yōu)先考慮翻板鋼模，內外模剛度差異不宜太大，一般外模重量在100kg/m²～110kg/m²，內模75kg/m²～85kg/m²。模板可以考慮“一托二”和“一托三”兩種情況。每層模板制作高度可以按15m，2.0m，3.0m3種。模板總制作高度可以考慮4.5m、6.0m、8.0m、9.0m 4種情況。

模板方案中需要對澆注狀態(tài)下面板、橫肋與豎肋、法蘭等的強度和剛度進行驗算，對拉筋的強度進行驗算，一般要求拉筋的安全系數不小于2倍，以防止局部破壞而引起整體破壞。對安立狀態(tài)下模板的抗風性能及穩(wěn)定性進行驗算，必要時采取特殊措施?？紤]到高墩超過30m時均為空心墩，內外均有一定的坡比，混凝土壁厚發(fā)生變化，為了操作方便可以采用精扎螺紋鋼拉筋，這種拉筋具有強度高、剛度大、絲口不易損壞、全桿絲無須隨壁厚變化而調整拉筋長度等優(yōu)點。

3 高墩鋼筋接長方案

3.1 套筒連接對工人的技術要求低

與焊接連接相比，套筒連接對工人的技術要求相對較低，它不像焊接連接那樣必須對工人進行嚴格的培訓并經過國家考核取證后方可上崗。套筒連接絲頭加工時，機械化程度高，只要對工人進行簡單的培訓，馬上就可以掌握操作要領。具備上崗資格。

3.2 對連接質量的檢查簡單、直觀

我們知道對焊接質量從焊縫表面來看無法判斷其是否合格，只有通過抽取焊件做拉力試驗才能判斷其是否合格，但試驗的頻率畢竟有限，對很多焊接的質量心中常常沒底。而套筒連接質量檢查相比焊接連接質量檢查具有簡單直觀的優(yōu)勢，從套筒連接的施工方法及技術要求中可以看出，絲頭的質量只要通過卡尺或肉眼觀察就能判斷是否符合要求。同樣，連接的質量只要借助扭力扳手和肉眼觀察就能判斷是否符合要求。檢查的工具簡單了，檢查的方法直觀了，判斷的標準數字化了，這樣就可以加大控制檢查的頻率，確保連接的質量。

4 高墩混凝土澆注方案

當橋墩高度小于30m時，混凝土澆注可以考慮采用汽車泵做垂直運輸；當橋墩高度大于30m時，一般可選用拖式混凝土輸送泵(又叫地泵)做垂直運輸，特殊情況下采用塔吊或纜索吊配合吊斗提升混凝土。澆注方案設計時，應綜合混凝土攪拌、運輸及澆注整個系統(tǒng)的狀況，一般考慮混凝土澆注時間不宜大于10h，如果澆注時間長，一旦下雨不便采取防雨措施，另外人員過于疲勞不利于安全。混凝土單次澆注方量宜控制在150立方左右。每循環(huán)混凝土澆注高度宜為3.0 m、4.5 m、6.0m，最大不宜超過6m，否則澆注時振搗、串筒等問題較多，且對模板剛度要求大。

4.1 泵送混凝土配合比設計

泵送混凝土：用混凝土泵沿管道輸送的混凝土拌合物稱為泵送混凝土。它與傳統(tǒng)的混凝土施工方法不同。對混凝土的要求也不一樣，不但要滿足設計規(guī)定的強度、耐久性、抗?jié)B性等，還要滿足管道輸送對混凝土拌和物的要求，即混凝土拌合物應有良好的可泵性。

可泵性：所謂可泵性是指混凝土拌合物應具有順利通過管道，摩擦阻力小、不離析、不阻塞、粘聚性好的性能。

泵送混凝土配合比設計的目的是根據本工程對混凝土性能的要求和混凝土泵送的要求，選擇原材料并設計出經濟指標好、質量優(yōu)，而且可泵性好的混凝土。確定泵送混凝土的配合比，仍可采用普通方法施工的混凝土配合比設計方法，只是考慮管道輸送的特點，在水泥用量、坍落度、砂率等方面予以特殊處理。

4.2 防止泵送培管的措施

在高墩泵送時。經常發(fā)生泵管堵塞現象，如果處理不當極易引起安全質量事故，為了防止事故的發(fā)生，一般在做高墩混凝土澆注方案時，需要有防止泵送堵管的措施。

(1)選擇合適的砂率，做好配合比設計，提高混凝土的可泵性。

(2)加強對混凝土拌合質量的控制，確?；炷临|量穩(wěn)定。

(3)加強對操作人員的培訓，防止誤操作而引起泵管堵塞。

(4)在炎熱的夏天。還要有專門的降溫措施，防止高溫引起堵管。

(5)必要時，成立減少大高度、遠距離泵送混凝土堵管頻率的OC攻關小組。

5 高墩封頂方案

高墩封頂方案的制定主要結合高墩的裝吊方案、封頂的跨度進行綜合考慮。一般情況下高墩封頂的支頂方案有墩內鋼管支架法(適用于鋼管支架施工的墩柱)、墩內預埋螺栓或牛腿型鋼支頂法(適用于封頂跨度大于4m的空心墩)、鋪蓋預制板法(適用于封頂跨度小于等于4m，且有較大吊裝設備的高墩)。在方案制定時需要對底模面板、分配梁、主梁的強度與剛度進行驗算，對預埋螺栓或預埋牛腿的強度進行驗算，確保支頂結構安全可靠。

6 結束語

高墩橋梁施工可選擇的方案很多，但如果方案選擇不當將會導致進度、成本與安全發(fā)生居多矛盾。通過對高墩橋梁施上方案的研究，化解了各方矛盾，實現了保阜高速公路高墩橋梁建設的各項目標。

本高墩橋梁施工方案的設計研究，是基于山嶺重丘高速公路的建設經驗而編寫的，對于在以后的山區(qū)修建高橋墩有一定的借鑒作用，在以后的施工當中，我們將繼續(xù)深入總結，認真研究，努力尋找多種矛盾的平衡點，以形成最為科學的高墩橋梁施工方案。