淺談橋梁高墩的施工技術(shù)及應(yīng)用

摘要：在跨越深溝谷的山區(qū)高速公路高架橋施工中，高墩柱往往會(huì)成為控制工程施工進(jìn)度和工程成本的關(guān)鍵。根據(jù)高墩施工的特點(diǎn)及難點(diǎn)，從施工能力和成本控制出發(fā)，在選擇高墩施工方案時(shí)經(jīng)對(duì)翻模法、爬模法及滑模法的比較論證，確定翻模法作為中小跨徑橋梁高墩施工的合理方案。

關(guān)鍵詞：高速公路；高墩；施工技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

在高速公路尤其是山區(qū)高速公路建設(shè)過(guò)程中為了滿足路線線形或?yàn)榱吮苊庥捎谏钔诟咛顚?dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害以及對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)于路線跨越深谷地段而往往采用中小跨徑的高架橋的方案，在高架橋施工過(guò)程中，橋梁高墩是整個(gè)橋梁的施工重點(diǎn)，高墩施工對(duì)整個(gè)橋梁的工程造價(jià)、施工工期等有重要影響，因此，高墩施工技術(shù)是整個(gè)橋梁施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2 高速公路中小跨徑橋梁高墩的施工技術(shù)

2.1 高速公路中小跨徑橋梁高墩的施工特征

2.1.1 施工周期較長(zhǎng)

由于是高空作業(yè)，對(duì)應(yīng)的模板受力形成了其自身體系，從模板受力性能上分析，一次澆筑高墩柱的混凝土高度大概為4 m ～6 m。針對(duì)20 m 以上高墩施工的次數(shù)要最小達(dá)到4 次以上，同時(shí)最多也只能為 10 次。因此，可以看到每根墩柱施工有著較長(zhǎng)周期，有時(shí)受到機(jī)械設(shè)備影響，使得部分墩柱施工的周期長(zhǎng)達(dá) 5 個(gè)多月。

2.1.2 計(jì)量支付的周期較長(zhǎng)

每個(gè) Y 形墩就是一個(gè)分項(xiàng)的工程，根據(jù)業(yè)主計(jì)量的規(guī)定，要求整個(gè)墩柱在完成之后，同時(shí)墩柱的最后一次混凝土齡期達(dá)到 28 h后才能有資格計(jì)量。因?yàn)楦叨罩┕ぶ芷谳^長(zhǎng)、次數(shù)較多，且在很長(zhǎng)時(shí)間里雖墩柱完成延米數(shù)較大，卻因未滿足計(jì)量原則規(guī)定，使得大量未完成高墩柱不可計(jì)量，如此一來(lái)施工單位之前墊付的資金難以收回，墩柱施工中后期還要建設(shè)橋梁上鉤其大梁的預(yù)制場(chǎng)，所以更需要大批資金。因此，在雙重資金周轉(zhuǎn)的壓迫下，若承包商資金供應(yīng)存在失控，就會(huì)導(dǎo)致工程施工步入危機(jī)。

2.1.3較大設(shè)備與模板投入

因?yàn)閱蝹€(gè)高墩柱有著較長(zhǎng)施工周期，還受到總工期約束，所以各大橋的高墩柱也只能使用平行作業(yè)施工組織的方法，要求每根墩柱最小配置 6 m 高度模板，以形成自身施工系統(tǒng)。因此，模板投入較大。另一方面，高墩柱的施工需要大噸位吊車配位，而各橋的高墩柱都分散在不同山溝里，所以吊車設(shè)備難以互相調(diào)配，這樣使得機(jī)械設(shè)備有著較大的投入。

2.2 高速公路中小跨徑橋梁高墩的施工技術(shù)

2.2.1 翻模的施工技術(shù)

高墩塔吊翻模施工是在塔吊基礎(chǔ)上來(lái)提高大塊鋼模，把工作平臺(tái)往鋼模板橫豎肋背的帶上或鋼模板牛腿支架上支撐，然后采取塔吊來(lái)提高模板與工作平臺(tái)，這樣工作人員就可到平臺(tái)上下層開(kāi)展模板拆除與支護(hù)、混凝土的澆筑振搗作業(yè)。此施工技術(shù)突破了高墩爬模、滑模等瓶頸，同時(shí)把施工作業(yè)的平臺(tái)與模板劃分成了兩大系統(tǒng)，擺脫了原來(lái)施工組織復(fù)雜性、滑模施工所要求連續(xù)性和混凝土其外表上的缺陷以及難以形成爬模施工平臺(tái)等一系列問(wèn)題。此外，翻模的施工技術(shù)還突破了液壓翻模施工技術(shù)中較易導(dǎo)致墩身存在大量豎向與水平接縫、液壓平臺(tái)提升時(shí)容易產(chǎn)生大幅度的偏斜、偏扭現(xiàn)象、平臺(tái)提升時(shí)套管出現(xiàn)傾斜、墩身垂直度、幾何尺寸有著較大偏差、頂端的混凝土拉開(kāi)等多種問(wèn)題。因此，翻模其施工技術(shù)的使用可有效保障施工安全與提升工作的效率。

翻模的施工技術(shù)在安裝模板與鋼筋時(shí)采用搭設(shè)支架與吊車方法。對(duì)于履帶吊裝模板和鋼筋操作平臺(tái)主要由三大部分構(gòu)成，第一將直徑為 28 mm 鋼筋當(dāng)作三角支架，然后焊接到模板豎肋上面，模板放置在三角支架上，操作平臺(tái)的四周護(hù)欄采取直徑是28 mm 鋼筋和三腳架進(jìn)行焊接，而吊裝也采取 50 t 履帶吊來(lái)吊裝。采取搭設(shè)支架的方法要求搭設(shè)碗扣支架或鋼管在墩柱兩側(cè)，同時(shí)搭設(shè)起重與衡量裝置在支架的頂部，每節(jié)模板采取小噸位手拉倒鏈或卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)提高，并且提高到高度之后即就位平移，這種方法不需要吊車的配合，由于施工速度不快，往往適用于機(jī)械設(shè)備不到位、墩高矮以及地形條件不好的情況。

2.2.2 液壓滑模的施工技術(shù)

液壓滑模的施工技術(shù)工作原理利用的是爬升式的千斤頂來(lái)提高模塊和工作的平臺(tái)，同時(shí)伴著混凝土澆筑不停向上進(jìn)行滑動(dòng)，液壓滑模的施工技術(shù)具備高程度機(jī)械化、較快施工速度、較低施工成本、較少勞動(dòng)力等優(yōu)勢(shì)，但要求較強(qiáng)專業(yè)技術(shù)。液壓滑模的施工技術(shù)首先要求在墩臺(tái)上根據(jù)軸線放樣組裝平臺(tái)與模板，同時(shí)安裝設(shè)備和檢驗(yàn)，然后安裝鋼筋，安裝完畢之后澆筑混凝土，通常采取的是分層澆筑，各層的厚度約 30 cm，澆筑后混凝土使得模板壓強(qiáng)達(dá)到 0. 3 MPa，也就是當(dāng)手觸摸到硬感后，模板的行程滑動(dòng)式根據(jù)每次 5 m 左右，隨后就是重復(fù)著模板提升、澆筑混凝土、綁扎鋼筋的循環(huán)方式提升。在施工途中如果遇到特殊的狀況難以連續(xù)澆筑混凝土，就要使用千斤頂每隔 1 h提升一次來(lái)規(guī)避混凝土和模板粘結(jié)，直到澆筑混凝土恢復(fù)時(shí)再處理施工縫。為了確?；炷翝仓|(zhì)量問(wèn)題，要及時(shí)采取養(yǎng)生措施，此時(shí)可以在工作的平臺(tái)上安置一個(gè)水包，將里面裝滿水，然后在混凝土的周圍采取細(xì) PVC 管當(dāng)作滴管，往水包里面抽水，同時(shí)滴水養(yǎng)護(hù)混凝土。

3 高速公路中小跨徑橋梁高墩其施工技術(shù)的具體應(yīng)用

按照高墩施工特點(diǎn)與重難點(diǎn)，選擇施工方案時(shí)要綜合考慮比較各種施工技術(shù)，并論證。下面以某個(gè)高速公路的高架橋高墩施工為實(shí)例進(jìn)行分析。

該橋坐落于Ⅴ形的山谷中，該山谷兩側(cè)高、中間低，橋長(zhǎng)度是240 m，且橋型布置是 8 × 30 m，同時(shí)墩柱最高可達(dá) 50 m。此外，橋臺(tái)和谷底有著 58 m 的相對(duì)高差，見(jiàn)圖 1。該橋墩柱斷面的尺寸有1. 4 m × 2. 8 m，1. 6 m × 2. 8 m，1. 8 m × 2. 8 m，2 m × 2. 8 m 四種形式，都是方柱墩。

按照本橋地形雨墩高特征，對(duì)于地形較為平坦 3 號(hào)，4 號(hào)，5 號(hào)，6 號(hào)墩其模板節(jié)數(shù)是三節(jié)，即 6 m，可以運(yùn)用 50 t 履帶吊的吊裝型模板、混凝土施工和鋼筋。對(duì)于 1 號(hào)，2 號(hào)，7 號(hào)墩，其模板節(jié)數(shù)是兩節(jié)，即 4 m，因?yàn)榈鯔C(jī)不可帶進(jìn)場(chǎng)里，所以采用支架搭設(shè)法來(lái)裝鋼筋與模板。

3.1 采取履帶吊來(lái)吊裝混凝土、鋼筋與模板

采取履帶吊來(lái)吊裝混凝土、鋼筋與模板是運(yùn)用無(wú)支架額度施工方案。施工要求將操作人員人身安全放在首要位置，為達(dá)到這一目的，則可在每一節(jié)模板四周安置一個(gè)操作平臺(tái)，具體見(jiàn)圖2。

圖2 操作平臺(tái)示意圖（單位：cm）

該操作平臺(tái)是由三大部分構(gòu)成，三角支架是采取直徑為28 mm鋼筋進(jìn)行制作，并在模板豎肋上焊接三角支撐。同時(shí)三角支架的上面要安置模板，并用三角支架與直徑為 28 mm 鋼筋焊接好四周護(hù)欄構(gòu)造施工的操作臺(tái)。此外，鋼筋、混凝土吊裝、模板采取 50 t履帶吊來(lái)吊裝，這種方法具備工效快、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。

3.2 支架搭設(shè)法

支架搭設(shè)法是指在墩柱的兩側(cè)安置碗扣支架或鋼管，并在支架的頂部安置起重裝置和橫梁。每一節(jié)模板采取小噸位的手拉倒鏈或卷?yè)P(yáng)機(jī)提升，再就位平移。這種搭設(shè)方法具備能夠連續(xù)作業(yè)、無(wú)需吊車的支持、操作簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)，但是卻有著較慢的工效，往往適用于機(jī)械設(shè)備不到位、墩高矮以及地形條件不好的情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

在橋梁高墩施工中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r采用合理施工方案，并采用噸位不同的機(jī)械搭配使用，以充分發(fā)揮不同噸位設(shè)備的作用，實(shí)現(xiàn)節(jié)約設(shè)備租賃費(fèi)用的目的，同時(shí)應(yīng)采取必要措施以確保施工質(zhì)量及安全，最終實(shí)現(xiàn)其預(yù)期效益。