高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁工程中的運(yùn)用

吉 星 兆

(山西省運(yùn)城高速公路有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000)

0 引言

眾所周知，橋梁是高速公路的主要組成部分，因此，橋梁建設(shè)的質(zhì)量直接決定了高速公路的使用性能和安全性能，而高墩施工技術(shù)則是橋梁工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，其在橋梁施工中運(yùn)用的科學(xué)性和合理性對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有舉足輕重的作用。因此，文章基于工程實(shí)例，對(duì)高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的運(yùn)用做了如下分析。

1 工程概述

某高速公路橋梁工程，總長(zhǎng)度為542.5 m，中心柱采用K42+375.5材料，縱向半徑為35 000，縱面位于R=50 000凸曲線和i=2.46%的直坡段上。部分結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力小箱梁，共有45個(gè)橋墩，墩身最低為14.5 m，最高為52 m，屬于典型的高墩橋梁工程，混凝土材料為C40。所有橋墩都采用高墩施工技術(shù)建設(shè)而成。

2 高墩施工技術(shù)概述

2.1 高墩施工技術(shù)種類

目前橋梁高墩施工技術(shù)從施工方式的不同大體上可以分為兩大類，一類是滑模施工技術(shù)，另一類是翻模施工技術(shù)。這兩種施工技術(shù)具有不同的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，其中滑模施工技術(shù)是一種比較先進(jìn)的施工技術(shù)，在高速公路橋梁施工中具有便捷、容易操作和控制、質(zhì)量有保障等特性，也是本文論述的重點(diǎn)[1]。

2.2 施工原理

高墩施工技術(shù)的滑模裝置由模板系統(tǒng)、操作平臺(tái)系統(tǒng)、液壓提升系統(tǒng)、垂直運(yùn)輸系統(tǒng)四大系統(tǒng)共同組成。其施工原理是預(yù)先在墩身結(jié)構(gòu)上埋置鋼管，然后利用千斤頂和相應(yīng)的提升裝置滑模板上的全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到支撐桿上，當(dāng)混凝土具備特定的強(qiáng)度以后，通過液壓系統(tǒng)把整個(gè)模板沿著承桿上滑，當(dāng)模板定位以后可以繼續(xù)澆筑混凝土，并可以實(shí)現(xiàn)不斷循環(huán)的一種施工技術(shù)。

2.3 適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)

高墩施工技術(shù)比較適宜澆筑低流動(dòng)的混凝土，滑模施工要求結(jié)構(gòu)形式比較單一，且無局部凸出物在橋梁墩身施工中。其主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，高墩施工技術(shù)施工速度比較快，大大縮短了橋梁工程施工周期；第二，安全度比較高，雖然高墩施工屬于高空作業(yè)，但是有支架的防護(hù)，施工人員的安全度有保證；第三，實(shí)體和外觀質(zhì)量比較好。同樣高墩施工技術(shù)也存在一定的缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，投入比較大，由于該工程橋墩施工比較多，在具體施工時(shí)需要多臺(tái)機(jī)械和更多的支架才能保證施工可以順利進(jìn)行，大大增加了施工的投入；第二，施工進(jìn)度相對(duì)比較緩慢，且不便在施工和養(yǎng)護(hù)期間對(duì)橋梁墩身進(jìn)行保溫和蒸汽養(yǎng)護(hù)。

3 高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的運(yùn)用

3.1 模板安裝

在該高速公路橋梁建設(shè)中，模板采用了定型組合鋼模板，在具體施工中，要根據(jù)橋墩的實(shí)際情況，在模板邊框上增加與周圍固定相適應(yīng)的連接孔。模板的設(shè)計(jì)高度為1.25 m，面板采用δ6 mm的鋼板制作而成。為確保模板安裝的質(zhì)量，采用63×6的角鋼作為筋肋，筋肋寬度設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮模板安裝和拆卸的方便性。同時(shí)，要控制模板的上口約大于下口10 mm～20 mm，最大限度減少混凝土的摩擦阻力，為模板的滑升奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.2 鋼筋的焊接和綁扎

鋼筋焊接和綁扎的質(zhì)量直接決定了高墩施工質(zhì)量，該高速公路橋梁工程在鋼筋焊接中，采用了電渣壓力焊，有效保證了焊接成形質(zhì)量。前期鋼筋從模板底部一直綁扎到提升架橫梁下部，當(dāng)模板起滑以后，采用一邊滑升一邊綁扎方式進(jìn)行平行鋼筋綁扎作業(yè)。具體綁扎方式如圖1所示。

為確保高墩施工質(zhì)量，鋼筋綁扎要超前混凝土澆筑約30 cm～50 cm，在鋼筋綁扎過程中要結(jié)合橋梁工程建設(shè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的需求，選擇與之相適的鋼筋材料。在鋼筋綁扎中必須確保每根鋼筋都筆直，嚴(yán)禁發(fā)生曲折現(xiàn)象。在焊接過程中，盡量確保焊接接頭占鋼筋總面積的1/4以上，同時(shí)做好高墩側(cè)面的防護(hù)工作，防護(hù)層的厚度要控制在0.5 m以上，并控制鋼筋的間距在4 m～5 m之間，在滿足橋梁工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高鋼筋的利用率，節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

3.3 滑模提升

混凝土初凝和模板的提升作業(yè)，要嚴(yán)格遵循六個(gè)步驟：第一步，第一層澆筑約10 cm厚的混凝土，采用骨料和水泥1∶1的混凝土進(jìn)行澆筑；第二步，根據(jù)分層厚度不大于30 cm的澆筑厚度澆筑第二層；第三步，當(dāng)混凝土厚度達(dá)到70 cm時(shí)，模板上滑約3 cm～6 cm，并全面檢查混凝土凝固是否合適；第四步，混凝土澆筑完成以后，模板滑升6 cm；第五步，繼續(xù)澆筑第五層，模板滑升12 cm～15 cm；第六步，混凝土澆筑完成以后，模板滑升20 cm，如果模板滑升以后，沒有發(fā)生任何異常，則可以正常澆筑和滑升。

由于橋梁墩高普遍在14.5 m以后，一次澆筑很難保證混凝土成形質(zhì)量，所以在澆筑過程中要采用分層澆筑的方式，每層澆筑的厚度不超過30 cm?；５牡谝淮位徛M(jìn)行，在模板滑升過程中，液壓裝置、結(jié)構(gòu)施工設(shè)備設(shè)施要正常運(yùn)行，確保高墩施工的連續(xù)性。派遣專業(yè)人員觀察脫模混凝土表面的成形質(zhì)量，以確定模板滑升的具體時(shí)間和速度[2]。

3.4 混凝土澆筑

在混凝土澆筑開始前，要切實(shí)做好混凝土凝固時(shí)間試驗(yàn)。脫模后的混凝土表面應(yīng)當(dāng)不存在流淌和拉裂的現(xiàn)象，用手按壓混凝土表面有硬的感覺，但能壓出1 mm左右手印，能用抹子抹光。混凝土表面修補(bǔ)，通常情況下采用抹子在混凝土表面用混凝土原漿壓平，在混凝土澆筑過程中，為確?；Ｄ茼樌M(jìn)行，要確?；炷恋墓?yīng)能夠連續(xù)不斷。

3.5 測(cè)量控制

在滑模測(cè)量控制中，往往采用懸掛中垂線的方法，具體情況如圖2所示。

在模板的四周外模上口分別設(shè)置2根中垂線，以檢測(cè)整個(gè)模體的偏移和扭轉(zhuǎn)情況，同時(shí)利用千斤頂同步器進(jìn)行水平控制，確?；Ｄ艽怪被Ｍ瑫r(shí)利用千斤頂?shù)母叨炔?，就可以?shí)現(xiàn)對(duì)模體的微調(diào)和糾偏，如果發(fā)生旋轉(zhuǎn)和偏移的誤差比較大，可以采用施加外力的方法來調(diào)整局部千斤頂?shù)母叨炔顏磉M(jìn)行糾偏處理[3]。

3.6 高墩滑模施工常見的問題和處理措施

大量工程實(shí)例表明，高墩滑模施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中應(yīng)用時(shí)，常見的主要包括：滑模體發(fā)生傾斜、滑模體發(fā)生平移、滑模體發(fā)生扭轉(zhuǎn)、滑模體發(fā)生變形、混凝土表面發(fā)生裂縫、麻面、氣泡等缺陷。導(dǎo)致此類問題發(fā)生的主要原因是千斤頂沒有同步工作，或者千斤頂承受的荷載不均勻以及糾偏過急等。

高墩滑模施工常見的問題的處理措施包括以下幾個(gè)方面：第一，糾偏的處理措施。利用千斤頂?shù)母叨炔钸M(jìn)行自身糾偏，或者通過施加一定的外力進(jìn)行糾偏，滑模體在進(jìn)行糾偏時(shí)不可操之過急，以免造成混凝土表面拉裂、死彎、滑模體變形等缺陷發(fā)生；第二，模板變形的處理措施，如果模板的變形系數(shù)比較小，通過撐桿加壓的方式即可復(fù)原，如果模板的變形比較嚴(yán)重，就需要把模板拆除重新安裝模板；第三，混凝土表面缺陷處理措施，采用局部立模，補(bǔ)上原標(biāo)號(hào)高一級(jí)的膨脹細(xì)骨料混凝土并用抹子抹平即可[4]。

4 結(jié)語

就高速公路橋梁施工而言，高墩施工技術(shù)是橋梁工程施工的關(guān)鍵，也是保證橋梁工程施工質(zhì)量和安全的主要途徑，所以，在高速公路橋梁施工中必須科學(xué)合理的應(yīng)用高墩施工技術(shù)，才能從根本上保證橋梁施工質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

[1] 張 乙.三角架翻模技術(shù)在公路橋梁高墩施工中的應(yīng)用[J].交通世界,2017(10):92-93.

[2] 劉勝新,閆永行.高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用[J].交通世界,2017(18):120-121.

[3] 丁翠翠.高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用[J].交通節(jié)能與環(huán)保,2016,12(1):91-94.

[4] 陳紹偉.高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用研究[J].建設(shè)科技,2016(9):163-164.