高速公路橋梁高墩施工技術(shù)

劉 健

(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

高墩施工技術(shù)是高速公路橋梁施工的關(guān)鍵技術(shù)，也是提高高速公路橋梁施工質(zhì)量的主要途徑，隨著我國(guó)公路橋梁事業(yè)的快速發(fā)展，高墩橋梁施工技術(shù)取得了長(zhǎng)足發(fā)展。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的深入分析，能夠更加有效的提升高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用水平，從而逐步提升高速公路橋梁的整體建設(shè)水平。本文基于工程實(shí)例，對(duì)高速公路橋梁高墩施工技術(shù)做了如下分析。

1 工程概述

某高速公路橋梁工程屬于102國(guó)道路段，其中心樁位為K42+453.5，橋面位于R=2 000的左偏圓曲線上，而縱面位于R=60 000凸曲線和i=2.5%的直坡段上。該高速公路橋梁的上部結(jié)構(gòu)為20×30 m+4×25 m的預(yù)應(yīng)力分體小箱梁，橋梁總長(zhǎng)度為452 m，下部結(jié)構(gòu)橋墩全部采用圓端型薄壁墩，而橋臺(tái)為鋼筋混凝土樁柱式橋臺(tái)，橋梁基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，施工工期為21個(gè)月。

2 高速公路橋梁高墩施工的難點(diǎn)和特點(diǎn)

2.1 高速公路橋梁高墩施工的難點(diǎn)

該高速公路橋梁共有24座橋墩，其中高度在20 m以上的橋墩有18座，最高橋墩為32.41 m，最低的橋墩也有12.45 m，工程量比較大，再加上施工工期比較短，大大增加了橋墩施工的難度，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

2.1.1高墩施工定位控制難度比較高

就該高速公路橋梁橋墩施工而言，橋墩相對(duì)截面面積比較小，橋墩最高處高達(dá)32.41 m，橋墩重心高度比較高，且對(duì)施工精度有非常高的要求。一旦高墩施工定位出現(xiàn)較大偏差，不但會(huì)影響橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且施工人員的安全難以保障，這一點(diǎn)是該橋梁工程高墩施工的主要難點(diǎn)之一。

2.1.2施工接縫處理難度比較高

眾所周知，橋梁高墩的作用主要體現(xiàn)兩個(gè)方面：一方面是承受橋梁自身重量和行駛車輛的重量，屬于一種承壓構(gòu)件；另一方面高墩還會(huì)受到非常復(fù)雜的彎矩和扭矩的作用。如果施工接縫處理不當(dāng)，就會(huì)成為橋梁墩身的薄弱處，為橋梁的安全使用埋下隱患。

2.1.3施工安全系數(shù)比較低

由于該橋梁工程墩身最低處也有12.45 m，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3608—2008高處作業(yè)分級(jí)規(guī)定[1]：“凡在墜落高度基準(zhǔn)面2 m以上(含2 m)有可能墜落的高處進(jìn)行作業(yè)，都稱為高處作業(yè)?！彪m然在具體施工中制定了一系列防范措施，但是高空作業(yè)安全事故頻繁發(fā)生，確保高墩施工的安全性，也是高速公路橋梁高墩施工的主要難題之一。

2.2 高速公路橋梁高墩施工的特點(diǎn)

2.2.1高墩施工工期比較長(zhǎng)

由于高墩施工需要在高空中完成，因此，模板的受力自成體系，就高墩施工模板的受力性能而言，高墩混凝土一次澆筑的最高高度為3 m，所以，在高墩施工時(shí)混凝土澆筑的次數(shù)在5次～12次之間，大大增加了橋墩施工周期，而且在施工中容易受到機(jī)械設(shè)備等因素的影響，較高的橋墩施工工期可到30 d以上。

2.2.2投入大

高墩施工周期比較長(zhǎng)，而總工期有限，因此在高墩施工中必須采取平行作業(yè)的施工方法，每座高墩至少要配置6 m～10 m的模板，才能保證各個(gè)模板自成施工體系，大大增加了模板的投入，同時(shí)在高墩施工中需要配置大噸位吊車，而該高速公路橋梁的高墩比較多，需要多臺(tái)吊車同時(shí)使用才能滿足具體需求，進(jìn)一步增加了橋梁的投入。

3 高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用

3.1 測(cè)量放樣

測(cè)量放樣是高墩施工技術(shù)的關(guān)鍵，大量工程實(shí)例表明，測(cè)量放樣的質(zhì)量直接決定了橋梁墩身施工定位的精確度。因此，必須充分做好墩身結(jié)構(gòu)和墩柱中線的測(cè)量放樣工作?？刂贫罩昂笞笥揖嚯x中心線的尺寸在10 mm以下，在具體施工中，受到高墩的限制，墩身混凝土澆筑需要分多段進(jìn)行澆筑，對(duì)施工測(cè)量提出了更高的要求，每澆筑完一次，就要進(jìn)行一次復(fù)核測(cè)量，以期從根本上滿足高墩施工的具體要求。

3.2 支架搭設(shè)

支架在橋梁墩身施工中主要起操作架和垂直運(yùn)輸作業(yè)的作用，因此，必須要有足夠的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性，具體搭設(shè)示意圖如圖1所示。

支架搭設(shè)的方法為：把支架承于墩柱的承臺(tái)上，然后圍繞墩柱搭設(shè)碗扣件支架，在最大限度上提高支架的穩(wěn)定性，在具體搭設(shè)過(guò)程中，盡量采用雙排碗扣進(jìn)行搭設(shè)，立桿和橫桿的間距控制在1.2 m左右，排間距控制在0.8 m左右。

為確保支架搭設(shè)承受力能滿足具體需求，支架搭設(shè)前需要進(jìn)行科學(xué)合理的力學(xué)驗(yàn)算，支架結(jié)構(gòu)的主要傳力途徑是：操作平臺(tái)上的承載→水平桿→縱向水平桿→立桿→墊木→基礎(chǔ)[2]。從支架上各個(gè)傳力途徑上來(lái)看，立桿地段所承受的壓力最大，所以計(jì)算受力結(jié)構(gòu)時(shí)，必須對(duì)立桿底部和基礎(chǔ)的受力情況進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算。在具體計(jì)算時(shí)主要考慮的荷載為恒荷載和活荷載，通過(guò)恒荷載和活荷載的分布情況以及大小，就可以驗(yàn)算出立桿的剛度、穩(wěn)定性、強(qiáng)度是否能夠滿足具體需求。

3.3 模板工程

在該高速公路橋梁高墩施工中模板采用大塊剛模板組合而成，經(jīng)過(guò)工廠化加工而成，因此表面非常平整光潔，裝卸容易，尺寸精準(zhǔn)度有保障。具體應(yīng)用情況如圖2所示。

在模板安裝前要對(duì)模板的尺寸進(jìn)行詳細(xì)檢查，安裝要堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固，避免混凝土振搗時(shí)發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。把模板制作安裝偏差和誤差控制在允許范圍內(nèi)。

3.4 鋼筋工程

當(dāng)墩柱支架搭設(shè)完成以后就可以開(kāi)始墩柱鋼筋綁扎施工，為確保鋼筋工程質(zhì)量，盡量在鋼筋加工棚中進(jìn)行下料和制作，鋼筋的調(diào)直和折彎都必須符合相應(yīng)的規(guī)范要求，加工完成后編號(hào)待用，使用時(shí)通過(guò)車輛運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)過(guò)吊車吊至作業(yè)平臺(tái)然后進(jìn)行綁扎和焊接，在焊接時(shí)，必須錯(cuò)開(kāi)鋼筋主筋的焊接接頭，且焊接接頭的面積要控制在鋼筋總面積的20%之內(nèi)[3]。中心點(diǎn)的誤差要控制在2 cm以內(nèi)，而高墩墩柱邊側(cè)的保護(hù)層則利用墊塊來(lái)保證，且保護(hù)層的厚度要控制在35 mm～55 mm之間。

3.5 混凝土澆筑

在高速公路橋梁高墩施工中，混凝土澆筑可分以下兩個(gè)步驟：

1)混凝土的拌制和運(yùn)輸。為確?；炷僚浜媳葷M足工程施工的具體要求，在拌制時(shí)要對(duì)電子秤和骨料的含水量件定期檢測(cè)，在陰雨天要加大檢測(cè)次數(shù)。采用大型強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行拌和，拌合物添加以后，拌和的時(shí)間不少于2 min，且嚴(yán)禁出現(xiàn)離析和泌水現(xiàn)場(chǎng)，相關(guān)技術(shù)人員把混凝土拌和的進(jìn)度及時(shí)反饋給施工現(xiàn)場(chǎng)，以便及時(shí)調(diào)整混凝土的坍落度。通過(guò)專門的混凝土運(yùn)輸車把配置好的混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，在運(yùn)輸過(guò)程中為避免發(fā)生離析現(xiàn)象，應(yīng)以2 r/min～4 r/min速度進(jìn)行攪拌。

2)混凝土澆筑。由于該橋梁墩身比較高，混凝土很難一次成型，所以采用了分層澆筑的方法，在澆筑過(guò)程中，要盡量減少工作縫，確保混凝土澆筑前后的外觀一致，在混凝土終凝前嚴(yán)禁泛水。在具體澆筑時(shí)，要派遣專門人員對(duì)支架、模板、鋼筋等構(gòu)件和預(yù)埋件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)異常立即停止?jié)仓??；炷翝仓瓿梢院螅€要進(jìn)行科學(xué)合理的振搗，促使混凝土在模板周邊充實(shí)，飽和，避免氣泡和蜂窩麻面等質(zhì)量通病的產(chǎn)生[4]。

3.6 拆模和養(yǎng)護(hù)

當(dāng)混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa以后，就可以進(jìn)行拆模作業(yè)，在拆模時(shí)要保證不會(huì)磨損混凝土表面和棱角。拆模要輕拿輕放，避免變形損壞影響下一次使用。當(dāng)拆模完成以后，要格外注意墩身和臺(tái)身的養(yǎng)護(hù)工作，可以采用高壓泵從上到下定期灑水養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)工程案例，深入分析了高墩施工在高速公路橋梁建設(shè)中的應(yīng)用，得出采用高墩施工技術(shù)能夠很大程度提升高速公路橋梁工程施工質(zhì)量的結(jié)論。因此，在具體施工中，相關(guān)技術(shù)人員要從放樣測(cè)量、支架搭設(shè)、模板安裝、鋼筋綁扎焊接、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)等入手，才能確保高速公路橋梁工程的質(zhì)量。

[1] 施玉鵬.高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中應(yīng)用[J].交通世界,2017(27):92-93.

[2] 鄭興海.公路橋梁高墩施工階段穩(wěn)定性分析與施工控制技術(shù)[J].交通世界,2017(12):116-117.

[3] 莫松云.高速公路橋梁高墩施工技術(shù)探討[J].建筑知識(shí),2016(6)：17.

[4] 盧俊夫,辛 星.高速公路橋梁高墩施工技術(shù)的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技,2014(11):167.