橋梁施工中高墩施工技術(shù)應用探討

金鋒

（中鐵北京工程局集團第一工程有限公司 陜西渭南 714000）

前言

作為較常見的橋梁施工方式，高墩施工技術(shù)在保證橋梁穩(wěn)定領(lǐng)域發(fā)揮著極為重要的作用，而隨著近年來我國各地重大交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷推進，我國橋梁橋墩高度與施工難度均不斷提升，為了更好滿足我國橋梁工程施工需要、保證橋梁工程建設(shè)質(zhì)量，正是本文圍繞橋梁施工中高墩施工技術(shù)應用開展具體研究的原因所在。

1 高墩施工技術(shù)應用難點

為深入了解橋梁工程中高墩施工技術(shù)，筆者結(jié)合實際調(diào)研總結(jié)了高墩施工技術(shù)應用難點，具體難點如下所示。

1.1 工期長、施工難度大

應用高墩施工技術(shù)的橋梁工程多數(shù)需要在高空中進行施工主體建設(shè)，因此這類工程多會面臨較高的施工難度和施工風險，橋梁工程的工期也會因此大大拉長。在筆者的實際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，應用高墩施工技術(shù)的橋梁工程很容易出現(xiàn)模板受力改變情況，施工單位因此需要高度關(guān)注高墩混凝土施工澆筑時間，同時高墩橋梁施工還需要考慮自身對當?shù)丨h(huán)境造成的影響，橋梁工程的施工難度往往會因此大幅提升，這點也必須得到業(yè)界的高度重視。值得注意的是，由于高墩施工技術(shù)應用的橋梁工程包含大量高空作業(yè)，這就使得相關(guān)橋梁工程需要得到大型起吊設(shè)備的支持，同時大型起吊設(shè)備的配合也需要得到關(guān)注，這樣才能夠更好保證橋梁施工質(zhì)量[1]。

1.2 需合理選擇高墩模板施工技術(shù)

懸模、爬模、滑模、輥模、吊模均屬于常見的高墩模板施工技術(shù)，由于這類高墩模板施工技術(shù)各自具備不同的原理、施工安全性、機械設(shè)備、應用成本、應用質(zhì)量，這就使得很多建設(shè)單位無法合理選擇高墩模板施工技術(shù)。值得注意的是，由于不同橋梁工程的業(yè)主、項目定位、所在地存在明顯差距，橋梁工程高墩模板施工技術(shù)選擇必須結(jié)合實際情況確定，高墩模板施工技術(shù)的選擇難度因此進一步提升[2]。

2 橋梁施工中高墩施工技術(shù)應用實例

2.1 工程概況

為提升研究的實踐價值，本文選擇了跨越烏江的S剛構(gòu)橋作為研究對象，該橋全長741m，主橋采用主跨180m分幅式三跨預應力混凝土連續(xù)“T”形剛構(gòu)，上部箱梁采用三項預應力的混凝土單箱室截面，引橋上部結(jié)構(gòu)采用預應力混凝土（后張）先簡直后連續(xù)T梁，并選擇了高墩爬模施工技術(shù)應用高墩施工，表1為S剛構(gòu)橋橋墩高度統(tǒng)計表，其中7號橋墩與8號橋墩為主橋結(jié)構(gòu)主墩、3～9橋墩均為空心薄壁墩。

表1 S剛構(gòu)橋橋墩高度統(tǒng)計表

2.2 施工準備

S剛構(gòu)橋高墩施工技術(shù)的應用需要得到塔吊、混凝土攪拌站、施工電梯、混凝土輸送泵、爬模系統(tǒng)、混凝土養(yǎng)護系統(tǒng)等施工設(shè)備的支持。其中，混凝土攪拌站設(shè)置需結(jié)合場地條件和施工需求，考慮到S剛構(gòu)橋工程柱墩所需混凝土量最大，該工程攪拌站最終設(shè)置在柱墩附近，其中7號墩附近設(shè)置生產(chǎn)能力為90m3/h的攪拌站，8號墩附近則設(shè)置生產(chǎn)能力為75m3/h的攪拌站；施工電梯則安裝于空心薄壁墩側(cè)面，以滿足工人施工需要，選擇了四臺SC200單籠電梯分別安裝于6、7、8、9號墩柱；采用高壓泵管作為混凝土泵送，以此滿足橋梁施工需要；塔吊選擇考慮了施工過程荷載、掛籃與模板重量，考慮到S剛構(gòu)橋?qū)儆诘湫痛罂缍葮蛄?，塔吊需具備速度快、重量大、抗風性能好、高度大等特點，最終施工單位選擇了TC6517（160t·m）的塔吊用于7、8橋墩施工，選擇了TC5015塔吊（125t·m）用于4、6、8號橋墩施工，圖1對塔吊位置的布設(shè)進行了直觀展示[3]。

作為高墩施工主要內(nèi)容，爬模施工中模板的選擇直接影響高墩施工的開展，滑模、液壓爬模、翻模均屬于最為常見的爬模模板方案，其中翻模具備應用范圍廣、工藝成熟、成本相對較低的優(yōu)勢，但其僅適用于40m以下的橋墩施工，而滑模則存在施工質(zhì)量難以控制的不足，具備施工安全、施工質(zhì)量優(yōu)秀等特點的液壓滑模則僅適用于40m以上高墩施工且費用昂貴，因此施工單位開展了三種模板方案的對比，最終選擇了液壓爬模與翻模配合使用的模板方案，其中液壓爬模用于7、8號橋墩施工，使用ZPM-100型液壓爬模，其余橋墩則視實際情況靈活使用（2.25m+2.25m+0.2m）大塊接口翻模或（2.25m+2.25m+2.25m）翻模進行施工，其中7、8號橋墩共分24個節(jié)段，首節(jié)長度為4.6m、標準節(jié)長度為4.5m。

圖1 塔吊位置的布設(shè)

2.3 爬模施工

S剛構(gòu)橋7、8號橋墩施工需要在第二節(jié)安裝爬模爬架體系，由此才能夠為后續(xù)節(jié)段施工提供支持。具體來說，施工人員需使用液壓頂升提升整體爬架，并在墩身順橋、橫橋分別向兩側(cè)布置液壓頂升設(shè)備，前者布置2套設(shè)備，后者布置3套，通過電子控制板操作即可滿足施工所需的爬架爬升需要，具體的爬模施工如下所示。

2.3.1 勁性骨架加工、安裝

爬模施工中的勁性骨架主要用于定位，鋼筋支撐、測量觀測的開展同樣需要得到勁性骨架的支持，因此施工單位所用勁性骨架采用了加工廠制作、現(xiàn)場分片吊裝的加工制造與現(xiàn)場拼裝策略，勁性骨架的質(zhì)量由此得到了保障。而為了同時保證爬模施工中的勁性骨架安裝精度，采用了“臨時固定→應用全站儀開展精度定位→焊接固定”流程的施工措施，勁性骨架因此能夠更好服務于爬模施工。

2.3.2 鋼筋加工、安裝

需要在加工鋼筋前做好原材料的性能檢查工作，檢查完成后還需要清除鋼筋表面污物，同時需要保證施工中鋼筋接頭錯開，鋼筋布置的高度、位置、形式也必須結(jié)合施工設(shè)計與規(guī)范開展。

2.3.3 模板安裝、定位

爬模施工中需保證模板外觀、接縫面的平整、順直，同時還需要保證接縫面嚴密不漏漿，模板安裝完成后需支撐定位牢固，通過檢查擰緊松動螺栓保證支持架與模板連接的牢固。

2.3.4 混凝土澆筑

具體施工前施工單位需使用水對施工縫進行濕潤處理，具體施工需采用每層厚度不超過30cm的分層澆筑，分層澆筑施工過程需采用混凝土連續(xù)澆筑，并保證上下層澆筑間隔不超過混凝土初凝時間。值得注意的是，混凝土自由落體高度、預埋件和模板等部件的穩(wěn)定情況將直接影響澆筑施工質(zhì)量，這點同樣需要得到施工單位重視。

2.3.5 混凝土養(yǎng)護

在橋墩柱拆模后，需使用塑料膜作為密封層進行密封，這是為了避免混凝土熱量散失影響施工質(zhì)量，施工單位需結(jié)合混凝土品質(zhì)、工程強度要求確定具體養(yǎng)護時間，必要時還需要通過噴水保證橋墩表面的濕潤，S剛構(gòu)橋工程整體質(zhì)量將由此受到較為直接影響。

2.4 系梁施工

在完成爬模施工后，S剛構(gòu)橋迎來了高墩施工的最后一步系梁施工，該施工可具體分為脫架設(shè)計、脫架受力分析兩部分，具體施工內(nèi)容如下所示。

2.4.1 脫架設(shè)計

為保證S剛構(gòu)橋工程施工、使用過程的穩(wěn)定性，施工單位為空心薄壁墩3～9號橋墩設(shè)置了橫向系梁以提升墩身的穩(wěn)定性，S剛構(gòu)橋工程共設(shè)置系梁3道，所使用系梁的高、順橋向?qū)?、橫橋向?qū)捑鶠?.0m、4.875m、5.0m，施工單位采用了托架現(xiàn)澆施工用于系梁施工。

圖2為托架結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合該圖不難發(fā)現(xiàn)，S剛構(gòu)橋工程采用了托架中作為支撐平臺，插拔式鋼牛腿屬于該支撐平臺的主要結(jié)構(gòu)，通過每800mm間距防治I14分配梁，插拔式鋼牛腿上依次放置2HN400X200主承重橫梁、I40a縱梁。值得注意的是，施工單位需要結(jié)合實際進行插拔式鋼牛腿的安裝，其中墩身長邊每側(cè)需安裝3個插拔式鋼牛腿，短邊則僅需安裝2個。

圖2 托架結(jié)構(gòu)圖（左：托架立面圖，右：托架橫面圖）

2.4.2 托架受力分析

為保證托架更好服務S剛構(gòu)橋高墩施工，托架體系荷載設(shè)計必須得到高度重視，這一設(shè)計需重點關(guān)注箱梁自重、系梁結(jié)構(gòu)自重、風荷載、人群及施工荷載、振搗荷載，同時還必須關(guān)注施工中最不利工況下的應力和位移，因此S剛構(gòu)橋高墩施工托架采用了如下具體設(shè)計：①主要參數(shù)。三角主桁架端點、三角主桁架主梁簡支段、外伸懸臂端撓度分別≤L/400、≤L/500、≤L/300。②變形設(shè)計。結(jié)合數(shù)值模擬分析，確定了模板面板變形、內(nèi)楞與外楞變形的具體表現(xiàn)，這類模擬分析結(jié)果在實際施工過程中得到了相應，最終施工的順利、高質(zhì)量進行證明了托架設(shè)計能夠滿足工程需要。具體計算中，I14分配梁豎向最大變形、最大位移分別為-4.9mm和4.9mm，I40a縱梁則為-10.5mm和6.8mm，主承重梁2HN400×200則為-5.9mm和5.9mm，此外I14分配梁、I40a縱梁、主承重梁2HN400×200 梁應力值分別為 91MPa、112.5MPa、140.8MPa。

3 結(jié)論

綜上所述，高橋墩施工技術(shù)能夠較好服務于橋梁工程建設(shè)。而在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合S剛構(gòu)橋工程涉及的施工準備、勁性骨架加工與安裝、鋼筋加工與安裝模板安裝與定位、混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護、系梁施工等內(nèi)容，則證明了研究的實踐價值。因此，在相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和實踐探索中，本文內(nèi)容能夠發(fā)揮一定程度的參考作用。

[1]楊晉雷.高速公路橋梁高墩施工技術(shù)要點與注意事項研究[J].建設(shè)科技，2016（12）：139～140.

[2]易 達，葸振東.橋梁工程高墩模板施工技術(shù)比較分析[J].施工技術(shù)，2016，45（08）：110～113.

[3]耿仕標，李明，彭遠哲，楊帝.山區(qū)大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋高墩施工技術(shù)[J].公路交通科技（應用技術(shù)版），2016，12（02）：154～156.