高速公路橋梁施工中高墩施工技術(shù)應(yīng)用探討

張曉玲 （重慶市涪陵路橋工程有限公司 重慶400023）

0 引言

高墩施工的復(fù)雜性比較高，設(shè)計(jì)多個(gè)施工操作流程，高墩施工技術(shù)會(huì)對(duì)整個(gè)橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，因此，亟需對(duì)橋梁工程高墩施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入研究。

1 高墩施工的技術(shù)特性

在橋梁工程施工中，高墩施工特性主要體現(xiàn)在以下3點(diǎn)：

（1）高墩施工工期較長。在高墩施工中，需要較長的施工時(shí)限，同時(shí)高墩施工一般為高空作業(yè)，施工危險(xiǎn)性比較高。

（2） 施工成本比較高。由于高墩比較獨(dú)特，施工隱患較多，因此在施工過程中需要投入較多資金。在當(dāng)前的橋梁高墩施工中，一般采用平行作業(yè)方式，模板比較高，一般可達(dá)到6m左右，施工流程復(fù)雜。

（3）施工技術(shù)復(fù)雜。在橋梁工程高墩施工中，整個(gè)施工流程并不是單一的，如圖1所示，主要原因在于，橋梁工程建筑物不能缺乏高墩結(jié)構(gòu)，是十分重要的承重結(jié)構(gòu)，如果高墩發(fā)生傾斜，則會(huì)造成橋梁工程整體存在較大安全隱患。

圖1 高墩施工流程

2 高速公路橋梁高墩施工的技術(shù)種類

2.1 滑模施工技術(shù)

滑模施工技術(shù)是一種比較常見的橋梁工程高墩施工技術(shù)，在具體的施工過程中，可采用懸吊機(jī)將模板吊裝至操作平臺(tái)上，然后進(jìn)行混凝土澆筑，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)凝固后，再利用滑模進(jìn)行牽引，將其移動(dòng)至平面位置。在后期施工中，重復(fù)上述施工流程即可[1]。

2.2 爬模施工技術(shù)

爬模施工技術(shù)是一種新型高墩施工技術(shù)，其是在滑模施工技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，主要被應(yīng)用于豎向結(jié)構(gòu)的高墩施工中。與滑模施工方式相比，在爬模施工中，不需要應(yīng)用大量鋼筋材料，因此不會(huì)產(chǎn)生大量的接縫，表層斷裂比較少。

2.3 翻模施工技術(shù)

翻模施工技術(shù)是最新出現(xiàn)的高墩施工技術(shù)，在具體的施工過程中，需要在高墩承重平臺(tái)上安裝模塊，模塊為三層結(jié)構(gòu)，三層構(gòu)成一組。在進(jìn)行混凝土澆筑施工中，對(duì)于每組模板，需分上下兩層進(jìn)行拆分，然后翻轉(zhuǎn)到模板最上層重新安裝，再進(jìn)行混凝土澆筑，重復(fù)上述工序，直至施工完成[2]。翻模施工方式便捷，施工緩解比較少，建設(shè)成本交底，但是在安全性和施工技術(shù)方面要求較高。翻模施工方式如圖2所示。

圖2 翻模施工技術(shù)

3 高速公路橋梁高墩施工實(shí)例

3.1 工程概況

現(xiàn)以某高速公路橋梁工程為研究對(duì)象，該橋梁工程架設(shè)在V形山谷地帶，橋梁工程總長度為240m。根據(jù)現(xiàn)場勘察，施工區(qū)域山谷落差比較大，其中，橋臺(tái)與谷底之間的高差在60m左右，因此，高墩長度達(dá)到50m。綜合考慮該橋梁工程建設(shè)要求以及施工環(huán)境特征，采用方形橋墩結(jié)構(gòu)形式[3]。為了保證在工期要求范圍內(nèi)完成高墩施工，可采用多工作面、分段、分流水施工方式，每間隔4m高度一次澆筑成形空心墩底部的實(shí)心段。對(duì)于橋梁工程墩身，以為15m作為分界線。對(duì)于地形起伏比較平緩的施工區(qū)域，可采用吊車安裝模板以及混凝土澆筑施工方式，對(duì)于其余墩柱，均采用支架搭接施工方式。該橋梁工程高墩常界面以及變截面段長度如表1所示。

表1 墩常截面與變截面段長度

3.2 測量放樣技術(shù)

施工人員采用極坐標(biāo)控制測量方式，在墩身，每施工4～5m即對(duì)內(nèi)外模位置進(jìn)行調(diào)整，將高墩柱誤差控制在5mm以內(nèi)。如果施工條件允許，則可采用全站儀、水準(zhǔn)儀等對(duì)高墩高程進(jìn)行測量和調(diào)整。另外，在施工前，還需要對(duì)施工場地進(jìn)行全面清理，避免在混凝土澆筑中出現(xiàn)浮漿問題。

3.3 模板施工技術(shù)

在施工現(xiàn)場完成模板制作加工，并對(duì)模板質(zhì)量進(jìn)行審核，然后將其運(yùn)輸至施工位置進(jìn)行模板安裝。模板是由內(nèi)模板、外模板、拉桿、橫豎背肋以及工作平臺(tái)所組成的。本工程的一套模板是由1.5m高度的四節(jié)模板所組成的，施工人員需根據(jù)施工次序，首先完成六塊外模拼接，然后再進(jìn)行12塊內(nèi)模拼接，進(jìn)而完成一節(jié)模板組裝。每次翻模3節(jié)，要求及時(shí)對(duì)模板以及板面之間的接縫進(jìn)行調(diào)整，將模板錯(cuò)臺(tái)的誤差控制在10mm以內(nèi)。在模板安裝完成后，施工人員需要采用全站儀、檢測尺等，對(duì)模板的安裝精準(zhǔn)度進(jìn)行檢測和調(diào)整。

3.4 支架驗(yàn)算搭設(shè)施工技術(shù)

支架的驗(yàn)算和搭設(shè)是橋梁工程高墩施工的重要內(nèi)容，其施工質(zhì)量會(huì)影響整個(gè)橋梁工程建設(shè)效果。對(duì)此，在具體的施工過程中，施工人員需要對(duì)基土性質(zhì)以及腳手架等進(jìn)行檢驗(yàn)和調(diào)整，在確保符合施工要求后，即可進(jìn)行支架搭設(shè)。在支架搭設(shè)中，對(duì)于橫桿與立桿之間的距離，應(yīng)控制在1.2m以內(nèi)，而對(duì)于排間距，則應(yīng)控制在0.9m左右，這樣才能夠提升支架搭設(shè)施工質(zhì)量。支架受力驗(yàn)算是保證高墩施工安全性的關(guān)鍵，在本工程支架驗(yàn)算中，需要對(duì)立桿底段與地基、結(jié)構(gòu)配件自重等進(jìn)行計(jì)算，然后將計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，保證支架搭設(shè)質(zhì)量。

3.5 鋼筋施工技術(shù)

在支架搭設(shè)并驗(yàn)算完成后，即可進(jìn)行鋼筋施工。在鋼筋施工過程中，要求采用定制的定型鋼模板作為墩身模板，提升墩身的負(fù)荷承載力水平。對(duì)于模板高度，應(yīng)控制在1.5m以內(nèi)，并采用大噸位吊車進(jìn)行吊裝，然后再采用風(fēng)纜繩對(duì)模板的頂部以及中部進(jìn)行緊固處理，提升模板豎直方向的剛度。在鋼筋安裝過程中，應(yīng)先進(jìn)行豎向主筋安裝，然后再進(jìn)行后環(huán)向水平筋安裝，然后再進(jìn)行加勁箍和倒角筋安裝，最后安裝拉結(jié)筋。對(duì)于勁性骨架，需進(jìn)行放樣準(zhǔn)備，然后在內(nèi)層位置確定定位角鋼的安裝位置。在水平箍筋綁扎施工中，首先需要在主筋上確定綁扎位置，將綁扎高度控制在4.5m以上，然后再采用從下而上的豎筋綁扎施工方式。需要注意，在箍筋綁扎過程中，避免對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度造成損壞，然后根據(jù)每平米4個(gè)的比例，將強(qiáng)度等級(jí)相同的混凝土墊塊設(shè)置在豎筋外側(cè)，采用鋼筋和雙股扎絲進(jìn)行固定處理，并根據(jù)梅花狀進(jìn)行分布。

3.6 施工質(zhì)量評(píng)估技術(shù)

在橋梁工程高墩施工質(zhì)量評(píng)估中，需要注意對(duì)高墩穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。在穩(wěn)定性評(píng)估中，可根據(jù)公式λ=qcr/（9.8γA），對(duì)高墩穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在上述公式中，γ指的是混凝土容重；q指的是高墩單位長度；A指的是橋墩橫截面面積。通過對(duì)上述公式進(jìn)行推導(dǎo)，即可確定高墩穩(wěn)定系數(shù)的最終計(jì)算公式出λ=p/γ。在該橋梁工程施工中，根據(jù)上述公式，計(jì)算得出高墩常截面與常變截面自體穩(wěn)定結(jié)果，如表2和表3所示。

通過對(duì)上述兩個(gè)表格的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析可見，隨著墩身高度的增加，穩(wěn)定系數(shù)逐漸降低。對(duì)此，在橋梁工程高墩施工中，施工人員應(yīng)注意結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)高墩荷載以及節(jié)段施工誤差進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而保證高墩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及剛度。

表2 常截面穩(wěn)定性結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

表3 常變截面穩(wěn)定性結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)語

高墩施工技術(shù)類型較多，對(duì)此，應(yīng)綜合考慮施工環(huán)境以及工程項(xiàng)目建設(shè)條件，選擇適宜的施工技術(shù)，嚴(yán)格依據(jù)技術(shù)規(guī)范組織施工，加強(qiáng)施工工序控制，這樣才能夠有效提升橋梁工程高墩施工質(zhì)量。