公路橋梁墩柱施工方法研究

曹亮

（宜春市公路事業(yè)發(fā)展中心萬載分中心，江西宜春 336000）

0 引言

墩柱是公路橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接關(guān)系著橋梁的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命。在公路交通不斷發(fā)展的背景下，為滿足日益增長的交通需求，橋梁的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)面臨著新的挑戰(zhàn)和要求。因此，對公路橋梁墩柱技術(shù)的研究和探索有重要意義。

1 公路橋梁墩柱施工的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通需求的增加，公路橋梁施工規(guī)模越來越大、建設(shè)數(shù)量越來越多，推動了墩柱施工技術(shù)的發(fā)展。

公路橋梁墩柱在設(shè)計(jì)方面采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)分析方法，能夠提高橋梁整體結(jié)構(gòu)的安全性和抗震性。公路橋梁墩柱施工借助模板支架系統(tǒng)、自卸式混凝土澆筑設(shè)備等，施工效率和質(zhì)量有一定的保障。并且，當(dāng)前公路橋梁墩柱施工主要采用環(huán)保材料，如高性能混凝土、再生材料等，能夠減少資源消耗和環(huán)境污染，可提高工程的環(huán)保效益。

然而，公路橋梁墩柱施工也面臨著一些挑戰(zhàn)。一方面，設(shè)計(jì)和施工中受地質(zhì)和地下水等因素的影響較大，因此必須綜合考量多方面因素，施工過程中采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧┑取Ａ硪环矫?，維護(hù)和管理不當(dāng)容易導(dǎo)致墩柱損壞和老化，影響公路橋梁的安全運(yùn)行和使用壽命[1]。

2 常見的墩柱構(gòu)造形式

2.1 雙（多）圓柱式墩

雙（多）圓柱式墩是一種常見的橋墩形式，是指在橋梁中央或大跨度位置設(shè)置兩（多）個(gè)圓柱形墩柱，以有效分擔(dān)荷載壓力，提供穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)，并增強(qiáng)橋梁的抗震性能。這種墩設(shè)計(jì)不僅能滿足橋梁的結(jié)構(gòu)要求，還具有一定的美觀性。雙（多）圓柱式墩在公路橋梁工程中的應(yīng)用較為廣泛，適用于各種跨度和地形條件，能夠?yàn)闃蛄旱陌踩€(wěn)定和建筑美感提供一種有效的解決方案。

2.2 薄壁空心墩

薄壁空心墩（見圖1）的特點(diǎn)是內(nèi)部為空心，墩壁相對較薄，內(nèi)部通常由縱向和橫向隔板組成，用以分散荷載，并提升結(jié)構(gòu)的抗彎剛度和承載能力。與實(shí)心矩形墩相比，薄壁空心式矩形墩能顯著減輕墩身自重，降低橋墩的總承載荷重，有利于增大跨徑、提高經(jīng)濟(jì)性。由于薄壁空心結(jié)構(gòu)能夠提供更大的裂縫延展空間，延緩或避免墩身脆性破壞，因此薄壁空心式矩形墩的抗震性能也優(yōu)于實(shí)心矩形墩，并且薄壁空心式矩形墩在外觀上具備簡潔、美觀的特點(diǎn)。

圖1 薄壁空心墩構(gòu)造

2.3 獨(dú)柱墩

獨(dú)柱墩（見圖2）的特點(diǎn)是橋梁支撐部位只設(shè)置一個(gè)柱子，獨(dú)柱墩在橋梁工程中有一定的優(yōu)勢。第一，獨(dú)柱墩的設(shè)計(jì)相對簡單，施工也相對便捷。第二，由于只有一個(gè)柱子支撐，橋梁的視覺效果較好，且在造型設(shè)計(jì)上有更大的發(fā)揮空間，有利于融入周圍環(huán)境，提升橋梁的景觀價(jià)值。

圖2 獨(dú)柱墩構(gòu)造

然而，獨(dú)柱墩也有其應(yīng)用局限性，由于只有一個(gè)支撐柱，通常適用于跨度較小的橋梁，如短跨橋、干線公路橋等，無法滿足大跨度、高荷載的橋梁需求。此外，其適合一些地形較平坦的地區(qū)，在一些特殊地形和地質(zhì)條件下，獨(dú)柱墩的應(yīng)用也可能受到限制，施工時(shí)需要根據(jù)具體情況進(jìn)行合理選擇。

2.4 花瓶墩

花瓶墩（見圖3）是一種獨(dú)特而精致的公路橋梁墩型結(jié)構(gòu)，其外形猶如一個(gè)花瓶的底座，底部較寬，逐漸向上收縮，呈現(xiàn)出優(yōu)美的曲線形態(tài)?；ㄆ慷詹粌H能在橋梁結(jié)構(gòu)中起到支撐功能，也能起到裝飾和美化橋梁的作用。

圖3 花瓶墩構(gòu)造

3 薄壁空心墩施工技術(shù)

結(jié)合工程案例，對薄壁空心墩施工技術(shù)進(jìn)行分析。

3.1 工程概況

某橋梁項(xiàng)目是當(dāng)?shù)刂匾幕A(chǔ)設(shè)施，對提升通行效果有重要意義。在橋型孔設(shè)置中，采用8 孔29m 的設(shè)計(jì)方式，上部采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)T 梁結(jié)構(gòu)形式，下部采用鋼筋混凝土薄壁墩形式。其中，1#～7#墩均設(shè)計(jì)為等截面矩形空心墩，其中1#～3#及7#墩高度不足40m，4#～6#墩的高度分別為46.8m、59.4m、58.9m。按照工程要求，選擇合適的承臺結(jié)構(gòu)形式，以及群樁布置方式，以確保結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)[2-3]。

3.2 施工測量與控制

3.2.1 空心墩定位控制測量

鑒于橋梁施工現(xiàn)場地形復(fù)雜，必須在施工區(qū)域設(shè)置全站儀，建立平面三角控制網(wǎng)，并與附近的GPS 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，構(gòu)建一個(gè)完備的測量體系，通過聯(lián)合測量的方式提升測量的精確度。在此基礎(chǔ)上，對墩身結(jié)構(gòu)的垂直度參數(shù)進(jìn)行檢測，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整模板的安裝位置，以滿足精確性要求。在測量過程中，應(yīng)用全站儀檢測高墩的四個(gè)側(cè)面模板的平面位置，通過垂線法控制墩身的垂直度[4-5]。

3.2.2 空心墩高程控制測量

采用三角控制網(wǎng)的方式進(jìn)行墩臺高程參數(shù)檢測，根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的GPS 基準(zhǔn)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場情況，設(shè)置適當(dāng)?shù)母叱炭刂凭W(wǎng)，并定期進(jìn)行復(fù)測工作，以確保測量的準(zhǔn)確性。特別需要關(guān)注墩身頂部高程的控制，確保其精確性符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以免影響整體施工效果。每個(gè)墩臺的檢測工作完成后，必須按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在承臺表面設(shè)置臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，布置沉降觀測點(diǎn)[6]。

3.3 模板制作和安裝

3.3.1 墩身模板制作

從成本角度出發(fā)進(jìn)行分析，選用A3 鋼板（厚度為5mm）制作該橋梁項(xiàng)目的外模。同時(shí)，需要重視加勁板設(shè)置，豎向間隔應(yīng)為20cm，橫向間隔為25cm，單節(jié)模板的長度為6m。在現(xiàn)場安裝過程中，采用吊裝方式移動模板，安裝過程中需確保安裝精度達(dá)標(biāo)，以保證施工質(zhì)量[7]。

內(nèi)側(cè)模板采用竹膠板拼接制作。竹膠板具備較高的穩(wěn)定性，能夠承受現(xiàn)場施工中的各項(xiàng)荷載作用力，且保證結(jié)構(gòu)尺寸容易控制，能夠做到精確性達(dá)標(biāo)[8]。

3.3.2 模板組合安裝施工

在該橋梁工程項(xiàng)目中，空心墩的水平斷面呈方形，四個(gè)角均設(shè)計(jì)為半徑為10cm 的圓角。為了確保墩身設(shè)計(jì)符合要求，模板加工制作需要考慮到這些圓角。墩身的外模和空心的內(nèi)模采用箱式結(jié)構(gòu)，設(shè)置直徑為20mm 的光圓鋼筋對拉螺桿，通過錨固方式將它們連接成整體。每塊模板布置兩排拉螺桿，同時(shí)采用塑料墊塊保護(hù)結(jié)構(gòu)，以確保厚度尺寸合格。進(jìn)行模板組裝時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行操作，尤其要確保拉螺桿被鎖緊，以防止在澆筑過程中發(fā)生爆模、跑模等突發(fā)狀況[9]。

3.3.3 模板安裝檢查

模板組合安裝施工后，專業(yè)工程師需進(jìn)行嚴(yán)密的檢查，核對模板的位置、尺寸、標(biāo)高、軸線等精度是否符合要求。若經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有不合格情況，應(yīng)立即組織施工人員進(jìn)行調(diào)整，確保模板的安裝質(zhì)量，以免對最終的施工效果造成不良影響[10]。

3.4 鋼筋制作安裝施工

根據(jù)該項(xiàng)目的施工方案和標(biāo)準(zhǔn)要求，每個(gè)單獨(dú)的薄壁空心墩總共包含232 根直徑28mm 的豎向主筋。在該薄壁空心墩橋梁施工中，由于主筋接頭數(shù)量多、工作量大，采用螺紋鋼筋接頭的方式，以有效提高連接效果，同時(shí)縮短施工時(shí)間。開始第一次綁扎工作之前，由于此時(shí)未設(shè)置爬架結(jié)構(gòu)，因此需要在墩身內(nèi)部安裝預(yù)埋架，并設(shè)置勁性骨架，以確保墩身內(nèi)鋼筋的固定、連接效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。安裝爬架后，需要在上部設(shè)置限位型鋼筋，用于連接和固定，同時(shí)確保這些限位鋼筋可用于周轉(zhuǎn)使用，以提高材料的利用率。勁性骨架的安裝按照方案執(zhí)行，由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行加工制作，同時(shí)應(yīng)用型鋼焊接定位框，以防止在施工過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)變形影響結(jié)構(gòu)的性能。鋼筋安裝過程中，需要加強(qiáng)控制各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的焊接質(zhì)量，確保無焊接缺陷[11]。

3.5 墩身混凝土施工控制

其一，每次進(jìn)行混凝土施工之前，需要涂抹脫模劑（不可使用廢棄機(jī)油作為脫模劑）。模板安裝完成后，在連接位置應(yīng)使用海綿條進(jìn)行密封處理，以防止在澆筑環(huán)節(jié)發(fā)生混凝土漏漿的情況。由于混凝土的收縮問題可能導(dǎo)致混凝土與模板之間產(chǎn)生微小的縫隙，因此在下一節(jié)模板安裝之前，應(yīng)用玻璃膠進(jìn)行密封處理，以確保連接處的緊密性。

其二，選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的塑料墊塊制作鋼筋保護(hù)層，進(jìn)行鋼筋安裝之前，需要進(jìn)行復(fù)測，才能進(jìn)行下一步的施工工作[12-13]。

其三，澆筑施工中，如果下落高度在2m 以上，需要在現(xiàn)場設(shè)置串筒結(jié)構(gòu)，保證下落高度在合理范圍內(nèi)，以免發(fā)生離析問題。每次澆筑結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行修面調(diào)平處理，保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量合格。

其四，在同一層混凝土澆筑施工過程中，必須保持對稱澆筑，以確保各個(gè)部位的性能和質(zhì)量都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。澆筑完畢后，使用插入式振搗棒進(jìn)行振搗處理，振搗時(shí)的移動距離應(yīng)在振搗棒直徑的1.5 倍以內(nèi)，同時(shí)要注意避免振搗棒接觸模板、鋼筋、預(yù)埋件等其他構(gòu)件，以確保振搗結(jié)束時(shí)沒有氣泡產(chǎn)生且表面平整、無下沉情況。

4 結(jié)語

總的來說，在公路橋梁項(xiàng)目施工中，采用針對性的橋墩施工技術(shù)，對提高公路橋梁建設(shè)的效率及質(zhì)量都有重要幫助。在實(shí)際施工中，要結(jié)合工程要求，合理選擇橋梁墩柱形式與施工技術(shù)，并注重施工方案的優(yōu)化創(chuàng)新，從材料、工藝、現(xiàn)場管理方面入手，加強(qiáng)各方面的控制，以此提高橋梁墩柱施工的整體施工效果，為項(xiàng)目的開展提供保障。