橋梁高墩施工技術

馬建龍MA Jian-long

（山東東方路橋建設總公司，臨沂 276005）

（East Highway and Bridge Construction Corporation of Shandong，Linyi 276005，China）

0 引言

我國公路橋梁隨著社會的不斷進步，也隨之發(fā)展起來，然而在公路橋梁施工中高墩臺施工最為重要，高墩臺是橋梁建設中施工難度最大、技術含量較高，對操作人員素質要求嚴格的重要節(jié)點工程。特高空作業(yè)，更容易產生安全隱患，發(fā)生各類安全事故。橋梁墩臺承載著橋梁上部結構傳下的荷載，并將它傳遞給地基基礎。另外，橋墩還要承受流水壓力、風力、波浪力以及可能發(fā)生的冰壓力、船只和漂流物撞擊力的作用。因此，橋梁墩臺的作用就顯得格外重要。它要求施工質量必須有保證。

1 目前橋梁高墩施工的現狀

在橋梁施工過程中，橋梁高墩施工是一種非常常見的施工方式，它在橋梁穩(wěn)定方面起著非常重要的作用。隨著世界范圍內重大交通基礎設施的不斷開工，橋梁的橋墩高度越來越高，施工的難度越來越大，為適應工程需要，在上世紀70年代初，一種新型的模板體系——爬升模板應運而生。隨著爬模技術在我國橋梁修建中的應用，我國的橋梁高墩施工技術進入了一個新的階段，極大的提高了我國橋梁修建的效率。

2 高墩臺施工特點

①高墩臺施工測量控制難度大。對于高墩臺來說，截面相對面積小，墩身高，墩身柔度大，重心高，施工精度要求高，施工時軸線控制難度大。②模板和機械設備投入大。由于單根高墩臺的施工周期長，且受總工期的限制，各大橋的高墩臺只能采用平行作業(yè)的施工組織方法，這樣模板的投入相當大。受起吊能力的限制，高墩柱施工須配備大噸位吊車，而且各單位又不能充分利用，導致機械設備的投入也大。③高墩臺施工接縫要求高。高墩臺不僅是一個受壓構件，而且還要受彎矩扭矩作用，進而就要使墩柱有一定的柔軟性，在荷載和各種因素的作用下彎曲是不可避免，因此對高墩臺施工和處理接縫要求非常高。高空作業(yè)，施工安全特別重要，必須編制安全技術措施。

3 公路橋梁高墩臺施工的主要方法

3.1 墩柱支架搭設 墩柱腳手架主要起穩(wěn)固模板、操作架、支撐及垂直運輸作用，必須具有足夠強度、剛度、穩(wěn)定性；支撐部分必須有足夠的支撐面，如安設在土基上，土基必須有足夠的強度，而且有排水措施，腳手架立桿間距和橫桿步距必須滿足使用要求，并在施工前通過力學驗算，嚴格按照經監(jiān)理工程師審批的支架方案進行搭設。

3.2 鋼筋工程 墩柱支架搭設完成后進行墩柱鋼筋綁扎施工。鋼筋統(tǒng)一在加工棚進行下料和制作，鋼筋的調直、截斷及彎折等均應符合技術規(guī)范要求，鋼筋加工完成進行編號堆放，運至作業(yè)現場再用吊車吊至作業(yè)平臺進行綁扎、焊接。鋼筋在安裝的過程中，應注意主筋間距及箍筋間距在容許范圍內，即主筋為±20mm，箍筋為0，-20mm。鋼筋在模板內應注意保護層的間距即應在±5mm 范圍內。對于變截面高墩，應注意墩柱主筋接長時注意焊接接頭必須錯開，使接頭鋼筋面積不超過鋼筋總面積的25%。箍筋接頭應在四角錯開，彎鉤長度滿足設計及抗震要求。墩柱邊側的保護層利用墊塊來保證，然后對蓋梁鋼筋進行預留，最后采用垂線法定位，使用吊車準確就位，使得中心偏差控制在2cm 范圍內。

3.3 模板的安裝 在模板安裝前，內模應涂抹BT-20模板漆，以保證拆模順利完成。在使用模板漆的過程中應注意下列事項：模板漆在使用前模板必須保持干燥，使用前清除浮塵（銹）、去油污（臘）等處理以提高模板漆對模板的粘結力，模板漆涂抹一道即可，最佳使用量為8-12m2/kg，在實干（24h）后方可進行砼施工，涂膜重復3-5 次后，須去除舊漆膜，可使用BT-22 特種脫漆劑，5-10 分種即可脫除舊漆膜，沖洗、擦凈、曬干即可重新涂刷，用過的漆不能與未用過的漆混合，以免變質凝固，模板漆儲存時間一般為6 個月，在模板的安裝過程中，應用吊車吊裝的方法進行模板的安裝。

3.4 砼工程 在舊砼的施工接縫面上，或在間歇時間超過規(guī)定的已硬化的前層砼表面上繼續(xù)灌筑新砼，應先鑿除施工接縫面上的水泥砂漿薄膜和表面上松動的石子或軟弱砼層，并以壓力水沖洗干凈，使之充分濕潤，不存積水。澆筑前，宜在施工縫表面上鋪一層厚約15 毫米與砼灰砂比相同且水灰比略小的水泥漿，再接灌下層砼。施工接縫處的砼應加強振搗，使新舊砼緊密結合。砼必須分層澆筑，自下而上進行，隨灌隨振搗，澆筑層厚度按插入式振搗器作用部分長度的1.25 倍控制。

3.5 砼的養(yǎng)護 砼的養(yǎng)護是保證砼強度正常發(fā)展，防止干縮裂紋的必要措施，砼養(yǎng)護的基本方法：用濕麻袋、草簾或濕砂遮蓋，防止風吹日曬，并經灑水或噴霧保持濕潤，并指派專人做好養(yǎng)護工作。

3.6 砼的拆模 在砼強度達到一定強度之后，就要拆模，以加速模板的周轉，拆模的時間應根據砼強度的增長情況和結構受力的要求來決定。拆模時砼強度的要求：①不承重的側面模板，應在砼強度達到能保證其表面及邊棱角不因拆模而受損壞時方可拆模；一般情況下待砼強度達到2.5MP 以上方可拆模。②對承重的底面模板，應在砼強度足以安全地承受其結構自身重力和外加施工荷載時，方可拆除，拆模時砼強度不得低于設計強度的70%。

4 橋梁高墩施工中最為關鍵的技術——爬模施工

4.1 爬模設計的工藝原理 在爬模結構中受力的主體是空心橋墩已經凝固的混凝土墩壁，整個爬升設備的主體由液壓千斤頂頂升油缸以及內爬支腳機構的上下爬架組成，其上下爬架分別與油缸體與油缸的活塞運動桿相鉸接，上爬架與外套架相連接，這樣就連同外套架連接網架工作平臺共同形成了整個的爬模結構。缸體作為固定的部分，活塞桿則作為運動的上升部分，同上下爬架一樣，一個固定一個上升的相對運動，從而形成了一個上爬架與內套架，下爬架與外套架相互交替上升的爬模系統(tǒng)，達到爬模結構爬升、就位、校正的目的。整個爬模系統(tǒng)的爬模上升都要由內外套架運動來實現。隨著內外套架產生相對運動，爬模也隨之產生相應方向的改變。內套架之間的導向輪能夠保證整個系統(tǒng)上升的平穩(wěn)度。當內外套架產生相對運動時，模也不斷的上升，這時塔吊雙臂隨著爬模的上升而抬升，物料被吊起，當內外套架產生相向運動時，爬模下降，塔吊雙臂也隨之下降，物料被放回地面，整個過程都依賴著內外套架的運動。

4.2 爬模的結構 爬模的結構相對來說比較簡單，概括的說就是分為承重結構以及爬行結構，具體的包括：爬行網架的主工作平臺、內外套架、雙懸臂雙吊鉤塔吊、內爬的支腳系統(tǒng)、液壓頂等起重設備、模板、支撐系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、配套電力系統(tǒng)等。網架的主工作平臺是整個爬模結構的基礎部分，承載著主要的爬升系統(tǒng)的運行，為爬升系統(tǒng)提供了一個工作的平臺。在這個平臺上安裝塔吊，同時需要用L 支腳進行固定，塔吊的下方是用來進行爬升的液壓千斤頂升降系統(tǒng)的爬架，用來完成整個爬架的爬行。在其中間還要安裝配電設備以及控制系統(tǒng)。這個結構的鏈接過程中，從運輸方便、安裝以及拆卸便捷的角度考慮在鏈接時同架結構的構建一律采用萬能角鐵桿件和連班用螺栓進行連接，這樣就會極大的提升整個工程的工作效率。

中心塔吊安裝在整個平臺的中心，是整個爬升系統(tǒng)的工作手，也是整個工作構建中最為核心的工作部分，同時還要承受爬升過程中產生的重力，這就需要在考慮其承重能力的同時，還要考慮在施工過程中上料的方便程度，雙懸臂雙吊鉤塔吊在有利于承重的前提下，可以滿足雙向上料，安全、快捷。這個爬模系統(tǒng)的運動是通過內外套架的運動來實現的，它是整個系統(tǒng)的發(fā)動機。內爬支腳是爬模系統(tǒng)的第二發(fā)動系統(tǒng)，它帶動的是整個平臺的上下移動。液壓頂升機構是整個爬模系統(tǒng)的動力源泉，靠液壓千斤頂的活塞運動產生的推動力，才能支撐整個爬模系統(tǒng)的順利運行。

圖1 爬模施工結構示意圖

4.3 爬模的組裝 了解了整個爬模系統(tǒng)的結構，其安裝的過程就相對明晰了。為方便工程的進行，確保安裝的安全有序，爬模的組裝一般選擇自下而上的安裝順序，或者是按照工作組進行分別安裝，最后通過其他提升設備進行輔助二次組裝。在整個安裝的過程中務必保證相連接的各部件之間的緊密性以及準確度，同時由于各部件之間的關聯性較強，一旦設計好了安裝的順序后，切忌隨意更換安裝順序，造成安裝的失敗，降低了安裝的效率。還要注意安裝過程中各部件之間的潤滑以及防塵的處理。

4.4 爬升的工藝 在混凝土的澆筑過程中采用兩層模板，先用一層模板澆筑，澆筑完成后讓其自然凝固，在凝固完成后啟動爬升系統(tǒng)，爬升到指定位置之后，拆除下層模板，用鋼筋進行固定，然后用另一層模板進行澆筑，這樣進行循環(huán)澆筑，直至達到設計要求的高度。

4.5 墩帽的施工工藝 當主工作平臺爬升高度超過設計高度的30 厘米時，停止爬升，澆筑到墩身空心段頂標高時停止?jié)仓⑿枰A埋鏈接螺栓，然后拆除墩壁的內模。

5 目前橋梁高墩施工中其他常見的施工方式

除了現在應用較為廣泛的爬模施工技術外，還有幾種高墩施工的工藝也較為常見：①滑模施工。滑模施工的過程中就是將模板掛在工作平臺周圍的圍圈上，通過千斤頂的提升，隨著澆筑的進行而提升。其主要的機構包括內外兩側的模板、工作平臺、工作過程中的提升吊籃、提升設備以及灌注過程中的混凝土平臺。②液壓翻模施工。液壓翻模施工在高墩施工中也經常會被采用。它是在有一定強度的混凝土墩身上建立一個液壓翻模工作平臺，平臺的提升動力是靠千斤頂等液壓起重設備，在平臺到達合適的高度以后通過吊籃等起吊系統(tǒng)將內外吊掛提升，工程的操作人員是在吊掛上完成對模板的安裝、提升以及拆卸工作，并在吊掛上完成鋼筋加固等一系列的工作。

6 結束語

隨著我國大型橋梁工程的不斷修建，高墩施工技術的應用也將會越來越頻繁，高墩的施工技術也勢必會隨之發(fā)展、完善，對于施工企業(yè)必須熟練掌握此種施工工藝，以便更好的適應工程的需要。

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