橋梁施工中高墩施工技術應用探討

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，高墩施工技術在保證橋梁穩定領域發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設施建設不斷推進，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、保證橋梁工程建設質量，正是本文圍繞橋梁施工中高墩施工技術應用開展具體研究的原因所在。

1 高墩施工技術應用難點

為深入了解橋梁工程中高墩施工技術，筆者結合實際調研總結了高墩施工技術應用難點，具體難點如下所示。

1.1 工期長、施工難度大

應用高墩施工技術的橋梁工程多數需要在高空中進行施工主體建設，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。在筆者的實際調研中發現，應用高墩施工技術的橋梁工程很容易出現模板受力改變情況，施工單位因此需要高度關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地環境造成的影響，橋梁工程的施工難度往往會因此大幅提升，這點也必須得到業界的高度重視。值得注意的是，由于高墩施工技術應用的橋梁工程包含大量高空作業，這就使得相關橋梁工程需要得到大型起吊設備的支持，同時大型起吊設備的配合也需要得到關注，這樣才能夠更好保證橋梁施工質量[1]。

1.2 需合理選擇高墩模板施工技術

懸模、爬模、滑模、輥模、吊模均屬于常見的高墩模板施工技術，由于這類高墩模板施工技術各自具備不同的原理、施工安全性、機械設備、應用成本、應用質量，這就使得很多建設單位無法合理選擇高墩模板施工技術。值得注意的是，由于不同橋梁工程的業主、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選擇必須結合實際情況確定，高墩模板施工技術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“T”形剛構，上部箱梁采用三項預應力的混凝土單箱室截面，引橋上部結構采用預應力混凝土（后張）先簡直后連續T梁，并選擇了高墩爬模施工技術應用高墩施工，表1為S剛構橋橋墩高度統計表，其中7號橋墩與8號橋墩為主橋結構主墩、3～9橋墩均為空心薄壁墩。

表1 S剛構橋橋墩高度統計表

2.2 施工準備

S剛構橋高墩施工技術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、混凝土養護系統等施工設備的支持。其中，混凝土攪拌站設置需結合場地條件和施工需求，考慮到S剛構橋工程柱墩所需混凝土量最大，該工程攪拌站最終設置在柱墩附近，其中7號墩附近設置生產能力為90m3/h的攪拌站，8號墩附近則設置生產能力為75m3/h的攪拌站；施工電梯則安裝于空心薄壁墩側面，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剛構橋屬于典型大跨度橋梁，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對塔吊位置的布設進行了直觀展示[3]。

作為高墩施工主要內容，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、成本相對較低的優勢，但其僅適用于40m以下的橋墩施工，而滑模則存在施工質量難以控制的不足，具備施工安全、施工質量優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個節段，首節長度為4.6m、標準節長度為4.5m。

圖1 塔吊位置的布設

2.3 爬模施工

S剛構橋7、8號橋墩施工需要在第二節安裝爬模爬架體系，由此才能夠為后續節段施工提供支持。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、橫橋分別向兩側布置液壓頂升設備，前者布置2套設備，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、現場分片吊裝的加工制造與現場拼裝策略，勁性骨架的質量由此得到了保障。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、形式也必須結合施工設計與規范開展。

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定情況將直接影響澆筑施工質量，這點同樣需要得到施工單位重視。

2.3.5 混凝土養護

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量，施工單位需結合混凝土品質、工程強度要求確定具體養護時間，必要時還需要通過噴水保證橋墩表面的濕潤，S剛構橋工程整體質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計、脫架受力分析兩部分，具體施工內容如下所示。

2.4.1 脫架設計

為保證S剛構橋工程施工、使用過程的穩定性，施工單位為空心薄壁墩3～9號橋墩設置了橫向系梁以提升墩身的穩定性，S剛構橋工程共設置系梁3道，所使用系梁的高、順橋向寬、橫橋向寬均為2.0m、4.875m、5.0m，施工單位采用了托架現澆施工用于系梁施工。

圖2為托架結構圖，結合該圖不難發現，S剛構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構，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，施工單位需要結合實際進行插拔式鋼牛腿的安裝，其中墩身長邊每側需安裝3個插拔式鋼牛腿，短邊則僅需安裝2個。

圖2 托架結構圖（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剛構橋高墩施工，托架體系荷載設計必須得到高度重視，這一設計需重點關注箱梁自重、系梁結構自重、風荷載、人群及施工荷載、振搗荷載，同時還必須關注施工中最不利工況下的應力和位移，因此S剛構橋高墩施工托架采用了如下具體設計：①主要參數。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變形設計。結合數值模擬分析，確定了模板面板變形、內楞與外楞變形的具體表現，這類模擬分析結果在實際施工過程中得到了相應，最終施工的順利、高質量進行證明了托架設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 結論

綜上所述，高橋墩施工技術能夠較好服務于橋梁工程建設。而在此基礎上，本文結合S剛構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、混凝土養護、系梁施工等內容，則證明了研究的實踐價值。因此，在相關領域的理論研究和實踐探索中，本文內容能夠發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要點與注意事項研究[J].建設科技，2016（12）：139～140.

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

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