橋梁高墩施工的關(guān)鍵技術(shù)及控制探討

解翔宇 徐東亮

【摘要】在橋梁工程施工中，由于工程自身特性，施工難度較大，施工涉及內(nèi)容較廣，很容易受到客觀因素影響，對(duì)橋梁工程的穩(wěn)定性和牢固性產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。因此，橋梁工程建設(shè)中，為了有效確保工程的穩(wěn)定性和施工安全，采用橋梁高墩施工技術(shù)，可以有效滿足這一需求，提升橋梁工程整體穩(wěn)定性。由此看來(lái)，加強(qiáng)橋梁高墩施工技術(shù)研究十分關(guān)鍵，有助于為后續(xù)工作開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此在本文中我們以橋墩工程實(shí)際案例為例對(duì)橋梁高墩施工的關(guān)鍵技術(shù)及控制進(jìn)行了詳細(xì)的分析與探討。

【關(guān)鍵詞】橋梁高墩施工；關(guān)鍵技術(shù)；控制措施

引言：

高速公路中橋梁高墩施工技術(shù)關(guān)系到高速公路的整體質(zhì)量，而這項(xiàng)技術(shù)解決不好會(huì)嚴(yán)重影響到高速公路的使用壽命和人們的行車安全，文章深入研究了高速公路橋梁高墩在前期的準(zhǔn)備工作，并且能夠在一定程度上剖析施工中橋梁高墩施工技術(shù)問(wèn)題，希望能夠?yàn)槲覈?guó)的道路橋梁工作帶來(lái)幫助。

1、橋梁高墩施工的特點(diǎn)

1.1組織協(xié)作工作復(fù)雜

在當(dāng)前技術(shù)條件下因?yàn)槠錁蛄焊叨帐┕ど婕暗胶芏嘁蛩兀缙渲芯桶型聊竟こ虒W(xué)、力學(xué)工程學(xué)、工程力學(xué)，此外還涉及到給排水工程學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等內(nèi)容，就使得組織協(xié)調(diào)工作非常復(fù)雜，而在各個(gè)工種里面因?yàn)槭┕すば虻牟煌仨氁髤f(xié)調(diào)人員能夠根據(jù)橋梁高墩施工的特點(diǎn)和實(shí)際情況來(lái)協(xié)調(diào)工作。

1.2施工獨(dú)特

必須要根據(jù)國(guó)家制定的橋梁高墩施工規(guī)定以及根據(jù)施工場(chǎng)地的實(shí)際地質(zhì)情況、環(huán)境因素來(lái)指導(dǎo)高墩施工，并且要能夠根據(jù)具體問(wèn)題具體分析，不可一概而論，從地理?xiàng)l件、材料特征、技術(shù)規(guī)格等方面來(lái)考慮，橋梁高墩施工有其自身的獨(dú)特性。

1.3施工周期長(zhǎng)

和其他工程相比橋梁高墩施工具有施工周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，因?yàn)閺哪０迨芰π阅芙嵌葋?lái)分析，橋梁高墩在實(shí)際建設(shè)的過(guò)程中每一次進(jìn)行混凝土澆筑的高度都大于3m，而高墩施工次數(shù)基本上都不少于10次，尤其是最高墩有時(shí)需要施工次數(shù)30多次，這些因素都使得橋梁高墩施工的周期非常長(zhǎng)。

1.4模板和機(jī)械設(shè)備的投入大

因?yàn)闃蛄焊叨赵诮ㄔO(shè)過(guò)程中施工周期比較長(zhǎng)，而在限制工期內(nèi)必須按期竣工，這就要求橋梁高墩施工必須應(yīng)用平行作業(yè)的方法，每座墩柱都要配備自成施工體系可以進(jìn)行獨(dú)立施工的模板系統(tǒng)，而因?yàn)闃蛄焊叨盏奶厥庑裕０甯叨榷急仨氁^(guò)6m，這就要求必須投入巨量的資金到模板當(dāng)中，而且橋梁高墩施工需要各種機(jī)械輔助設(shè)施，例如需要大噸位的吊車來(lái)滿足橋梁高墩的施工，平行作業(yè)會(huì)加大各個(gè)墩柱施工中機(jī)械設(shè)備方面的大量資金投入。

2、高速公路橋梁高墩施工技術(shù)要點(diǎn)的意義

當(dāng)前階段，現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的提升，使得車流量的增加趨勢(shì)呈逐年上升狀態(tài)，這就給交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展提出了新的要求與挑戰(zhàn)。高速公路高墩橋梁工程，作為將道路空間資源充分利用起來(lái)的重要基礎(chǔ)設(shè)施類型，其建設(shè)使用的安全穩(wěn)定效果，將為道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)營(yíng)造出一個(gè)更為方便快捷的運(yùn)行環(huán)境。

然而，在實(shí)際施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，因受工程建設(shè)復(fù)雜性、施工環(huán)境惡劣且相關(guān)技術(shù)局限等因素的影響，使得高速公路橋梁高墩施工技術(shù)應(yīng)用效果并未充分發(fā)揮出來(lái)。此情況下，該施工技術(shù)未能服務(wù)于高速公路網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展建設(shè)進(jìn)程。研究人員應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā)，即在明確各項(xiàng)高墩施工技術(shù)應(yīng)用控制要點(diǎn)的情況下，作用于實(shí)踐，以使技術(shù)應(yīng)用的效果價(jià)值得到應(yīng)有的發(fā)揮。

3、橋梁工程

本工程中本標(biāo)段主線橋梁共長(zhǎng)3410m/8座，螞蟥塘樞紐匝道全長(zhǎng)1744.5m/5座，車行天橋202m/2座，橋梁總長(zhǎng)占路線長(zhǎng)度的46%（包括互通內(nèi)主線橋）。

本標(biāo)段的墩柱主要是柱式墩和薄壁空心墩，墩柱高度為1.6～124.5m，其中柱式墩183座，薄壁空心橋墩26座。擬當(dāng)墩柱較低無(wú)中系梁時(shí)采用一次安裝鋼筋，一次澆筑成型。墩柱較高有中系梁時(shí)，在中系梁底設(shè)置施工縫，采用翻模法分段進(jìn)行施工。65-124.5米的超高墩柱，以液壓翻模為主，滑模和爬模為輔。先綁扎中系梁下的墩柱鋼筋，澆筑此段墩柱混凝土；然后綁扎中系梁鋼筋，澆筑中系梁混凝土，待中系梁終凝后，將中系梁支架及模板作為持力層，在其上面安裝中系梁上的墩柱模板，綁扎鋼筋并澆筑混凝土，重復(fù)以上操作至墩柱澆筑完成。在第二次澆筑砼前，要對(duì)前一次砼（混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)）頂面進(jìn)行鑿毛。

4、橋梁中高墩施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1測(cè)量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定出墩柱的中心標(biāo)高、中軸線、四周邊線及支立模板邊線標(biāo)示與承臺(tái)上，并加防護(hù)樁以備墩柱中心復(fù)位用。根據(jù)測(cè)出的墩周線，復(fù)測(cè)墩柱底標(biāo)高，采用高標(biāo)號(hào)砂漿在墩柱外邊線抹帶并利用水平尺找平。

4.2支架搭設(shè)

高墩施工過(guò)程中，高處施工、垂直操作等均需要在腳手架的輔助下進(jìn)行。因此，搭設(shè)支架時(shí)，必須要保證支架的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性符合規(guī)定要求。搭設(shè)時(shí)，在墩柱承臺(tái)上支承腳手架，碗扣件之間的搭設(shè)是圍繞墩柱進(jìn)行。支架應(yīng)采用雙排碗扣件，立桿間距、橫桿間距均設(shè)計(jì)為1.2m，排與排之間的距離設(shè)計(jì)為0.9m。搭設(shè)扣件式鋼管腳手架之前，必須進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算。由架體結(jié)構(gòu)傳力途徑可知，在結(jié)構(gòu)件中，受力最大的為立桿底段。基于此，主桿底段及基礎(chǔ)是主要的計(jì)算部分。計(jì)算過(guò)程中，還需要充分考慮荷載。荷載包含兩部分：一部分為恒荷載，結(jié)構(gòu)及構(gòu)配件的自重為主要的恒荷載來(lái)源；另一部分為活荷載，施工、水平風(fēng)的荷載為活荷載的主要來(lái)源。

4.3高墩施工技術(shù)

在橋梁工程施工中，核心技術(shù)是高墩施工技術(shù)，施工質(zhì)量高低將直接影響到整體施工質(zhì)量，對(duì)于后續(xù)行車安全同樣帶來(lái)不同程度上的影響。因此，橋梁施工中，需要充分結(jié)合施工情況，收集數(shù)據(jù)信息。測(cè)量放樣中，做好高墩柱樁中線和結(jié)構(gòu)線測(cè)量，確保誤差可以控制在10mm左右。高墩施工中，結(jié)合施工要求分段作業(yè)，每一次混凝土澆筑后都需要重復(fù)測(cè)量，確保澆筑作業(yè)符合施工要求后方可開(kāi)展后續(xù)的施工活動(dòng)。基于此，高墩施工中需要做好前期的測(cè)量工作，搭設(shè)支架則是確保支架具有垂直運(yùn)輸和操作功能，為施工人員生命安全提供堅(jiān)實(shí)的保障，提升施工質(zhì)量。

（1）滑膜組裝。在滑膜組裝中，基礎(chǔ)面最高點(diǎn)作為參照點(diǎn)，增設(shè)墊塊，搭設(shè)支架，同時(shí)為了便于后續(xù)施工活動(dòng)的有序開(kāi)展，應(yīng)該控制模板和定架之間的距離在45cm左右，做好鋼筋綁扎工作。與此同時(shí)，為了有效降低安裝阻力，模板安裝前可以涂抹潤(rùn)滑油，借助液壓千斤頂試壓，充分檢查是否出現(xiàn)漏油問(wèn)題。滑膜安裝后，施工人員應(yīng)該仔細(xì)檢查，確保質(zhì)量無(wú)誤后方可進(jìn)行后續(xù)施工活動(dòng)，提升施工質(zhì)量。

（2）翻模施工工藝。施工前做好準(zhǔn)備工作，管理人員需要充分配置施工人員、施工設(shè)備和施工材料，定期組織培訓(xùn)工作，提升施工隊(duì)伍整體素質(zhì)和責(zé)任意識(shí)，能夠全身心投入到工作中。組織開(kāi)展高水平施工活動(dòng)。同時(shí)，高墩底部混凝土澆筑中，應(yīng)該預(yù)留孔洞，插入套管和頂桿，為搭建的平臺(tái)穩(wěn)定性提供支持。

4.4鋼筋工程

（1）鋼筋的制作和下料應(yīng)該在加工的工廠中完成制作，同時(shí)進(jìn)行編號(hào)后才能運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)。加工時(shí)，應(yīng)該保證鋼筋的直線度、斷面尺寸以及彎折性能等都與設(shè)計(jì)要求相符。

（2）鋼筋抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之后，即可開(kāi)始焊接和綁扎。Φ25mm以上的主筋使用機(jī)械進(jìn)行綁扎，Φ25mm采取的焊接法。綁扎時(shí)，每段的長(zhǎng)度應(yīng)該設(shè)置為4m和5m，接頭四角錯(cuò)開(kāi)，主筋的結(jié)構(gòu)采用的螺紋連接方式；墩柱邊側(cè)的保護(hù)層使用墊層來(lái)避免損傷，其厚度應(yīng)該在45±10mm。焊接時(shí)，墩柱鋼筋錯(cuò)開(kāi)焊接。接頭面積在鋼筋總面積的25%以下。

（3）對(duì)于豎直長(zhǎng)度>6m的鋼筋，將其臨時(shí)支撐在腳手架上，保證其垂直度。

4.5模板安裝

模板由專業(yè)廠家在工廠分塊加工，現(xiàn)場(chǎng)組拼成整體。模板出廠前驗(yàn)收時(shí)，組拼整套模板，先打緊模板的定位銷，再連接螺栓，檢查模板的平整度、接縫錯(cuò)臺(tái)等各項(xiàng)指標(biāo)，如不滿足要求，廠家反復(fù)調(diào)整，直至滿足規(guī)范要求。

墩柱模板分頂節(jié)、下部標(biāo)準(zhǔn)段和調(diào)整段。墩柱模板安裝時(shí)采用起重設(shè)備進(jìn)行配合（在20m內(nèi)采用汽車吊，在20m以上采用塔吊）。為使墩柱模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證墩柱的外觀質(zhì)量，墩柱模板擬采用整體鋼模板，鋼模面板采用6mm厚鋼板制作、鋼肋采用型鋼制作，模板要求內(nèi)表面光滑、無(wú)銹，接頭嚴(yán)密不漏漿。模板支立前，應(yīng)在模板內(nèi)側(cè)涂一層脫模劑，脫模劑應(yīng)采用同一品種，以保證砼表面色澤一致。然后根據(jù)放出的墩身中心線及墩底標(biāo)高支立模板至設(shè)計(jì)墩高。墩身模板支立后應(yīng)保證墩柱的設(shè)計(jì)尺寸及墩柱的豎向垂直度。為保證模板的豎向穩(wěn)定性，在鋼模外側(cè)拉4根風(fēng)纜將模板固定。

模板在安裝以前涂刷模板漆，脫模劑在涂刷前一定要將模板打磨處理干凈，脫模劑在涂刷過(guò)程中要做到均勻有效。模板用汽車吊車安裝，水平位置按控制線，垂直度用經(jīng)緯儀控制，并用鋼絲攀繩，鋼絲繩順橋向?qū)诙罩喜磕０宓乃慕牵潭ㄓ诘劐^，通過(guò)花蘭螺絲調(diào)節(jié)模板至垂直。地錨采用Φ48鋼管入路面以下1m，必須牢固穩(wěn)定。

4.6澆筑混凝土

支好模后，測(cè)量校驗(yàn)?zāi)０宓钠矫嫖恢煤痛怪倍龋０鍣z查合格后澆筑混凝土，混凝土采用拌和站拌和，地勢(shì)比較平坦交通比較好的位置采用泵車灌注，地理?xiàng)l件不好的位置采用吊車塔吊、吊斗配合串筒澆筑，混凝土通過(guò)串筒注入模內(nèi)，每層厚度不得超過(guò)30cm，混凝土坍落度控制在5～7 cm之間，為保證振搗質(zhì)量，人工可下到立柱模板內(nèi)振搗。

使用插入式振動(dòng)棒振搗密實(shí)全部位砼，密實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)是砼停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。振動(dòng)棒振搗鋼筋部位砼時(shí)，不得觸動(dòng)鋼筋，且應(yīng)與側(cè)模保持5～10cm的距離。振搗新灌砼層時(shí)，應(yīng)將振動(dòng)頭插入下層砼5cm左右，使兩層結(jié)合成一體。每次振搗完畢應(yīng)邊振動(dòng)邊徐徐拔出振動(dòng)棒，不得將棒斜拔或橫拔，嚴(yán)禁在停振后把棒拔出，以免造成砼出現(xiàn)空洞。澆筑砼時(shí)，應(yīng)同時(shí)派人檢查和測(cè)量支架與模板的支立情況，如有變形、移位或沉陷等現(xiàn)象應(yīng)立即停止?jié)仓Ｕ幚砗煤蠓娇衫^續(xù)。

5、橋梁高墩施工質(zhì)量管控分析

5.1橋梁工程中高墩豎直度的質(zhì)量管控

在高墩施工中，墩臺(tái)豎直度偏差一般不宜超過(guò)20mm，同時(shí)不超過(guò)墩臺(tái)高度的0.3%。在實(shí)際施工時(shí)，當(dāng)墩臺(tái)滑升1m時(shí)就要對(duì)其偏差進(jìn)行校正，并且找到偏扭過(guò)大的原因，從而及時(shí)糾正。在糾正時(shí)，對(duì)于偏扭的千斤頂，可以將其高度提升2～4cm，然后逐步糾正，從而防止出現(xiàn)過(guò)度彎曲的問(wèn)題。控制好每次的糾正量，最終保障對(duì)高墩豎直度的質(zhì)量控制。

5.2橋梁滑模施工中操作平臺(tái)水平度的質(zhì)量管控

在高墩滑模施工過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制操作平臺(tái)水平度。因?yàn)橐坏┎僮髌脚_(tái)發(fā)生傾斜，就會(huì)使得墩臺(tái)的滑升與扭轉(zhuǎn)操作受到阻礙，影響滑模施工質(zhì)量。一般而言，需要在滑模施工操作平臺(tái)上均勻堆放施工材料，確保操作平臺(tái)承重平衡。同時(shí)，根據(jù)混凝土澆筑的實(shí)際情況，對(duì)操作平臺(tái)水平度做適當(dāng)調(diào)整。在這一施工過(guò)程中，可以觀測(cè)千斤頂?shù)母卟睿谥螚U上劃線標(biāo)出千斤頂應(yīng)滑升的高度。同時(shí)還要將位于同一水平面上的千斤頂?shù)母叨瓤刂圃?0mm以下，盡可能將千斤頂之間的高差控制在10cm之內(nèi)，確保對(duì)滑模施工操作平臺(tái)水平度的良好管控。

5.3橋梁高墩施工中爬桿彎曲度的質(zhì)量管控

爬桿也是高墩施工中需要嚴(yán)格控制的施工對(duì)象，盡可能避免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或者發(fā)生安全事故。因此，施工人員需要準(zhǔn)確計(jì)算爬桿的負(fù)荷。一般情況下，爬桿出現(xiàn)彎曲的原因主要有三類：①爬桿負(fù)荷太大；②脫空距離太大；③平臺(tái)傾斜。若爬桿出現(xiàn)彎曲，當(dāng)彎曲程度不大時(shí)，可以將墩臺(tái)主筋和鋼筋焊接固定，防止爬桿進(jìn)一步彎曲；當(dāng)彎曲程度比較大時(shí)，應(yīng)該將彎曲部分切除，焊補(bǔ)新爬桿；當(dāng)爬桿彎曲異常嚴(yán)重時(shí)，要將爬桿上部切除，焊補(bǔ)新桿，同時(shí)將厚度為10mm的鋼靴墊于混凝土與焊補(bǔ)的新桿接觸的位置，保障爬桿的質(zhì)量。

總之，隨著大型橋梁工程的不斷增加，高墩施工技術(shù)的應(yīng)用將更加廣泛和頻繁，其施工技術(shù)必然會(huì)不斷完善和發(fā)展。要重視高墩施工過(guò)程中的技術(shù)控制，保證各個(gè)環(huán)節(jié)不出問(wèn)題，為工程施工消除隱患。在實(shí)際的操作過(guò)程中，要注意因地制宜，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的考察，進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程操作細(xì)節(jié)的落實(shí)。要對(duì)工程投資進(jìn)行高效利用，以確保橋梁的安全性。

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