關于高速公路橋梁高墩施工關鍵技術及相關問題分析

呂志攀

廈門中平工程監理咨詢有限公司（361000）

0 前言

只有掌握橋梁高墩施工的關鍵技術，才能確保橋梁工程項目的整體質量。紅河州建水至元陽高速公路項目TJ6標橋梁高墩工程是高墩施工的典型代表工程，文章將針對薄壁空心墩及翻模施工的關鍵技術進行詳細描述[1]。

1 工程概況

紅河州建水至元陽高速公路工程是云南省紅河州南部高速網中的重要組成部分，簡稱“建元高速”。建水至元陽高速公路項目K53+179～K60+897.00段屬建水縣境內，工程所在地主要為哈尼族和彝族等少數民族聚集地，線路起點位于坡頭鄉下白顯村，終點止于坡頭鄉他白依村，全長7.718 km。工程主要工作內容包含大橋6座，橋梁單幅總長3 043 m。隧道5座，隧道單幅總長11 622.744 m。全線路穿越山區、無人區，基本為橋隧相連，橋隧比達94.98%，其中橋梁占比19.83%。設計為雙向四車道，設計時速80 km/h。

全線共有墩柱98根，其中高墩（≥40 m）21根，高墩占比21.43%。最高墩柱為炭山1#大橋右幅2#橋墩，墩高為77 m。高墩截面形式全部為變截面薄壁空心墩，墩底設泄水孔，墩身設通氣孔，橫向間距3 m，豎向間距5 m。墩身混凝土采用C40，墩頂處設蓋梁。墩頂沿寬度B按照坡率80∶1放坡。墩身橫隔板按空心段均分設置。橋梁設計安全等級:一級。結構的重要性系數γ0=1.1。設計荷載等級:公路—Ⅰ級。環境類別:I類環境。橋面寬度采用12.75 m。

由于本標段橋梁高墩多處于地形復雜的深山峽谷，多為彎、坡、高而架設橋梁，部分橋梁跨越深谷，交通運輸不便。高墩施工各環節的工藝控制、外觀質量控制、施工風險控制，都將是本工程的質量關鍵點與控制難點，對項目的組織和運行具有較大的挑戰。高墩施工的主要特點體現在以下幾方面:持續周期長；投入成本大；施工精度難以控制；對施工接縫處理要求高；高墩施工時必須在高空作業，安全風險大。

2 高速公路橋梁高墩施工關鍵技術及相關問題

2.1 薄壁空心墩與實心墩的施工方法

2.1.1 施工準備

承臺施工結束以后，監理需要進行檢查驗收，然后進行墩身施工。安置墩身的承臺部位需要對混凝土進行對應的鑿毛處理，鑿毛時混凝土強度應符合下列規定:人工鑿毛的壓力要在2.5 MPa以上；若是采用風動機這類機械進行鑿毛，壓力需要控制在10 MPa以上。混凝土經過鑿毛處理以后，需要用水沖洗，將積水清除干凈[2]。新的混凝土澆筑之前，需要在舊的上面鋪設一層水泥砂漿。水泥砂漿厚度設定在10～20 mm，水膠比設定在1∶2。測量定位墩臺的時候，需要先到承臺上測量墩身部分，隨后參考墩身的尺寸給出相應的監測指標，監理確認以后，進行鋼筋綁扎。

2.1.2 鋼筋制作與安裝

鋼筋加工在6-3#和6-5#標準加工場集中加工制作。堆放鋼筋的區域需要通過鋼圍欄圍起來，鋼筋堆放需要保證整齊度。為了避免出現污染和銹蝕情況，需要將下支上蓋統一墊高30 cm，產品和半成品標識牌按照實際情況懸掛。

安裝鋼筋時注意，同一個截面的鋼筋需要將接頭的位置設定在受力較小的部位，分散開來，接頭在受彎位置構件不能將受拉區設置過大，應當在50%以下。墊塊的布置要按照彼此錯開、分散的方式進行，綁扎不能穿過所有的保護層截面，數量應控制在4個/m2以上，不允許使用砂漿墊塊。

2.1.3 模板安裝

薄壁空心墩墩身為變截面形式，下寬上窄。模板采用的是定型鋼模，選擇大塊模板，減少拼縫。鋼模板板面局部不平整允許偏差為1 mm，板面可采用2 m靠尺、塞尺檢查。模板表面平整允許偏差不大于5 mm，板面可采用2 m靠尺、塞尺檢查。模板相鄰梁板表面高低差不大于2 mm。使用之前，需對進場模板進行檢查、校正。拼裝、校模結束后進行分塊標記，控制模板之間的接縫。模板和模板之間通過海綿膠條填塞，以免出現漏漿，最后通過隔離劑進行隔離。模板采用的結構為懸臂結構。

2.1.4 混凝土施工工藝

優選水泥品種和干凈的中砂及級配良好的粗骨料，有利于提高混凝土的和易性及墩身表面的平整度。施工選用的混凝土配合比要能滿足設計強度的要求，具有早強和良好易性的特點，能適應懸臂模板施工的工藝要求。宜選用低塑性混凝土，陷度在2～4 cm，水灰比為0.5～0.65，初凝時間控制在2 h左右。

混凝土在實際澆筑期間，必須不停地對其進行振搗處理，保證混凝土始終均勻密實狀態。振搗器選擇插入式的類型或是插入式和附著式混合類型。若是混凝土坍落度比較低，那么就需要對振點分布進行加密[3]。

振搗混凝土的過程中需要注意避免出現重復振搗現象，以防過度振搗。對于模板支撐的穩定情況和接縫密合情況需要進一步檢測，確定混凝土振搗的過程中沒有漏漿的情況。

混凝土振搗若是采用插入式的振搗器，其移動間距需要控制在振搗器產生作用的方格式排列半徑1.5倍或交錯形排列半徑的1.75倍以內，振搗器操作應快插、慢拔，上下抽動50～100 mm。分層澆筑時，振搗棒以插入下層混凝土內的深度50 mm左右為宜，與側模應保持50～100 mm的距離。混凝土表面若是不再出現氣泡，不再下降，呈現水平的表面，不再泛出水泥漿，表示混凝土已振搗密實。振搗時間一般為每插入點20～30 s。振搗器振動結束以后，需要對振搗器的所在位置進行調整，調整過程需要邊振動邊豎向慢慢將振搗器取出，不能平拖，不要觸碰到其他的預埋部件，如模板或鋼筋等。此外，應配備專業的高墩混凝土施工隊伍輪班施工。

2.1.5 混凝土養護

混凝土若是采取自然養護的方式，那么澆筑完成以后，需要立刻對其進行覆蓋，避免其表面的水分完全蒸發。混凝土的暴露面剛開始凝固的時候，需要將覆蓋物卷起來，利用抹子對初凝面進行多次搓壓，平整表面以后再次覆蓋住。這時注意覆蓋不能直接接觸初凝面，直到混凝土完全凝固為止。混凝土進行自然養護的過程中，需要加強濕度和溫度方面的控制。

2.2 翻模施工技術的應用及注意事項

高墩翻模法采用無支架施工方法，翻升模板是由3節大塊組合模板及支架、內外工作平臺、手動葫蘆等組合而成的成套模具。每一節翻轉模板主要由內外模板、內外操作平臺、模板拉筋、安全網等組成。操作平臺由3部分組成，用槽鋼制作三角支撐焊接在模板豎肋上，三角架上放置木板，四周護欄用φ48 mm鋼管與三角架焊接構成施工操作平臺，護欄高度1.2 m。

混凝土連續灌注的過程中，下層混凝土可以拆模的時候需要利用塔式起重機、液壓提升設備等器械的配合，將模板從下到上拆除。移動到上方繼續支立，上層模板支承在下層模板上，循環交替上升。如此循環往復，完成橋墩的灌注施工[4]。

在對墩身下實體段施工過程中首先作好立模準備，通過全站儀將承臺的縱橫中線恢復，參考其中心將高墩邊線的部分放出，針對墩柱附近的承臺混凝土面進行鑿毛。已經加工完畢的大塊鋼膜需要事先進行試拼裝，確定模板是否滿足設計的加工精度和拼裝精度要求。模板安裝的時候需要利用塔吊，參考支模工藝進行施工。每次一塊模板安裝好以后，都需要通過螺栓對其進行固定。想要保證模板頂面位置能夠維持水平，需要每隔2 m進行一次水平校正，消除不同層級的誤差。需要嚴格控制保護層的厚度，保證其薄厚合理，避免滲透性過大或是溫度裂縫類問題的出現。控制保護層厚度，可以通過高強度的混凝土墊塊進行。在混凝土澆筑時，一定注意澆筑前應先鋪一層厚度為2～3 cm的與設計混凝土同標號水泥砂漿，以保證新舊混凝土面結合良好。外模的安裝質量直接關系到后續的施工，要求尺寸正確，外模頂水平，否則在空心段施工時，容易造成模板不平整。

3 結語

隨著我國公路橋梁施工技術的日漸成熟，高墩橋梁施工的關鍵技術難題已被攻破。近年來，類似的工程項目數不勝數，不僅為我國橋梁施工技術領域增添了新的生機和活力，而且促進了我國的公路橋梁事業的跨越式發展。