高墩施工技術在橋梁工程中的應用

李星建

（慈利縣公路管理局，湖南 張家界 427200）

0 引言

道路橋梁工程是連接不同地區的紐帶，能夠為人民群眾的出行、商品的運輸等提供有力支持，在黨和政府的高度支持及關注下，我國的道路橋梁工程施工里程及施工規模不斷提升，從根本上優化了中國交通基礎設施水平。但這并不意味著我國的道路橋梁工程施工技術已經完全成熟，時至今日仍有一部分施工技術的應用效果難以盡如人意，給道路橋梁工程質量帶來一定的負面影響。為了解決這一問題，必須要對高墩施工技術在路橋施工中的應用策略進行深入研究。

1 工程實例

本次施工項目為永定區邢家巷至大坪公路，位于張家界市永定區（項目地理位置見圖1）。張家界是湖南西北地區重要城市，為提升本地區經濟發展水平，張家界永定區政府對旅游景點進行了重新規劃，并對配套基礎設施提出了建設要求，本次施工項目即為天門仙境國際養生度假區景區公路中的一段。邢家巷至大坪公路是永定區待建的干線公路之一，建成后將有效帶動本地區旅游業發展，縮短市區到旅游規劃區之間的路程，帶動更多游客到旅游區觀光，進而達到促進經濟發展的目標。項目標段共涉及大橋2座，橋梁全長1 430.8 m，分別為K1+606桿子坪大橋及K2+820高鷹大橋，根據實際勘察情況來看，橋梁工程的施工環境比較復雜，橋墩高度較常規工程更高，最大值可達到100 m左右，整體施工難度可見一斑，更重要的是，絕大多數橋墩的樁基礎需在陡坡上建設，給施工帶來了更大的挑戰。本項目橋梁工程施工極具代表性，因此以其為參考對高墩施工技術在路橋施工的應用進行探討。

圖1 項目地理位置圖

2 高速公路橋梁高墩施工的問題和特點

2.1 高墩施工的現狀和問題

一個地區的經濟發展水平很大程度上取決于交通運輸基礎設施建設的質量，想要保證經濟發展，就必須要首先做好道路橋梁工程的施工。中國國土面積廣大，各地區之間的地形地貌有所不同，這給道路橋梁工程施工帶來了一定的挑戰，為適應這一挑戰，高墩施工技術應運而生，它的出現改變了過去道路橋梁工程難以適應復雜地勢環境的局面，使道路橋梁工程的施工質量和建設效率得到了提升，然而這并不意味著我國的高墩施工技術已經完全成熟。從實際施工經驗來看，目前高墩橋梁的建設質量仍存在一定風險，風險來源也比較復雜：首先，高墩施工技術自身的施工復雜性比較突出，因此需要專業化施工人員進行操作，但是目前具有專業化培訓經歷和施工經驗的施工人員并不多，這使得高墩施工技術難以在實際施工過程中發揮應有的作用，實際施工質量和設計方案不符的問題比比皆是，最終必然導致橋梁工程的安全風險和質量風險；其次，橋梁高墩施工養護工作不到位，也是高墩施工技術中存在的一大問題，很可能導致橋梁工程使用年限大幅度降低，橋面結構、橋體圍欄、橋梁高墩等都離不開有效的養護，然而目前部分橋梁高墩施工存在后續養護不到位的問題，很容易造成工程質量大幅度下降、安全風險顯著提升等問題，不利于高墩結構的穩定應用[1]。

2.2 高墩施工技術的特點

橋梁工程高墩施工結構的作用在于承擔橋梁結構的重量，在投入使用以后其不可避免地會受到高空風力、水體壓力等因素的影響，在這樣的復雜條件下，施工中的任何一個小問題都可能演變成嚴重的質量問題和安全事故[2]。因此，對橋梁工程高墩施工技術的特征進行了解，并以此為基礎調整施工方案就顯得至關重要。首先，橋梁高墩臺施工技術安全性比較低，橋梁高墩工程的高度都在27 m以上，屬于極其典型的高空作業，因此安全性很難得到保證，施工單位必須要做好安全防護工作；其次，橋梁高墩工程的管理控制難度比較大，高墩施工技術中涉及到大量數據分析和標準化處理工作，還涉及到大量原材料及設備的協調管理工作，整體施工復雜性非常高，想要對其進行有效的管理顯然有一定困難；最后，橋梁高墩工程中涉及到的各種施工資源極其復雜，工作人員必須要對這些資源進行統籌管理，才能夠保證橋梁高墩工程施工的經濟效益及最終質量，這也是導致橋梁高墩工程管理困難的一大原因。

3 高墩施工技術在路橋施工中的應用要點

橋梁高墩工程施工技術的復雜性不言而喻，結合實際的施工經驗來看，僅在工程技術設計方案中有所體現的步驟就超過10項，其施工流程（見圖2）極其繁瑣。比如測量放樣、混凝土澆筑及混凝土養護等工序都是施工的重中之重，任何一個步驟的質量出現問題，橋梁工程的最終施工效果都會大打折扣。

圖2 高墩施工工藝流程

3.1 應用高墩施工技術的準備工作

道路橋梁工程的施工條件非常復雜，為更好地適應復雜條件下的施工需求，技術人員可選用高墩施工技術開展施工，而在正式進行施工之前，工作人員需要充分認識到事先做好準備的重要性，并從多個角度同時入手準備。從施工規劃的角度來說：首先，技術人員應做好工程放樣測量工作，深入實地對具體情況和數據進行了解，并以標準化測量放樣技術保障數據準確性，在這個過程中，技術人員可以準確判斷施工所需的物資材料、施工時間、施工要求等；其次，務必以實現測量放樣收集到的數據為基礎，加強橋梁高墩工程施工節點、施工時間的規劃工作，并對工程建筑材料、施工設備等進行協調準備，與設計人員共同確定規劃方案。從施工具體準備工作的角度來說：首先，工作人員應根據確定的施工規劃方案進行準備，提前對施工人員、施工材料等進行篩選，并針對混凝土施工這一重點步驟進行著重規劃，合理規劃混凝土拌和場地等，從根本上杜絕施工質量風險；其次，根據高墩施工技術要點做好保障性準備工作，對機械設備的油料儲備、零部件儲備進行完善，切實保障機械設備的穩定運行，并做好工作人員替補安排，避免因人員因素導致的工期延長問題，做好工程施工材料的額外儲備，一般以多出標準物資10%為準即可。

3.2 模板工程施工

道路橋梁工程施工技術多種多樣，高墩施工技術是其中最能適應復雜施工環境的一種技術，其模板施工技術比較復雜，值得技術人員進行單獨分析。首先，要確保橋墩結構模板材料的合理性，一般可選擇特殊加工過的大面積組合鋼材，這種鋼材具有突出的機械強度，能夠滿足高墩施工的具體要求。在確定材料種類后，開始對模板鋼材進行處理加工，根據施工的具體需求，使鋼制模板表面平整無空鼓起伏、保證接縫位置的連接緊密度、對鋼制模板的尺寸進行準確把握，從而提升模板的應用價值。在正式投入應用之前，需要安排專門的施工人員對鋼制模板的質量進行檢測，著重對其尺寸進行檢查，將其誤差控制在標準范圍內。在安裝模板的過程中，務必保證模板之間連接的穩定性，從而為后續的混凝土澆筑、混凝土振搗打下堅實的基礎，避免在后續施工中出現漏漿、模板位移等問題，提升橋梁高墩工程施工質量[3]。

3.3 支架搭設施工技術

高墩施工技術中最重要的一個步驟就是支架搭設（支架示意圖見圖3），其能夠保證現澆結構在整個施工過程中的穩定性，技術人員應著重關注支架搭設，并做好計算及質量控制。首先，要確定支架結構的機械硬度，并對支架結構的縱、橫、斜3個方向連接桿進行調整，確保其結構穩定性；其次，做好支架結構基礎穩定性和地基處理工作，避免支架結構在長時間施工中發生不均勻沉降，保證支架結構的搭設效果，技術人員需要首先進行地基土壤結構的清理、找平和夯實工作，而后根據工程施工的具體情況進行力學運算，保證結構數據合理性；最后利用隔繞墩柱搭設碗扣件的方式搭設支架，完成支架搭設施工。需要特別提到的是，整個支架結構當中最受力的位置為桿件中立桿的底段，因此技術人員必須要對活荷載和恒荷載進行考慮，加強地基結構、主桿底部的受力分析工作，從而確保支架結構的穩定性。

圖3 支架示意圖（m）

3.4 鋼筋工程施工技術

為了保證道路橋梁工程橋梁高墩施工質量，技術人員應充分考慮橋梁高墩工程的特點，并對其施工難度進行分析，在進行施工的過程中，切實保證鋼筋工程施工水平[4]。①要安排專業的工作人員對橋梁高墩工程的鋼筋工程數量進行計算，為后續工作打基礎；②確定所需鋼筋數量以后，根據工程的實際情況及測算結果開展鋼筋材料加工，讓規格統一的鋼筋材料變成符合施工需求的鋼筋結構，結合施工進度確定鋼筋加工效率，從而在保證施工正常進行的基礎上，避免鋼筋結構長期保存發生銹蝕等問題，提升鋼筋工程材料質量；③做好處理后鋼筋材料的保存管理工作，根據鋼筋的預計使用位置等對其進行分區標號，保證鋼筋保存的有序性，提升后續調用的便利性，避免鋼筋材料誤用等問題，降低鋼筋結構施工出錯的概率，避免鋼筋材料的浪費。需要特別提到的是，在對鋼筋材料進行無縫處理的時候，應確保焊接人員的操作標準性，從而提升鋼筋結構的穩定性，保證橋梁高墩工程的施工質量。

3.5 混凝土澆筑技術

道路橋梁高墩施工技術中，鋼筋結構施工、支架結構施工、模板結構施工都是為混凝土結構澆筑施工做準備，只有保證混凝土結構的澆筑質量，橋梁高墩工程的質量才能得到提升。常見的混凝土澆筑施工要點如下：首先，要做好混凝土材料的準備工作，安排專業的技術人員對其進行系統化處理，根據施工需求對混凝土材料各項原料的混合比進行計算，并根據計算值進行樣品配置，確定樣品質量與施工需求一致后，再根據該計算配比進行大規模拌和；其次，在正式開始拌和以后（見圖4），技術人員應保證拌和時間的合理性，拌和時間過長，混凝土材料性質將會發生變化，不利于后續施工，拌和時間過短，混凝土材料未能充分混合，無法順利澆筑，因此技術人員需根據現場拌和情況及工作經驗確定拌和時間，并對具體時間等信息進行記錄；另外，橋梁高墩工程施工有一定的特殊性，橋墩比常規工程的橋墩結構更高，因此橋梁高墩工程的澆筑操作很難一次成型，技術人員可根據大體積混凝土施工澆筑措施進行操作，利用分層澆筑的方法完成施工，在底層混凝土初凝之前澆筑下一層混凝土，避免出現結構分層、整體強度下降等問題。

圖4 某混凝土拌和現場圖

3.6 路橋高墩施工完成之后的養護管理

橋梁高墩工程的特殊性在于其結構體積較大、受力特征比較復雜，施工結束后仍然可能發生質量問題，因此技術人員必須要做好橋梁高墩工程的后續養護管理工作，從而讓施工效果得到保障[5]。根據實際經驗來看，橋梁高墩工程往往會受到風力、水壓等外在因素的影響，工作人員務必要做好后續的養護，才能確保橋梁高墩工程的強度及穩定性，避免其出現安全問題和質量問題。而在養護管理過程中，橋梁高墩工程的混凝土結構是重中之重，未經處理養護的混凝土結構會發生干縮開裂等質量病害，導致之前的施工前功盡棄。因此技術人員可根據天氣情況、空氣濕度等，利用草簾、土工布、養護毯（見圖5）等對混凝土結構進行包裹覆蓋，從而避免其表層水分過快蒸發，保證內外結構穩定凝結，避免混凝土內部材料因水化熱現象而導致的結構開裂。另外，在空氣濕度過低或氣溫過高的時候，也可以利用灑水等方式讓混凝土結構表面保持濕潤，確保混凝土材料的養護效果。最后，在工程施工結束以后，政府部門應安排專職工作人員對橋梁高墩工程進行定期維護，發現質量問題第一時間進行處理，延長道路橋梁工程的使用時間。

圖5 養護毯

4 結語

中國有著十分廣闊的國土，南北方地形差異非常大、部分地區地勢起伏嚴重，這給道路橋梁工程的施工帶來了一定的挑戰，為適應復雜地勢條件，高墩施工技術應運而生。這種技術具有施工安全風險較高、施工復雜性極為突出的特點，因此工作人員應盡量做好事先準備，并對模板工程施工技術、支架搭設施工技術、鋼筋工程施工技術、混凝土澆筑技術等進行有效分析，牢記模板安裝及拆除要點、支架結構穩定性要點、鋼筋材料保存調用要點、混凝土拌和澆筑要點等，確保施工數據準確度，結合工程具體情況適當調整操作方法，從根本上提升高墩施工技術在路橋施工中的應用效果。