高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用研究

單勤英，王燕紅，陳發(fā)建

（西南交通建設(shè)集團股份有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

高速公路橋梁工程的建設(shè)為我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展提供了重要的條件，當前我國境內(nèi)高速公路網(wǎng)較為完善，但對于個別山區(qū)而言，高速公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也會受到一定的阻礙，相對于平原地區(qū)，高速公路橋梁建設(shè)的難度有所增加，因此，針對復(fù)雜地形區(qū)域必須采取有針對性的施工技術(shù)措施。高墩施工技術(shù)是利用高墩臺的支承作用來減小復(fù)雜地形對高速公路橋梁施工造成的影響，目前，該技術(shù)已經(jīng)在高速公路橋梁施工中獲得廣泛的應(yīng)用，并且取得了良好的應(yīng)用效果。當前該技術(shù)在高速公路橋梁施工中應(yīng)用主要包括3 種技術(shù)類型，即翻模施工、滑模施工以及爬模施工，不同類型的高墩施工技術(shù)的使用范圍、施工效率、外觀質(zhì)量、技術(shù)優(yōu)勢等方面均存在差異[1]，在實際應(yīng)用中，還需要結(jié)合實際工程特點選取適當?shù)母叨帐┕ぜ夹g(shù)，從而保證該技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用質(zhì)效。

1 高墩施工技術(shù)概述

1.1 高墩施工技術(shù)的主要類型

高墩施工技術(shù)的主要類型包括翻模施工、滑模施工以及爬模施工3 種。其中，滑模施工技術(shù)的目前已很少應(yīng)用。該技術(shù)是由技術(shù)人員通過相關(guān)工具將預(yù)先制備好的模板懸掛在達標的高墩平臺區(qū)域，然后進行混凝土澆筑施工。當混凝土凝固后，技術(shù)人員使用千斤頂向上將滑模引動，以預(yù)先設(shè)計的軌道將滑模移動至平臺上面區(qū)域，之后再開展相應(yīng)的混凝土澆筑，但該技術(shù)的質(zhì)量控制難度較高，所以目前應(yīng)用較少。翻模施工技術(shù)則是現(xiàn)在承臺的頂面位置安裝一套3 層模板，并對模板進行加固，然后對墩身澆筑混凝土，之后由上至下將下面兩層模板予以查處，將最上面模板保留，當每一層模板被拆除時需要對其翻轉(zhuǎn)，直至翻到最上層模板時進行安裝加固，然后開展混凝土澆筑。爬模施工技術(shù)是在混凝土壁墩穩(wěn)固成型的情況下，將其當作受力主體，試用液壓爬模設(shè)備構(gòu)建爬模結(jié)構(gòu)，具體爬模結(jié)構(gòu)如圖1 所示[2]。當前，爬模技術(shù)是高墩施工技術(shù)的常用方法，但若要保證整個高墩施工質(zhì)量，還需要重視爬模技術(shù)的質(zhì)控工作，尤其是施工時容易出現(xiàn)的偏移問題，應(yīng)予以高度重視。

圖1 爬模施工技術(shù)的具體結(jié)構(gòu)

1.2 高墩施工技術(shù)的主要特點

高墩施工技術(shù)在應(yīng)用中具有工期長、接縫要求高以及資源消耗大3 個主要特點。首先，該技術(shù)施工應(yīng)用工期長。高速公路橋梁高墩在開展施工時，其高度一般能夠達到40m 以上，所以該技術(shù)的操作難度比較大，要求技術(shù)人員必須具備較高的技術(shù)水平[3]。為了確保施工安全性，以免后期墻體出現(xiàn)一系列支護問題，通常會采取多次澆筑方式將高墩澆筑作業(yè)完成，各次澆筑高度一般在4.5m 左右，并且各項工作還要分期完成，因此，該技術(shù)開展的周期比較長。其次，該技術(shù)的接縫要求較高。高墩施工時容易出現(xiàn)錯臺問題，導(dǎo)致高墩的外觀質(zhì)量受到影響，為了確保高墩施工質(zhì)量，必須對接縫問題予以高度重視，因此，高墩施工技術(shù)對接縫的要求一般比較高[4]。最后，該技術(shù)對資源消耗量過大。高墩工期長，為了避免進度受到影響，必須在高墩區(qū)域配置適量模板，采用高墩施工技術(shù)時會增加人力、物力及財力，導(dǎo)致資源的消耗量比較大。

2 高墩施工技術(shù)的實際應(yīng)用

為了探討高墩施工技術(shù)在高速路橋工程施工中的具體應(yīng)用方法，本文結(jié)合實際工程案例，對該技術(shù)的實際應(yīng)用流程及要點展開分析。

2.1 工程概況

國內(nèi)某高速公路橋梁的全長892m，橋梁所處地形高差大約為96m，橋梁的上部結(jié)構(gòu)為T 梁結(jié)構(gòu)，且為左右分幅，下部結(jié)構(gòu)的橋墩屬于實心圓柱墩、矩形實心墩，其中5#～14#橋墩的最高，高度達到50～85m，屬于矩形高墩，橫橋向為寬度2.5m 的等截面，順橋向為變截面，寬度從3.7m 逐漸減至2m，按照100:1 收坡。該橋梁在開展高墩施工時，可選擇爬模施工以及翻模施工兩種類型，通過對兩種施工技術(shù)的各方面進行對比分析之后[5]，綜合各方面表現(xiàn)，最終選擇了爬模施工。技術(shù)對比如表1 所示。

表1 兩種高墩施工技術(shù)的對比結(jié)果

2.2 高墩施工工藝流程

高墩施工首先要確定技術(shù)類型。本項目選擇了爬模施工，技術(shù)類型確定后的主要工藝流程為：測量放樣→支架搭設(shè)→模板安裝→鋼筋安裝→混凝土澆筑。在開展高墩施工時，必須嚴格按照施工工藝流程開展施工，以保證高墩施工質(zhì)量。

2.3 高墩施工技術(shù)要點分析

根據(jù)高墩施工工藝流程得知，該技術(shù)的要點主要包括測量放樣、支架搭設(shè)、模板安裝、鋼筋安裝以及混凝土澆筑5 個要點。

2.3.1 測量放樣

測量放樣是高速公路橋梁工程高墩施工的重要保障措施，可保證高墩施工與相關(guān)施工標準相符，并且還能夠為相關(guān)人員提供準確的數(shù)據(jù)信息，從而及時發(fā)現(xiàn)前期準備工作存在的問題，根據(jù)測量數(shù)據(jù)對存在的問題要求調(diào)整，保證高墩施工得以順利有效地開展。因此，測量人員在開展測量放樣操作時，一定要重視對高墩的全位置進行數(shù)據(jù)測量。同時，也要保證測量人員具備純熟的技術(shù)操作，需要由專業(yè)測量人員完成。在測量放樣開展時，必須準確記錄測量數(shù)據(jù)，對測量數(shù)據(jù)是否全面、準確進行檢驗，從而確保測量數(shù)據(jù)真實可靠，使后續(xù)施工獲得有力的數(shù)據(jù)支持。現(xiàn)場管理人員在測量人員開展測量放樣之前，需要對現(xiàn)場進行清理，將樁頂垃圾和雜物全部清理干凈，以免測量人員開展測量放樣受到影響，從而確保后續(xù)施工到達規(guī)范化效果。

2.3.2 支架搭設(shè)

為了確保高墩施工的整體質(zhì)量，一定要保證運輸和施工時所用支架達到相關(guān)要求和標準，避免支架出現(xiàn)變形，從而降低施工時出現(xiàn)的誤差，有效避免施工安全事故發(fā)生。因此，施工人員在正式開展施工前，必須對支架的質(zhì)量進行檢查，保證支架搭設(shè)的總體方案設(shè)計具備合理性，保證搭設(shè)完畢的支架體系能夠滿足施工強度和施工安全要求，并且整個支架體系中的橫向連桿、斜向連桿以及縱向連桿的性能應(yīng)該滿足支架體系需要。相關(guān)設(shè)計人員還需重視支架體系設(shè)計工作，需要對沉陷值合理預(yù)測和調(diào)整，以免后期施工出現(xiàn)質(zhì)量和安全問題。施工人員還要做好支架搭設(shè)的前期準備工作，將搭設(shè)區(qū)域范圍內(nèi)出現(xiàn)的基土和垃圾雜物進行及時清理，并且還要澆筑混凝土墊層，使基層保持穩(wěn)定。此外，還需要對支架體系整體結(jié)構(gòu)進行力學(xué)驗算，并對關(guān)鍵節(jié)點進行受力分析，保證支架強度和剛度等強制性指標能夠滿足高墩施工要求，從而保證高墩施工得以順利開展。

為了保證支架搭設(shè)的剛度及強度達到標準要求，還需要將支架體系的自重加入支架驗算體系之中，保證支架搭設(shè)的可靠性。通常來講，支架搭設(shè)時務(wù)必要將基土清平、夯實，提升腳手架與墩柱承臺的緊密性。

2.3.3 模板安裝

為了確保高速公路橋梁高墩施工的整體質(zhì)量，施工人員必須重視墩臺材料質(zhì)量。為實現(xiàn)墩臺的穩(wěn)定性，施工人員可以采用組合鋼模板為后續(xù)施工提供保證，在使用組合鋼模板前，必須先確定組合方式，從而降低后期拆模難度，同時還可保證模板連接的緊密型。與此同時，施工人員使用鋼模板前，要準確測量模板的尺寸以及出現(xiàn)的偏差，對模板尺寸偏差進行合理控制，以免后期施工出現(xiàn)質(zhì)量問題。此外，為了使模板能夠在混凝土振搗以及澆筑操作時保持穩(wěn)定性，施工人員在開展混凝土澆筑之前，必須對鋼模板安裝展開檢查，特別是對模板安裝位置進行檢查，以免因安裝位置存在誤差導(dǎo)致高墩施工質(zhì)量受到影響。

2.3.4 鋼筋安裝

支架搭設(shè)和模板安裝完成之后，需要按照設(shè)計圖紙進行鋼筋綁扎，為了確保整個高墩施工的質(zhì)量，鋼筋綁扎通常會在工廠完成，需要嚴格按照設(shè)計圖紙和相關(guān)的規(guī)定標準開展鋼筋下料、加工，并開展鋼筋切斷、焊接以及彎曲等一系列操作，從而使鋼筋下料能夠滿足相關(guān)要求標準，完成鋼筋定型后，需要嚴格依照運輸要求以及現(xiàn)場存儲標準來進行鋼筋保管，然后批量運至施工現(xiàn)場。為了避免鋼筋統(tǒng)計出現(xiàn)混亂，施工人員應(yīng)該對鋼筋逐一編號，從而便于管理。在鋼筋安裝時，應(yīng)該重視鋼筋焊接方法的選擇。例如，對墩柱的主筋進行焊接時，可采用錯開焊接的方式進行焊接。在焊接時要確保焊接的總面積與接頭鋼筋面積之比低于1:0.25，從而保證后續(xù)施工得以正常開展。施工人員還要對箍筋的筋頭進行重視，以四角錯開的方式可對彎鉤性能予以保證，從而使橋梁工程能夠達到抗震要求。

2.3.5 混凝土澆筑

高墩施工開展混凝土澆筑時具體可劃分為運輸攪拌以及實際澆筑兩個部分。在開展混凝土制備時，必須嚴格檢測電子秤以及骨料的質(zhì)量，同時還要關(guān)注混凝土制備的天氣狀態(tài)，以免對混凝土制備產(chǎn)生影響，當天氣為雨天時，需要調(diào)整骨料與水的用量。混凝土攪拌一般會使用混凝土攪拌機，混凝土攪拌工作必須由專人負責，且需要攪拌人員能夠數(shù)量掌握混凝土攪拌要求，并嚴格按照混凝土攪拌規(guī)定開展工作，確保混凝土攪拌后的質(zhì)地和顏色均勻，不會出現(xiàn)泌水、離析現(xiàn)象。在對混凝土攪動時，要保證攪動速度為2～4r/min，采用管道運輸時，要保證管線盡量為直線，若不可避免存在彎曲位置，則要保證彎曲位置的彎度平緩，并且接頭位置還要確保密而不漏。在開展混凝土澆筑時，盡量避免工作縫的出現(xiàn)，可通過分次澆筑的方法來避免該問題，從而降低混凝土澆筑難度。

2.4 高墩爬模施工的質(zhì)量控制

在采用爬模施工時，應(yīng)該注意預(yù)防爬模過程中出現(xiàn)的偏移問題，在該橋梁高墩施工時，必須對垂直高度提出要求，并針對偏移出現(xiàn)的原因制定相應(yīng)預(yù)防方案，從而實現(xiàn)爬模施工的質(zhì)量控制。具體預(yù)防措施包括：①在滑升時，操作平臺必須對傾斜度進行嚴控，要持續(xù)保持水平狀態(tài)，需要加強觀測，從而使平臺上各點的高度得到掌控。②要嚴控模板滑升速度。在爬模施工時形成的混凝土，必須對其強度做出嚴格要求，一般應(yīng)達到0.2MPa～0.4MPa，若強度無法達到要求，將會導(dǎo)致支撐系統(tǒng)無法得到有效掌控，使整體發(fā)生偏移。本項目施工時段屬于夏季，所以其滑升速度應(yīng)該控制在0.25～0.30m/h，而春秋季則應(yīng)該控制在0.1～0.3m/h，若施工處于冬季，則需要考慮冬季溫度低的因素，將速度控制在0.15m/h 以內(nèi)。此外，若偏移未能有效控制，還需要開展偏移糾正操作，當偏移量小于5mm 時，可將混凝土澆筑的方向改變，以此來糾正；當偏移量處于5～10mm，則可通過偏載法糾正；而偏移量大于10mm 時應(yīng)盡量避免，一旦出現(xiàn)這種情況可采用千斤頂糾正法予以糾正。

3 結(jié)語

綜上所述，高墩施工技術(shù)是當前高速公路橋梁工程施工常用的一種施工技術(shù)，對于復(fù)雜地形的高速路橋施工比較適用，高墩施工技術(shù)有3 種類型，本文選擇的案例適合用于爬模施工，不僅能夠保證施工進度，而且還能夠?qū)κ┕ぐ踩玫接行ПＷC，但在施工質(zhì)量方面仍需依靠技術(shù)純熟的施工人員，并且還要嚴格按照高墩施工技術(shù)的工藝流程操作，從而使高速公路橋梁工程高墩施工的質(zhì)量、成本、安全以及進度得到全面有效的控制。