高速公路中小跨徑橋梁高墩施工技術

林長峰 李克元

摘要：近年來，公路建設規模進一步擴大，建筑環境的地形條件變得更加復雜。為了減少道路施工對周圍生態環境的影響，并減少道路工程在施工過程中穿越深谷時發生危險狀況的情況，一般需要采用中小跨徑的橋梁來進行施工，其中的高墩施工極大地影響橋梁結構的穩定性和負載能力。文章認為有關部門和施工公司要根據施工現場的具體情況、自然條件、地質條件以及小跨度橋梁高墩施工技術細節，規范施工過程，加強技術控制，確保高質量地完成中小跨徑橋梁高墩施工建設。

關鍵詞：高速公路;小跨徑橋梁;高墩施工技術

0 引言

近年來，公路運輸在國民經濟發展中發揮著越來越重要的作用。公路建設規模進一步擴大，建筑環境的地形條件也變得更加復雜。為了減少道路施工對周圍生態環境的影響，并減少道路工程在施工過程中穿越深谷時發生危險狀況的情況，一般需要采用中小跨徑的橋梁來進行道路施工，而其中的高墩施工橋梁結構的穩定性和負載能力。因此，對特殊的施工過程需要有一個全面的了解，加強技術控制，以確保高質量的工程建設。

1 橋梁設計特征分析

由于現場條件的復雜性，設計的結構與實際有很大不同。在確保通行順暢的同時，對一些特殊的自然地形條件，應設計能適應這些地形的橋梁，特點如下：

1.1 高墩結構型式

為了適應地形條件，短程和中跨橋梁應采用高橋墩施工型。高墩提供出色的橋梁穩定性，使得橋梁結構更加靈活。

1.2 某些工藝技術限制制造過程

復雜的地形條件會使原料運輸變得困難。由于地形問題，即使將托架運送到預制件擺放處，也無法在橋下創建托架，導致橋梁無法放置在指定位置。因此，這種結構通常使用懸臂澆鑄工藝來進行優化。

1.3 橋梁的分布是斷斷續續的

由于山區障礙物的分布是不一致的，導致橋梁的分布不連續，并且不利于橋梁的構造和維護。這表明橋梁的設計和施工必須確保橋梁的安全性、穩定性和耐久性，延長橋梁的使用壽命并減少因操作失誤而帶來的損害。

1.4 注重環保

除了滿足安全性、可持續性和經濟性等要求外，我們還注重環境保護和環境協調。設計橋梁時，必須考慮生態環境是否會受到不利影響。應充分利用地形進行設計，減少對生態環境的破壞，與環境和諧相處。

2 中小跨徑橋梁結構設計

2.1 支承體系

支承體系的選擇應考慮建筑物的特征和對主要結構的支撐情況等方面，小跨徑橋梁通常使用可持續的支撐系統。可持續的支撐系統不會因基礎損壞而破裂，其系統穩定，每個孔都不同，并且易于支撐。它具有建造簡單、可預制和低成本的優點，被廣泛應用于中小跨徑橋梁。

2.2 跨徑

由于主通道地勢連綿起伏，因此必須根據地形要求來選擇跨徑，并且不能將其調整為隨意高度。如果橋梁墩高之間有很大的差距，我們可以嘗試合并并使用固定跨徑，并且可以選擇兩個不同的數值。在曲線橋梁設計中，為了匹配裝飾和實際應用，如果橋梁長度不同，那么較小的橋梁半徑將采取相同的橋梁高度，這需要具有大角半徑的內部波長。

2.3 橋型

為了方便施工和節省成本，我們需要考慮公路的地勢情況和運輸的條件，以期在高速公路建設中實現梁板組合裝配式結構和標準跨徑。梁板組裝系統旨在簡化施工，從而減少組裝和生產時間。預制板用于6～20 m范圍內的小跨徑橋梁。如果范圍是20～40 m，則考慮由于使用T型梁而會導致的彎曲和變形。經過水域的橋梁，建議使用有抵抗力的封閉箱梁，加強橋梁之間的橫向接觸以此提升橋梁的性能，降低高強度的損壞，支撐不平衡載荷，在水流中保持墩柱的穩定性。整體來說，橋型設計建議使用一致的系統設計，以提高系統穩定性并減少將來的維護工作。

2.4 下部結構

選擇下部結構時應考慮地質情況、地形起伏以及水文環境等自然條件的特征，例如山徑和長度。如果橋的高度<40 m，則高速公路的中短橋通常使用矩形墩、十字墩、柱式墩，但應使用堅固的雙柱式系統：（1）其框架結構簡單并且建筑物的外觀易于管理，與橋梁基座的連接方便;（2）帶有支柱結構，石材和建筑物其他堅實基礎被認為是下層床身和柱身的基礎。

對于中小跨徑橋梁橋臺，通常使用強大的重力臺支持和橫截面支持。重力臺的高度約為10 m，通常需要安裝垂直和水平臺階以適應地面條件。樁柱式臺長度應為5～10 m。肋板臺必須裝有防水材料，并設置格柵的旋轉部分。

3 中小跨徑橋梁高墩施工的特點分析3.1 相對較長的計量和支付周期

根據測量墩臺高度的相應規則，混凝土澆筑的最后期限是28 d。高墩通常有較長的建設周期，有時數量很多。但是有時因使用了不符合度量標準的設計，導致一些已經完工的高墩無法衡量，使得營運資金不能回籠，增大資金壓力，尤其是在資金需求相對較高的中后期。

3.2 在模板和工具上的投資相對較高

由于立柱的建造時間相對較長，因此通常僅對于平行加工才可能實現，這要求根墩柱所配備的模板高度應該>6 m。這樣做將大大增加模板投入。此外，橋梁高墩施工的建設需配備一臺大噸位起重機。在實際的施工過程中，每條高山路徑將在不同位置相對分散地分布在整個山谷中，調配使用困難。由于這些原因，需要更多的起重機來投資高架路橋的建造，對機械的投入也在增加。

3.3 施工周期相對比較長

通常需要進行高空作業，從安全性和高模壓的角度出發，有必要進行一次控制，一次澆筑高度應該控制在4～6 m，因此墩臺的高度相對較高，目前的施工量可以超過施工次數的10倍。這樣將會增加墩柱的施工周期。

4 中小跨徑橋梁先進施工技術要點分析4.1 翻模施工技術

高墩塔吊翻模施工工作平臺由水平和垂直肋骨繩或模板鋼支撐。因此，工作人員已在平臺的頂部和底部完成了混凝土的澆筑振搗、模板支撐、拆除工作和其他相關任務。這樣，可以有效地解決攀爬模式和滑動模式中的故障。用于建筑工作的模板或平臺機可以分為兩個獨立的系統，有效地避免了建筑組織的復雜性，同時多種建筑技術的安全性相對較高，可以有效地增加工作量。用支架和吊車安裝了模板模具和鋼筋。施工作業平臺主要由三部分組成。

（1）操作平臺制作：選擇用于生產的三角支架的直徑為28 mm的鋼棒，并在焊接至模板的垂直肋條的同時焊接鋼棒和三腳架。將模板放在三腳架上。控制平臺已完全固定。

（2）通常，選擇約50 t的履帶吊來完成模板以及鋼筋提升和加固工作。

（3）鋼管都裝在墩柱兩側，并且通過搭設支架法在支架頂部進行搭設起重以及衡量裝置。每個模板都用手工拉動的鏈條或是用噸位比較小的卷簾機舉升，以根據施工要求滿足舉升高度。在實際應用中，不必將這種構造方法應用于起重機應用，這是相對容易的。

4.2 液壓模板

如今，液壓攀爬模板是制造高墩的一項先進技術，無須重復的模板支撐，就能達到緊密的工藝連接，較高的機械強度，較低的勞動強度，較高的建筑效率和出色的外觀質量。液壓爬模的形式主要由模具系統、攀爬架、導軌、液壓控制系統和內置系統等組成。液壓扶手模具的抬起是通過液壓缸選擇性地抬起導軌和攀爬架來實現的。在完成本節中的混凝土放置并達到強度要求后，將模板向后移動，并將導軌移至下一部分，然后將模板和支架設計為導軌，移動到該位置并倒入模具，進行合模澆筑。

4.3 滑模施工

滑模類型包括加工系統，操作平臺，液壓升降系統等。滑模施工過程的原理基于鋼管柱或鋼型材柱，這些鋼管柱或鋼型材柱在之前已嵌入到具有混凝土結構的支座中。安裝了升降梁和液壓千斤頂，并使用千斤頂將模板和操作平臺整體抬起。在制造過程中，所有負載（例如模板和操作平臺）均承載在支撐桿上。具體而言，在達到指定強度后，整個設備將通過其自己的液壓提升系統在支撐平臺上滑動。放置模板后，將混凝土連續澆筑并連續工作。

4.4 滑式翻模施工

滑式翻模改善了旋轉形式并增加了滑動模具的優點。塔式起重機的提升功能已針對液壓千斤頂模具進行了改進。模板系統由七個部分組成：工作平臺、千斤頂和提升模板、內部和外部吊架、模板系統、中線控制系統、防風支架和其他設施。工作原理如下：鋼管內置在管體第一部分的混凝土部分中，支撐管用于攀爬線上，以在整個系統中提升模具和平臺。模板達到2.25 m。在脫模過程中，使用附著在平臺上的單軌貨車將內模和外模與船塢本體分離，并緊貼在主機架上，使平臺升起。調整模板的垂直度，并調整單軌托架和安裝在模具上的花桿螺釘的水平，以完成模板行程的工作。

4.5 懸臂式模板施工

懸臂模板改善了三腳架的基本形狀，其承載的載荷可以由特殊定位的節點固定和支撐，尤其是隨著模板的增加。模板由背面主凹槽，模板，對角線夾和反向運動裝置的8部分組成。懸臂模板系統由內置在體內的懸臂支撐。如果混凝土的澆筑強度符合要求，則將模板從混凝土表面移開。

5 中小跨徑高墩施工工藝分析

隨著中國交通網絡的不斷完善，公路建設過程中遇到的建設環境變得更加復雜。中短跨度的高墩施工以及小山區公路橋梁的建設已成為逐步影響高速公路建設的重要環節。因此，在施工過程中，建筑部門需要充分了解場地的地形、自然條件等要素，并嚴格遵守相關的施工技術，以提高中小跨徑橋梁施工質量。

5.1 測量放樣

在設計中小型橋梁的高度之前，建設部門需要充分了解現場的實際情況，技術人員需要測量諸如對接柱的結構線和中心線之類的參數，之后，保證控制柱結構的誤差在10 mm以內，為以后的施工提供特定的施工標準。此外，支柱結構的混凝土應防滑，并應清除建筑區域的碎屑，以便以后進行施工。

5.2 加固工作

在加固工作過程中，橋墩的高度與可變橫截面所需的主筋數量密切相關。由于橋墩的相對較高的結構高度，因此需要相對大量的主肋，這對結構和鋼鐵材料的穩定性和安全性能具有明顯的不利影響。因此，有必要根據特殊情況仔細控制主筋的施加次數，以免在施工過程中可能出現安全隱患。采用鋼筋接頭，確保優質高墩結構，加強鋼筋接頭檢查，確保鋼筋接頭的耐久性。檢查期間若出現了連接處松動的現象，我們應該及時報告并在最短的時間內解決。

5.3 混凝土澆筑

（1）及時解決了模板安裝問題，使模板的質量能夠滿足工程建設的要求，不會由于模板的缺陷而影響混凝土澆筑質量。

（2）在混凝土攪拌的情況下，混凝土攪拌必須嚴格按照設計方案的攪拌比進行，不符合質量標準的原料不得用于技術施工。

應該嚴格按照科學的設計方案進行混凝土的混合，充分了解原材料的性能，確保水灰比、坍塌度和其他相關的具體指標與設計要求保持一致。通常，應用分級鑄造方法并且不間斷鑄造。不要試圖在結構中形成冷縫，這會影響高底座墩柱的穩定性。在澆筑混凝土時，應始終考慮模板的穩定性和支撐。如果發生異常情況，我們必須及時停止之前的澆筑工作，解決此問題之后才可以繼續施工。

5.4 工作縫施工

在混凝土的澆筑高度達到模板的頂部后，頂部附近的混凝土通常應抹平而保持光滑，并確定抹平的范圍限定在2～3 cm處。在新舊混凝土之間的接口處形成了功能齊全的工作縫，寬度應保持在4 mm左右。混凝土接縫易于收縮，因此在首次安裝混凝土后應進行清潔工作，以此保持整潔。同時，控制混凝土澆筑的時差。

6 結語

總而言之，由于社會主義市場經濟的不斷加速發展，中國的公路運輸業取得了顯著進步，高速公路是道路建設中最重要的要素，良好的建筑質量在整個行業的發展中起著重要的作用。道路建設，特別是在地形復雜的地區，應最大限度地滿足路線線形這一設計需求，并減少由于深基坑、高堤和該地區自然環境而引起病害的可能性。強調與自然環境和諧相處，減小對自然環境的影響。中跨橋通常用于穿過深谷的路徑。橋梁高墩是橋梁建設的主要組成部分。高墩施工的質量直接影響到整個橋梁的投資和建設工期，要高度重視。

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收稿日期：2020-05-27