高墩施工技術在高速公路橋梁施工中的應用研究

覃智

（貴州省公路工程集團第六工程公司，貴州 貴陽 550008）

0 引言

在交通運輸路網建設中，高速公路屬于關鍵工程。由于我國山地、丘陵地質較多，高速公路橋梁建設難度較高。為化解高速公路橋梁施工的技術難點，需要將高墩施工技術應用于橋梁施工建設中。相較于普通路橋建設而言，高墩施工通常需要更高的成本，施工周期相對較長，并且施工質量要求相對嚴格。為此，高墩施工技術應用時要確保施工技術應用的嚴謹性，加強施工質量控制，把握施工關鍵技術成為高墩施工效果強化的必要措施。

1 高墩施工要求分析

高速公路橋梁施工中高墩施工的特征在于需要高空作業，并且需要修建較長的墩體，因而高墩施工較普通橋梁施工要求更為嚴格。

1.1 合理選用施工高度降低方式

由于高墩施工具備較高的高度，吊裝施工及混凝土施工要求也相對嚴格，既可采取腳手架搭設方式施工，也可酌情采取筑土增高的方式，有效縮短施工作業面與高墩之間的距離。

1.2 保持混凝土規劃施工連續性

混凝土橋墩的施工高度越大，施工應力水平要求也越高。施工高度每提升1m，應力水平的提高幅度應在80%左右，因此，混凝土施工時必須要采取分層施工方式，并且要確保施工過程能夠連續開展，進而保障混凝土施工的均勻性，確保各個層級能夠有效融合[1]。

1.3 滿足高墩應力需求

高墩施工過程中具備較高的應力要求，由于高速公路橋梁施工屬于脫離路基的工程，因而應在垂直應力需求滿足的前提下做好水平方向的應力規劃。為提升施工后橋梁應力水平可適當提高橫截面積，同時也要在施工時適當提升圍堰的水平應力。

2 高速公路橋梁施工中高墩施工技術的應用實例分析

2.1 工程概況

某長度為700m的高速公路橋梁建設時，上部結構應用的是預應力T梁，下部結構為柱式墩，采用的是擴大基礎形式，橋墩當中，共設置了9個薄壁空心墩，分別是5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、17#、21#墩。本橋梁架設于沖溝地貌區域，地形起伏較大，橋梁架空高度的最高點約為36m。

2.2 施工難點

由于受到復雜地形及交通不夠便利因素的影響，加之部分橋梁建設高度較大，因而本橋梁工程的施工存在一定難度。高于20m的墩柱施工時存在的主要難點如下：

2.2.1 施工周期長

本橋梁工程施工時需要高空作業，因而需要建立模板受力體系，通過分析模板自身的受力性能，可判定出墩柱一次澆筑高度應為5m左右。因而高于20m的墩柱需要分四次完成施工，因而墩柱施工周期相對較長，在設備等其他因素的影響下，墩柱施工完成的周期需要5個月以上。

2.2.2 需大量施工物資

由于該項目的高墩施工需要較長時間，因而要在總工期時長內完成施工，高墩施工時必須采取平行作業方式，各墩柱均需設置6m高的模板，因而所需的模板材料數量較高。同時，高墩施工時還需要應用大型吊車，然而由于該項目所建設高墩量較大，且高墩分散分布于不同山溝之中，吊車調配難度較高，因此較正常施工所需配備的機械設備數量更多。

2.2.3 施工定位控制難度大

高墩施工的顯著特征是高度大、重心高，并且具備截面積小、柔度過大的特點，因而施工時的精度要求相對嚴苛，這會對施工過程中的定位控制帶來較大的難度，若是定位出現偏差，將會對高墩施工效果產生一定的限制。

2.2.4 接縫處理要求高

高墩施工中，高墩除了承載壓力作用之外，還兼具變矩扭矩承受功能，因而墩身的柔度要符合要求，在受到外界因素影響或承受荷載壓力之時，墩身會出現搖擺或彎曲變形問題。為此，施工時對施工縫的控制要求較為嚴格，若是接縫處理不到位將會出現薄弱點，從而會影響高墩施工質量。

2.3 施工方案

2.3.1 模板設計

通過分析高墩施工特征及難點，該項目施工中需應用定形鋼模作為模板，將鋼模制作成半圓形，兩個鋼模拼成一個整體模板。可設置三種單節模板高度，以D140鋼模作為1.5m與2.5m高模板制作材料，3.0m高模板則采用D180鋼模制作。施工時模板應采用吊車吊裝，若吊車難以滿足吊裝高度要求，還可設置吊架并利用卷揚機輔助完成模板安裝，并需以風纜繩加固處理模板中部及頂部，從而確保立模之后模板能夠保持垂直且剛度性能符合要求[2]。

2.3.2 混凝土施工

施工高度在吊車吊裝高度范圍內時，可利用運輸車向施工現場運送混凝土，將吊斗安裝于吊車之上，而后利用串筒完成澆筑。若是高墩高度過大，超出吊車吊裝范圍，則可利用輸送泵將混凝土輸送到模板內完成澆筑，并利用振搗器實現混凝土均勻振搗，并采取分層澆筑法，一次性完成混凝土澆筑，注意分層時各層厚度不能超過30cm，必須中斷澆筑時，應于前一層混凝土初凝完成前恢復澆筑。

2.4 施工工藝流程

本橋梁工程的高墩施工工藝流程如圖1所示。

圖1 高墩施工工藝流程

2.5 關鍵技術

2.5.1 測量放樣

正式施工之前，需要精準測量與合理放樣，應將墩柱中線及結構線之間的標線精準劃出，并將中心線及墩柱邊緣之間的間距誤差控制在10mm之內。且需要先利用高壓水槍清沖樁頂，將樁頂之上的雜物全部清除之后再進行墩柱施工，應全面清除結構線中存留的浮漿，而后整體性連接鋼筋，進而保障后續墩柱施工的順暢開展。

2.5.2 搭設支架

（2）支架搭設方法，搭設之前應做好基層清理及平整處理，確保基礎壓實后，在墩柱周圍架設腳手架，應根據墩柱大小確定立桿數量，并利用搭接法將各個立桿連接穩固，通常兩根立桿之間的搭接長度不能低于50cm。立桿設置時，有兩種立撐方式，一是剪刀撐，二是水平撐，這兩個支撐立桿之間應留有45o夾角。立桿橫向及縱向之間應預留出1.4m的距離，橫桿之間的步距不可低于1.6m。立桿長度應為2.4km，并且需要應用1180個扣件。

（3）支架受力分析與計算，該項目中所用支架總量與施工荷載之和為29.1kN左右，在施工中不均勻性的影下，通常需要以1.5這一不均勻系數計算具體的總荷載，即29.1×1.5＝43.65kN。每一個立桿均要承載5.45kN的荷載，可在此基礎上進一步確定鋼筋的直徑應為16mm，且鋼管面積應為42.4mm2。在得出這些數據之后，可計算出每平方毫米立桿所需承受的壓力，受力應力則應以100為宜。經分析得知，此立桿受力與規定要求相符合，因而本支架搭設方案相對合理。

2.5.3 鋼筋工程

（1）鋼筋加工制作

在立桿搭設方案審核通過后且支架搭設施工完成后，需要綁扎鋼筋。需在加工棚完成鋼筋下料、加工制作過程，應根據規定要求截取鋼筋，并合理調整鋼筋的彎折度與平直度。應對各個完成加工的鋼筋分別標號并按類別存放于不同位置，運抵施工現場后，利用定滑輪組進行鋼筋起吊，安放于要求位置后，進行鋼筋的綁扎與焊接施工[3]。

SNXT指令只執行一次輸入的上升沿（OFF→ON）。SNXT在STEP指令之前配置，對之前的工序編號（繼電器）進行ON→OFF，對指定的工序編號S進行OFF→ON，來控制工序的步進。

（2）鋼筋籠制作與下放

若高墩截面不一致，應加強各個墩柱主筋接長的控制，確保接頭之間相互交錯，鋼筋搭接面積應為鋼筋總長的1/4左右。箍筋接頭連接時，要在四角處進行交錯設置，應按照施工要求的抗震值以及設計標準進行彎鉤長度設置。鋼筋籠加工完成后，利用吊車進行吊裝與下放，下放時要控制好下放位置的精準性，定位時盡可能應用垂線法，以便確保下放位置與中心點之間的偏差不超過20mm。并在鋼筋籠下方放置墊塊，并確保連接用鋼筋裸露在外。

2.5.4 模板工程

該項目按照設計要求應用的均是定形鋼模，且每塊模板由兩個大小一致的半圓形鋼模拼接而成。模板安裝時，應根據模板高度選用吊臂大小適宜的吊車，若是吊車無法滿足吊裝高度要求，此時應搭設臨時吊架，并使用卷揚機繼續完成模板的安裝施工。同時，需要利用提前準備好的風纜加固處理模板的中心處與頂部位置處，盡可能一次完成模板的安裝，之后要對模板安裝效果進行檢查，安裝不合格需拆除重裝，若達到要求則可進入混凝土澆筑工序。

2.5.5 混凝土工程

（1）澆筑前的準備

混凝土澆筑前應做好鋼筋、支架以及模板的檢查，所有工序均與規定要求相符便可實施澆筑施工。采用一次性澆筑法，確保不間斷澆筑直至到達模板頂部，澆筑過程中無需設置施工縫。采取集中式拌和的方式制備混凝土材料，拌和時重點在于控制好各個材料的添加量，并做好混凝土坍落度檢測，還要將混凝土的水灰比控制在要求范圍之內。

（2）混凝土運送

混凝土配制完成后，利用攪拌車將配制好的混凝土運送至施工現場。澆筑區域若在吊車吊臂范圍之內，則利用運輸車向施工現場進行混凝土運送，利用安裝于吊車之上的吊斗及串筒完成高墩混凝土的澆筑施工。若需澆筑高墩高度超過吊車吊臂范圍，需要采取泵送的方式將混凝土運送至施工位置處，進而確保模板澆筑施工順利完成。

（3）混凝土澆筑與振搗

澆筑的過程中同步進行振搗，重點在于保證振搗的均勻性。各在一層澆筑完成后再澆筑下一層，并且每層澆筑均要確定一次性完成，各層澆筑厚度均不可超過30cm。澆筑時若因意外因素中斷施工，必須立即排查導致中斷的原因，并且及時解決，盡可能趕在上一層混凝土初凝完成之前繼續進行本層澆筑，以免對兩個混凝土層的融合效果產生影響。

（4）檢查與平整處理

澆筑過程中，應派遣人員監督鋼筋、模板以及支架，采取抽查方式排查隱患，以便問題及時消除，從而確保澆筑質量。澆筑完成后，應利用木抹子針對混凝土表面做平整處理，并于混凝土初凝完成之前，采取適當的管護，以免混凝土表面出現裂縫。

2.5.6 模板拆除與后期養護

混凝土澆筑完成后應預留充足的凝固時間，在混凝土強度高于75%之時方可拆除模板，在模板拆除之后，應立即將塑料薄膜覆蓋于混凝土表面之上，以免混凝土內部水分快速蒸發。拆模施工的重點在于控制好拆模順序，遵循先澆先拆的原則，以免后澆混凝土未完全凝固便拆除而破壞混凝土表面[4]。

2.6 高墩施工技術應用時的注意事項

高墩施工要連續性開展，非必要情況下中途不可停頓，應盡可能將各個分項工程的施工時間進行壓縮，以免施工時間過長而增大資金周轉壓力。施工時應注重于施工現場的安全監管，強化施工人員的安全意識，嚴格監督各道工序，確保所有施工人員均按照安全標準實施操作。在模板重復利用的過程中可能出現變形現象，因而可將對拉螺桿從模板肋中部區域穿入并穿過墩身，并在高墩的高度方向上每隔1m設置一道加強箍，如此可增強模板穩定性，從而保障施工效果。

3 結語

高速公路橋梁施工中，高墩施工是適用于高度較大橋梁工程的施工方法，該項目的高墩施工實例工程應用的是支架搭設方法建設高墩，并且應用的是定形鋼模，此方法可增強高墩施工的安全性，也可有效提升高墩施工效率，能夠有效節約高速公路橋梁工程建設成本。經該項目實例驗證，高速公路橋梁高墩施工中應用此種高墩施工技術方法具有可行性，但施工過程中要注意控制好測量放樣的精準度，在明確支架搭設要求的前提下合理設計支架搭設方案，并要控制好后續的鋼筋工程、模板工程、混凝土澆筑工程，還要做好拆除及養護，從而保障高墩施工技術應用質量符合工程標準。