公路橋梁高墩施工技術實踐

楊華潤

（江西省路橋工程集團有限公司，江西 南昌 330000）

一、工程概況

該橋梁橋址處地形復雜，且為高墩施工，工程量大，工期短，因而橋墩施工是工程施工質量及進度控制的重點。對于高墩高空施工，模板受力體系復雜，為保證模板體系受力的穩定性，一次澆筑高度應控制在4m～6m，高墩施工次數至少在4次以上，考慮到單根高墩柱施工周期較長，在總工期的制約下，高墩柱作業只能采取平行作業的方式開展，且每根墩柱必須配備至少6m高的模板才能自成施工體系，模板投入量較大。為達到設計起吊要求，墩柱施工還必須配備大噸位吊車，機械投入量較大。此外，高墩柱既是受壓構件，又承受著復雜的彎矩扭矩作用，在荷載及其他因素影響下不可避免地會發生彎曲和擺動，必須加強施工縫處理，避免其成為高墩墩身受力的薄弱環節。

二、施工方案

該橋梁高墩墩身高，為避免施工過程中發生模板變形，保證施工質量，墩柱模板采用兩塊半圓拼裝而成的特制定型鋼模板。施工材料吊裝和墩柱模板安裝主要通過吊車、卷揚機和臨時固定于澆筑完成混凝土柱頂的吊架，模板頂部和中部應通過纜風繩加固，確保模板安裝后的剛度、穩定度和豎直度。墩柱澆筑所用混凝土集中拌和后，主要由運輸車和輸送泵配合運輸至模板內澆筑。

根據工程實際地形，集中拌和站設置在谷底，拌和站到施工現場垂直距離158m，水平距離1450m，站內配備兩臺JSY1000OH型攪拌機、兩個HPL1600型配料秤、兩輛LW540型裝載機和3個容量100t的水泥罐，占地面積（將各種材料儲存區域考慮在內）約2000m2。

三、施工技術要點

（一）測量放樣

在施工準備階段開展墩柱結構線和中線測放，并將墩柱四周邊緣距中心線尺寸偏差嚴格控制在10mm以內；徹底沖洗墩柱樁頂，鑿除墩柱結構線內混凝土面浮漿，按規格整理連接鋼筋。

（二）鋼筋施工

根據施工方案搭設支架，完成后綁扎墩柱鋼筋。所用鋼筋下料、調直、截斷、彎折等全部在施工現場加工棚內開展，將加工完成并檢驗無誤的鋼筋編號后堆放。待施工前再運輸至施工現場，并通過定滑輪吊至作業平臺綁扎、焊接。該橋梁變截面高墩施工墩柱主筋接長操作必須錯開焊接接頭，并將接頭面積控制在鋼筋總面積的25%以內；箍筋接頭必須在四角位置處錯開布置，且彎鉤長度必須符合設計要求。用吊車吊裝墩柱鋼筋籠時必須準確對位，并通過垂線法定位，將中心點誤差控制在20mm以內，同時預留蓋梁連接鋼筋。

（三）支架及模板施工

1.支架搭設

墩柱支架在該橋梁高墩施工過程中主要發揮模板、操作架穩固及支撐、垂直運輸等作用，因而支架結構強度、剛度、穩定度必須符合設計要求；支承部分的支承面積必須足夠，墩柱支架若設置在基土之上，則基土必須采取排水措施。

墩柱支架搭設前應整平并夯實基土，然后將腳手架設置在墩柱承臺，立柱鋼管支架圍繞墩柱搭設。8根立桿通過搭接方式連接，搭接長度至少為50cm，搭接范圍內至少設置兩個扣件。將水平撐及垂直剪刀撐布置在各立桿之間，使剪刀撐與水平向呈45°夾角。支架立桿縱橫向間距按照1.5m×1.5m確定，橫桿步距1.6m，每搭設1個立柱支架需要2360m長的鋼管和1180個扣件。

2.支架受力分析

該橋梁高墩墩柱支架結構自重19.09kN，施工荷載10kN，荷載共計29.09kN，考慮施工過程的不均勻影響取不均勻系數為1.5，則高墩墩柱支架所承受的總荷載為43.635kN，單根立桿所承受荷載量為5.454kN，應使用面積為424mm2、回轉半徑為15.9mm的48×3mm鋼管。

按照強度計算的立桿所承受壓力值σ為：

根據《鋼結構技術規范》中規定的b類鋼結構截面軸心受壓構件穩定系數φ取0.432，按穩定性計算的立桿受壓應力值σ為:

鋼筋支架橫桿抗彎強度及剛度分別按以下公式確定:

根據以上對支架受力情況的分析可知，鋼管支架立桿受壓應力及橫桿抗彎折強度、剛度均符合規范要求，因此采用的支架架設施工方案切實可行。

3.立模

該橋梁高墩墩柱模板全部使用兩塊半圓拼裝而成的特質定型鋼模板，單節段模板高度有1.5m、2.5m和3m三種，前兩種為D140型，后一種為D180型。模板安裝通過吊車吊裝，對于吊車無法達到的高度則改用卷揚機，以及臨時固定于已澆筑混凝土柱頂的吊架吊裝施工。通過纜風繩在模板頂部和中部綁扎固定，確保立模剛度、穩定度和豎直度。對于高度不足15m的墩柱，裝模必須一次到位，并澆筑混凝土。

（四）混凝土澆筑

待支架和模板安裝完成后全面檢查尺寸、位置、穩定性等，符合規范后通過一次支模到頂、一次澆筑的方法開展混凝土澆筑施工，中間不得預留施工縫。該橋梁高墩澆筑施工所用混凝土均為集中拌制，并通過攪拌車運輸至施工現場，為保證混凝土質量，必須嚴格控制材料用量、水灰比及混合料塌落度，由于該工程位于一般雨雪、水流作用地區，因而鋼筋混凝土水灰比應按0.65∶1確定，水泥用量不得超過250kg/m3。

在吊車能到達的高度通過混凝土運輸車運輸，到達現場后由吊車起吊混凝土吊斗，并利用串筒澆筑；對吊車無法到達的高度，應通過輸送泵直接將混凝土泵送至模板內澆筑，泵送高度與混凝土塌落度的關系具體如表1所示。

表1 泵送高度與混凝土塌落度的關系

采用插入式振搗器按照30cm的厚度分層連續澆筑振搗，澆筑中段時間不應超出上一層混凝土初凝時間。澆筑后必須抹平表面，待初凝且混凝土強度達到設計值的75%后，方可拆除墩柱模板并覆蓋塑料薄膜養護，避免出現早期裂縫。

四、結語

公路橋梁高墩施工面臨施工周期長、模板及施工機械投入量大、標段墩數量多且工程量大等技術難題。為保證施工質量，必須確保每根墩柱施工過程的連續性，避免不必要的停工；模板為周轉性使用材料，為避免模板變形而影響施工質量，必須在模板加強肋間增設一道橫穿墩身的對拉螺桿，并沿高度向增設加強箍聯結固定。該公路橋梁施工中，高墩鋼管支架及特制定型鋼模板的應用，有效保證了高空平行及交叉作業的安全性及施工進度，使工程經濟效益和社會效益得以保障。