高墩施工技術在公路橋梁建設中的應用

摘要 文章以探明大型公路橋梁高墩柱施工技術為研究目的，結合成都至宜賓高速公路沿線大型橋梁的矩形高墩柱工程實例，著重探討了基于勁性骨架、模板翻升等工藝的墩柱施工方案。結果表明，案例工程結果如期完工，各橋梁各墩樁均達到了驗收質量標準，且施工期間未出現安全事故。可見，大型公路橋梁高墩柱施工具有一定難度，借助更加穩固的骨架結構，并配合翻模法可取得理想的施工效果，值得推廣應用。

關鍵詞 高墩柱；公路橋梁；混凝土澆筑；施工技術；質量控制

中圖分類號 U445.559 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）13-0142-03

0 引言

高墩施工技術是指在公路橋梁建設中，針對高度超過一定標準（通常根據具體工程要求和地區規范而定）的橋墩所采取的一系列施工方法和措施。這種技術涉及橋墩基礎處理、模板設計與搭設、鋼筋骨架的安裝、混凝土澆筑與養護等多個施工環節，以確保高墩的穩固性和承載能力。以下就結合工程實例，著重探討公路橋梁的高墩施工技術，希望能為相關領域工作者提供一定參考。

1 高墩施工技術的概述

1.1 高墩施工技術的定義與特點

高墩柱具有以下特點[1]：

（1）技術復雜度高。由于高墩的高度較大，其施工涉及的結構設計和施工工藝都相對復雜，需要綜合考慮地質條件、荷載要求、施工環境等多方面因素，確保施工過程的穩定性和安全性。

（2）施工周期長。高墩施工往往需要在橋墩基礎處理、鋼筋骨架安裝、模板搭設、混凝土澆筑等多個環節進行精細操作，這些步驟都需要時間完成。因此，高墩施工技術的實施周期相對較長。

（3）質量控制要求高。高墩作為公路橋梁的重要組成部分，其施工質量直接影響橋梁的整體穩定性和安全性。因此，在高墩施工過程中，需要嚴格控制各個施工環節的質量，確保施工結果符合設計要求和相關標準。

（4）環境影響顯著。高墩施工往往涉及大量的土方開挖、混凝土澆筑等作業，這些作業對周圍環境影響較大。因此，在實施高墩施工技術時，需要充分考慮環境保護要求，采取相應的措施減少對周圍環境的影響。

（5）技術創新與可持續性。隨著公路橋梁建設的不斷發展，高墩施工技術也在不斷創新和改進。現代高墩施工技術不僅注重施工質量和安全性，還更加注重技術創新和可持續性，以滿足日益增長的交通需求和環境保護要求。

1.2 高墩施工技術的適用條件

（1）從工程需求來看，高墩施工技術適用于那些需要跨越寬闊河流、峽谷或其他障礙物，且橋墩高度超過常規標準的公路橋梁建設項目。

（2）地質條件是高墩施工技術適用性的關鍵因素。高墩施工通常要求地基穩定、承載能力高，并且能夠承受施工過程中的各種荷載。因此，適用高墩施工技術的地質條件包括巖石、堅硬土層或經過適當處理的不良地質條件，如軟土、砂土等。這些地質條件能夠提供足夠的支撐力，以確保高墩的穩定性和安全性。

（3）環境因素也是影響高墩施工技術適用性的重要因素。高墩施工往往需要在復雜的自然環境中進行，如山區、河流沿岸等。在這些環境下，施工條件可能較為惡劣，如地形崎嶇、氣候條件惡劣等。因此，高墩施工技術需要具備較高的適應性和靈活性，以適應不同的施工環境和條件。

（4）技術可行性也是決定高墩施工技術適用性的重要因素。高墩施工涉及多個技術環節和施工工藝，需要施工單位具備相應的技術能力和經驗。

2 高墩施工技術在公路橋梁建設中的應用

2.1 項目概況

成都至宜賓高速公路ZCB3-4項目起點樁號為K79+

505，止點樁號為K85+095，采用設計速度為120 km/h、路基寬度為34.5 m、雙向六車道的高速公路技術標準，路線全長5.59 km。該項目橋梁工程共4 683.6 m/15座（單幅），上部結構采用預應力簡支T梁和預應力混凝土現澆連續箱梁，下部構造采用柱式墩、矩形墩，橋臺采用重力臺、肋板臺，樁基礎采用端承鉆孔灌注樁基礎、擴大基礎，墩柱高度大于40 m的矩形墩共計26根。

2.2 施工工藝流程

矩形墩施工工藝流程如圖1所示[2]。

2.3 高墩施工關鍵技術要點

2.3.1 施工準備工作

（1）圖紙會審。根據施工圖紙等設計文件，組織項目相關技術人員熟悉，結合進入施工現場踏勘了解的情況進行施工圖紙會審。

（2）試驗準備。高墩施工前對所用原材料包括鋼筋、水泥、地材、摻加材料及相關配件進行取樣，并向工地試驗室或外委送檢，同時確定混凝土的配合比，確定合格后方可進行現場施工作業。

（3）測量準備。在高墩施工作業前，對測量控制網進行復核，建立符合規范等級要求的施工控制加密控制網，控制點精度要求應滿足施工需要。

（4）物資材料、機械設備準備。按照施工設計圖相關內容，做好鋼材等材料的準備工作，保證物資材料按施工計劃供應，滿足施工需要。根據現場施工要求，安排性能好的機械設備進場。進場后，立即進行調試、維護與保養，以保證設備正常運轉。

2.3.2 勁性骨架制作和安裝

（1）勁性骨架施工時，主要考慮以下因素[3]：

①主筋接長時穩定的需要。

②勁性骨架自身穩定及精確定位鋼筋剛度的需要。

③承臺施工時，對墩柱勁性骨架預埋，預埋深度為150 cm；墩柱勁性骨架標準節段高按4.5 m/節進行分節設置，局部節段隨墩柱單次澆注調整。標準節段施工中，勁性骨架外露預留長度為20 cm，骨架每次安裝4.5 m，并與基礎節塔身混凝土澆筑后預留的外露勁性骨架進行搭接，搭接后的勁性骨架總高度為4.7 m。

（2）勁性骨架加工：

①勁性骨架在鋼筋加工場進行集中加工，每段骨架標準高4.5 m。

②為方便加工，根據骨架制作的重復性，勁性骨架所用型鋼應嚴格按照設計尺寸進行下料，在加工場實樣劃出各大小片的尺寸、型鋼布置的位置。

③加工時應嚴格控制主要受力角鋼及水平角鋼位置，通過采取設置焊接胎架和勁性夾具的措施控制焊接變形，減少加工誤差。

④勁性骨架制作好后進行拼裝檢査，檢査合格后方可運輸到施工現場，利用塔吊將骨架吊至安裝位置拼成整體，減少現場安裝時間。

（3）勁性骨架現場安裝：

①勁性骨架運輸至施工現場后，利用施工塔吊吊運至墩身施工節段位置就位，骨架上、下兩節段間應采用等強度焊接連接。

②骨架安裝高度應滿足每節塔柱混凝土澆筑和鋼筋綁扎需要。

③骨架安裝前，應對已有骨架頂角點測量高程；若有偏差，利用主角鋼接頭的連接角鋼將標高調整一致。

④骨架起吊就位后，應首先用吊垂球控制其斜率進行初步定位，然后用全站儀測量其上口坐標，對結合部位進行點焊，在確認位置無誤后再分段進行焊接。

2.3.3 鋼筋加工和安裝

（1）鋼筋加工。所有鋼筋均在鋼筋加工場集中加工，主筋采用“自動鋸切+車絲+打磨”生產線集中加工，箍筋采用數控彎箍機加工，經檢驗合格后運至現場進行安裝。

（2）鋼筋安裝。鋼筋安裝應按豎向主筋、水平筋、箍筋、倒角筋的順序進行安裝。在勁性骨架平聯上預留主筋位置并接長主筋，主筋采用滾軋直螺紋連接，根據施工要求配置各分段長度和加工端頭螺紋。主筋采用塔吊提升至待安裝位置后，人工逐根提起對接，使用管鉗擰緊鋼筋接頭，并及時綁扎在勁性骨架上予以穩固，并保證其豎直度、間距和傾角符合設計要求。箍筋和分布鋼筋按照自下向上的順序進行安裝，箍筋必須緊貼主鋼筋；箍筋和分布鋼筋層間距準確，每層內的鋼筋保持在同一水平面內，安裝牢固[4]。

2.3.4 模板施工

（1）模板設計。每個墩柱配置3層模板，其中2層用于活動層模板，1層用于固定層模板。每層模板高2.25 m，長度與墩柱截面邊長一致，面板厚度5 mm；背肋采用[10槽鋼，間距為30 cm；短邊背架采用2I16雙槽鋼，長邊背架采用2I25雙槽鋼，間距為1.35 m；四角斜拉桿采用Φ25精軋螺紋鋼，模板采用塔吊安裝。

（2）模板安裝。關模前應先將模板打磨拋光，并保證板面清潔。在安裝第一模的時候必須測量出四個角的高程，保證澆筑第一模時的模板處于水平狀態。模板使用Φ20高強螺栓進行連接，模板關好后采用四角拉桿進行加固，拉桿采用Φ25的精軋鋼。

（3）模板翻升。當混凝土強度達到10 MPa時可以進行拆模。翻模施工時，拆模后應先將模板向外移出再利用塔吊向上翻升。每次翻升保留上面一節模板，把最下面的二層模板逐層拆開并移出，再利用塔吊將模板吊起，并放置于上層模板的相應位置，最后進行模板組裝并用高強螺栓將該節模板與下層模板連接，每次安裝高度為2.25 m。

2.3.5 混凝土澆筑

墩身混凝土采用集中拌和，拌和過程中必須有試驗員在現場，以控制混凝土質量。采用混凝土運輸車運至施工現場后，應先采用塔吊提升或泵送入模；當墩柱澆筑到較高位置且汽車泵無法輸送時，應采用塔吊吊運入模澆筑。混凝土自由傾倒高度超過2 m時應使用串筒，避免混凝土離析。

嚴格控制好混凝土的坍落度，確保坍落度控制在設計范圍以內；為確保混凝土外觀色澤一致，混凝土必須采用同一廠家、同一標號、同一品種規格的原材料進行拌制。

在墩身混凝土澆筑前，應先對接觸面進行灑水濕潤。

混凝土采用分層澆注，分層厚度控制在30 cm，對稱布料，以免墩身模板整體傾移。混凝土振搗使用50型插入式振搗棒，振搗棒移動間距不應超過振動棒作用半徑的1.5倍，并與側模保持5～10 cm的距離。振搗時應插入下層混凝土5～10 cm，采取“快插慢拔”的振搗方法進行振搗，效果以不出氣泡、混凝土不下沉及表面呈現浮漿為準。振搗應充分，防止過振、欠振和漏振現象的發生。

混凝土澆筑時應隨時進行墩柱位移的觀測記錄，檢查模板支撐是否松動，預留孔是否移位等，發現問題應及時采取補救措施，確保澆筑的墩身垂直度、混凝土內實外光線形流暢。

對完成混凝土澆筑的墩身應指派專人對混凝土進行養護，在混凝土澆筑12 h后開始灑水養護，防止產生干縮裂縫。混凝土澆水養護的時間不得小于7 d，澆水應使混凝土表面能保持連續的濕潤狀態。

3 高墩施工技術的質量控制措施

高墩施工技術的質量控制措施是確保高墩施工質量和穩定性的關鍵。針對高墩施工的特點和難點，質量控制措施應貫穿整個施工過程，從施工準備到施工完成，并涉及材料選擇、施工工藝、監測與檢測等多個方面。具體質量控制措施主要包括以下幾個方面[5]：

（1）材料選擇是高墩施工技術質量控制的基礎，應選用符合規范要求的優質材料，如高強度混凝土、優質鋼筋等，以確保施工質量和耐久性。同時，對于進場的材料應進行嚴格的質量檢驗和控制，確保其符合設計要求和相關標準。

（2）施工工藝的質量控制是確保高墩施工質量的關鍵。在施工過程中，應嚴格按照施工方案和操作規程進行施工，確保每個施工環節的質量都符合要求。對于模板設計、鋼筋骨架安裝、混凝土澆筑等關鍵工序，應實施專項的質量控制措施，如模板尺寸和位置精度控制、鋼筋骨架焊接和固定的質量控制、混凝土澆筑和振搗的質量控制等。

（3）監測與檢測也是高墩施工技術質量控制的重要手段。在施工過程中，應定期對高墩進行變形監測和應力檢測，及時發現和處理潛在的質量問題。同時，對于施工完成后的高墩，應進行全面的質量檢測和評估，確保其符合設計要求和相關標準。

（4）質量控制措施的實施需要有效的管理體系和制度保障。施工單位應建立完善的質量管理體系，明確質量目標和責任分工，確保各項質量控制措施均得到有效執行。同時，應加強施工現場的管理和監控，及時發現和處理施工過程中的質量問題，確保高墩施工的質量和穩定性。

4 結語

該研究通過對高墩施工技術在公路橋梁建設中的應用進行系統分析和研究，深入探討了其在實際工程中的應用情況、技術特點、質量控制措施以及經濟效益與社會效益。研究結果表明，高墩施工技術作為公路橋梁建設中的關鍵技術之一，在提高橋梁穩定性和承載能力方面發揮著重要作用。隨著技術的不斷創新和發展，高墩施工技術將繼續向著更高效、更環保、更可持續的方向發展。該研究為高墩施工技術在公路橋梁建設中的實踐提供了理論支持和指導，可為相關領域的進一步發展提供有益參考。

參考文獻

[1]李永飛. 高墩施工技術在公路橋梁建設中的應用[J]. 科學技術創新， 2024（1）： 143-146.

[2]時蕓. 高墩施工技術在公路橋梁工程中的應用[J]. 交通世界， 2023（32）： 172-174.

[3]熊訓紅. 高墩施工技術在公路橋梁建設中的應用[J]. 運輸經理世界， 2023（30）： 101-103.

[4]朱懷富. 高墩施工技術在高速公路橋梁施工中的應用[J]. 運輸經理世界， 2023（16）： 130-132.

[5]魏慧平. 高墩施工技術在高速公路橋梁施工中的應用[J]. 四川建材， 2022（9）： 123-124.

收稿日期：2024-02-22

作者簡介：卿三林（1985—），男，本科，工程師，從事工程項目管理工作。