高墩施工技术在公路桥梁工程中的应用.pdf

总662期2023年第32期（11月 中）收稿日期：2023-04-25作者简介：时芸（1986），女，工程师，从事道路与桥梁施工工作。高墩施工技术在公路桥梁工程中的应用时芸（河北高速公路集团有限公司荣乌分公司，河北 保定 071000）摘要：为保证公路桥梁工程建设中的高墩施工质量，基于公路桥梁高墩施工的特点与难点，从定位测量、钢筋和混凝土施工等方面对高墩施工工艺方法进行分析，并提出高墩施工中需要注意的事项，以促进公路桥梁高墩施工质量的提高。关键词：公路桥梁；桥梁施工；高墩施工中图分类号：U445.4文献标识码：B0 引言墩柱作为公路桥梁的重要组成部分，一些公路沿线受地形地势因素的限制，不得不采用高墩。不同于普通墩柱，高墩施工技术难度更大，所以有必要明确高墩施工特点及难点，并深入探讨其施工技术。1 高墩施工主要特点与难点桥梁高墩施工主要存在以下几方面特点与难点。1）施工周期较长。在高空作业过程中，模板需要自成体系，为保证模板自身受力性能达标，高墩浇筑高度通常要控制在46m。基于此，对高度不低于20 m的高墩而言，其循环施工次数往往较多，施工周期被大幅延长，此外还可能受施工机械设备与环境等外部因素的影响，导致部分墩柱的工期达到数月之久1。2）模板及施工机械设备实际投入量较大。因高墩施工周期较长，而受到总工期的影响与限制，使模板投入量较大。此外，因施工现场起吊能力有限，在高墩施工中需要配备很多大吨位吊车，分布在山沟中，使吊车无法实现调配使用。3）高墩施工定位有很大难度。高墩截面积往往不大，但墩身高度较大，对施工精度有很大要求，这是高墩的主要特点之一，在施工过程中轴线控制难度大。4）高墩施工对接缝处理有很高要求。高墩并非单纯的受压构件，它还会受到弯矩扭矩影响，墩身应有足够柔性，受各类荷载持续作用后难免发生弯曲与摆动，这就要保证高墩施工质量，如果对接缝的处理不到位，将产生受力薄弱部位。5）高墩施工涉及很多高空作业，存在安全隐患2。2 高墩施工工艺方法2.1 定位测量由专业测量人员利用全站仪对桥墩轴线进行放样，以桥中心线为依据确定墩身具体位置，用墨线分别弹出横、纵轴线。使用砂浆砌筑宽度为10 cm的调平垫层为墩身模板支设提供方便，同时为第一节模板的安装与拆除创造便利条件。在承台表面标出中心点，同时复测承台表面调平垫层厚度，以保证墩身高度达到设计要求。先测放墩身结构线与中线，将墩身边缘和中心线之间的距离偏差控制在10 mm以内。在墩柱施工开始前，需将承台表面冲洗干净，清理墩柱结构线中的浮浆，并整理连接钢筋3。2.2 钢筋工程支架搭设按照经监理人员批准的方案进行，将支架搭设好后吊装和连接墩柱钢筋。所有钢筋都在加工棚内下料与制作，钢筋弯折、调直与截断都应满足相关技术规范要求，将钢筋加工好后进行编号，在指定地点堆放，将钢筋运输到施工现场后将其吊到作业平台上准备绑扎与连接。对墩柱主筋进行接长时，要注意将机械接头错开，确保同一截面内接头面积控制在总面积的1/2以内，同时弯钩长度应符合设计要求。根据设计要求制作而成的钢筋笼，在使用吊车进行吊装的过程中对位应准确，使用垂线法进行定位，要求中心点误差不超过2 cm，在墩柱边侧使用标号与墩身相同的混凝土浇筑保护层，并预留连接钢筋。在高墩施工中，钢筋连接与绑扎始终是重难点所在，由于不同截面结构尺寸完全不同，所以对保护层提出了较高要求4。高墩主筋的连接借助机械设备进行，对于直径在172交通世界TRANSPOWORLD20 mm以上的主筋，应按照设计要求将其伸入盖梁。在钢筋绑扎开始前，需按照图纸进行定位，并用扎丝将钢筋绑扎牢固；施工中密切注意钢筋发生的变化，接长钢筋通过焊接或提前设置承台钢筋进行连接，在连接过程中应将接头错开，确保同一截面中接头数量不超过主筋总数的1/2；箍筋搭接方式以双面焊为宜，必要时也可采用绑扎搭接方式；钢筋绑扎按照设计要求进行，混凝土保护层通过设置混凝土垫块加以保护，垫块按照梅花形布置。墩身钢筋须在加工棚中加工，加工完成后利用运输车运输至施工现场。安装地系梁钢筋时，使用吊车或塔吊吊装，然后利用机械套筒做必要的接长处理。高墩钢筋布置较为密集，现场工作量较大，加之高墩作业面很小，施工难度较大，要求施工人员认真处理。对于竖向钢筋，第一级按照 1.5 m 将接头错开，按照3.0 m与4.5 m的长度加工，顶部钢筋长度因墩高变化而改变，中间每节主筋的长度均为9.0 m。主筋在加工场中利用螺纹套筒相连，钢筋安装前要在墩顶设置脚手架，为主筋提供可靠支撑，并为箍筋与连接筋的安装创造便利条件。上部各节钢筋按照9.0 m接长，直到墩顶，之后按照不同长度将钢筋接齐，对于沿水平方向设置的围圈钢筋，需按照原材料长度将其分为若干段，同时在墩身下部弯曲一定角度，设置适当的弯钩。对水平方向钢筋进行绑扎时5，需按照设计要求的间隔距离在钢筋表面画出水平线，钢筋保护层厚度采用垫块控制，垫块之间的距离不能超过1个/m2。2.3 混凝土工程在公路桥梁高墩混凝土工程施工中，应注意以下要点。1）混凝土浇筑开始前认真检查钢筋、支架与模板，确认满足要求后即可开始浇筑。浇筑时使用的混凝土需要在拌和站集中拌和，完成拌和后采用运输车运输到现场，卸入料斗，之后借助吊车和塔吊将混凝土送入模板体系。考虑到空心墩钢筋布置较为密集，无法直接将混凝土送到模板，故为了便于施工，需制作一个专门的滑槽，将其设在模板系统上，使料斗中的混凝土能直接浇筑到滑槽中，再通过滑槽进入模板6。2）根据试验室提出的施工配合比确定粗骨料粒径，以连续级配碎石为宜；细骨料以中砂为主；同时需要掺入适量粉煤灰与缓凝减水剂，以改善混凝土可泵性，延长混凝土自身初凝时间。混凝土坍落度应控制在1618 cm，具体以墩身高度为依据确定。根据相关规范的要求通过试验确定混凝土理论配合比，审批通过后方可实施，在施工现场还需要以原材料含水量为依据，对施工配合比进行适当调整。3）混凝土在搅拌站中集中生产，在拌和开始前需要适当调整原材料掺量、搅拌持续时间与投料顺序，并安排操作人员进行现场监控。具体投料顺序为：砂水泥石料，同时适量掺入外加剂，连续搅拌时间应达到1.5 min以上。4）混凝土浇筑施工采用水平分层方法进行，分层厚度按照 30 cm 控制，在浇筑的同时还应做好插入振捣，使混凝土达到密实。在浇筑过程中应密切注意模板状态，要求始终保持稳固。将混凝土浇筑结束后，应立即开始养生，在冬季施工中应做好保温。在混凝土实际强度不低于设计要求的强度85%后，即可开始拆模7。5）料斗安放场地应保持平整，便于塔吊操作人员看管，并应设置水阀，以便于混凝土冲洗。对混凝土进行吊送时，应尽可能减少停顿，缩短混凝土在罐车中的停留时间，避免由于混凝土停留时间过长导致凝固失效。将混凝土吊装至模板顶部后，利用串筒或滑槽卸料。一般按照每层30 cm的厚度沿水平方向分层布料，同时以混凝土的实际供应情况为依据适当调整布料厚度，在下层混凝土达到初凝之前完成上层浇筑施工。在混凝土振捣过程中，振捣棒最大移动距离不能超出其作用半径的1.5倍，并和侧模之间保持一定间隔距离，振捣至混凝土停止下沉和产生气泡，并开始泛浆为止，在混凝土振捣完成后将振捣棒缓慢拔出。在整个振捣过程中注意防止和钢筋及模板之间发生碰撞，以免造成位移或损伤。6）每一节墩身顶部的混凝土表面都要充分凿毛，清除浮浆，直到露出内部新鲜骨料，然后将其冲洗干净。在浇筑上一节混凝土之前，应在结合面上预先浇筑一层厚度为1 cm的水泥净浆，之后才能开始混凝土浇筑。7）在混凝土强度满足要求后将墩柱模板拆除，然后利用塑料薄膜覆盖，拆模按照与模板安装相反的顺序进行，其间注意防止将模板撬坏或与结构发生碰撞损坏。将墩身浇筑完成后做好收面找坡，再覆盖一层塑料薄膜，同时开始洒水养护。拆模完成后，应在混凝土变白之前修复表面存在的缺陷，以保证墩柱整体外观质量。为避免墩身混凝土表面遭到污染，应确保混凝土表面保持平整、湿润与洁净，防止出现收缩裂缝。通常情况下，外部养护应结合空气温湿度进行，使混凝土表面始终保持湿润，但要注意不能产生冲刷。混凝土洒水养护持续时间应达到7 d，同时应安排专人看管。当气温低于5 时，应制定专门的养护措施，不可洒水，常用的冬季养护方法为先包裹一层塑料薄膜，再包裹一层麻袋8。2.4 施工注意事项在桥梁高墩施工中需注意以下各要点。173总662期2023年第32期（11月 中）1）在桥梁高墩施工中须注意施工安全，应经常对作业人员开展安全教育培训，增强安全意识，所有施工工序都应严格按照相关安全规程进行。2）所有高墩施工都应尽可能保持连续，缩短中途停顿时间，加快各分项工程施工完成时间，从而缩短计量支付周期，缓解资金周转压力。3）考虑到高墩施工中的模板周转次数多，易使模板发生变形，故需要在宽度较大的模板加强肋中设置从墩身上横穿的对拉螺杆，并在高度方向上按照1 m的间隔距离设置加强箍，以实现固定连接。4）在翻模与平台组装过程中应注意以下各项安全技术要求：高墩施工的首要步骤是翻模与平台组装，其组装质量和安全性及可靠性在很大程度上决定了施工安全与质量，所以须有效保证技术的可行性，将各项防护措施严格落实到位。5）在雨季和大风天气条件下进行施工时应严格遵循相关安全规定，理论上不可在夜间进行高墩施工。6）考虑到墩身高度相对较大，同时横向收坡率较缓，在模板系统爬升至墩身的上部后，平台横梁外悬长度过大，故为了保证施工安全，需在系统设计过程中设置活动栏杆，使其伴随吊架一同向内侧移动，但这样会使工作面的面积大幅减小，对此为提高平台整体稳定性，栏杆外部不允许堆放任何料具，将其作为一项重要规定严格执行。7）作业平台具体位置是否正确也会影响到高墩施工安全与质量，因此要做好定期观测，并根据观测结果及时纠偏；高墩施工中使用的各类机械设备都要做好定期检修和保养，确保所有机械设备始终保持良好技术状况。8）经常检查施工现场的供电系统，包括绝缘保护与架空情况等，确保绝缘可靠，采取有效的保护措施，如漏电保护与短路保护，并保证线路架设达到相关规范要求。9）在整个系统中，不同结构和部件的连接都应达到稳定与牢固。10）考虑到现场施工涉及很大区域且工种繁杂，不同工序之间的衔接紧密，故需要对现场施工人员开展标准化与规范化管理。11）加强现场统筹安排，为预埋件的设置做好各项准备工作，特别是墩顶盖梁施工过程中须设置预留位置，并安排专人负责。3 结束语综上所述，当前公路桥梁中的高墩数量越来越多，要想保证高墩施工质量，须掌握正确的施工方法。本文对公路桥梁高墩施工技术进行了分析与总结，明确具体方法和要点，可在保证高墩施工顺利完成的基础上，达到预期的质量要求。参考文献：1 李智轩，李虹秀，谢双双.探究高墩大跨径刚构桥施工关键技术J.中国住宅设施，2022（3）：1-3.2 代金鑫，陈浩，杨国富，等.高墩大体积超长悬挑盖梁施工技术J.建筑技术，2022（3）：333-335.3 毕志刚，闫向君，禹彦杰，等.薄壁空心高墩翻模施工力学特性与施工技术J.中原工学院学报，2022（1）：46-51，60.4 曹月贵，谭旭东，吕爽，等.新型钢木组合模板在桥梁薄壁空心高墩施工中的应用J.四川建材，2021（12）：71-72.5 刘志伟.山区公路桥梁薄壁高墩混凝土无拉杆滑式翻模设计与施工技术研究以南龙高速公路扩容工程B6标桥梁为工程案例J.福建建筑，2021（12）：149-152，167.6 闫向君，毕志刚，禹彦杰，等.闽南山区薄壁空心高墩滑模构造力学特性分析J.华北水利水电大学学报（自然科学版），2022（3）：75-83，89.7 杨相平，赵建祥.高墩大跨度连续刚构桥悬臂施工线形和应力控制研究J.山东农业大学学报（自然科学版），2021（3）：525-528.8 杨文国，彭学军，王圣，等.高墩大体积0号块托架反拉预压施工技术J.市政技术，2021（2）：59-62，137.174