论高速公路桥梁高墩台技术与施工方法

　　摘要：随着我国高速公路事业的飞速发展，为了提高高速公路的行车速度和行车舒适度，在高速公路路线优化方面提出了更高要求，这样一来，使得山岭地区桥梁高墩台的设计越来越多。高墩台桥梁已经成为高速公路施工的主要和关键组成部分，由于高墩台施工难度大、技术含量高，所以施工方法选择不当会引起严重的工程事故，造成不可挽回的损失。基于此,高速公路桥梁的高墩台施工需严密结合工程实况,施工前做好施工组织设计,高效合理地进行总体布局,对施工人员做好施工培训教育,并对施工全过程加强控制力度,如此才能全面实现预期的工程目标。本文结合某高速公路106米高墩施工的成功案例，对高墩台施工方法和技术进行简要介绍和对比说明，希望能为后续其他高墩台施工方法的选择和施工技术控制提供参考。

 

　　关键词：高速公路；桥梁；高墩台施工；方法与技术

 

　　Abstract: Based on a highway 106meters high pier construction of successful cases, this paper introduced the high pier construction method and technology; hope to be able to provide reference follow other high pier construction method selection and construction technology control.

 

　　Keywords: highway; bridge; high pier; methods and techniques

 

　　中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）06-0020-02

 

　　一、公路桥梁高墩台施工的主要方法

 

　　高墩台施工的主要方法有爬模施工、滑模施工与翻模施工。由于爬模施工形成施工平台较困难，施工不便，成本相对较高，所以本文着重介绍滑模和翻模施工工艺。

 

　　高墩台液压滑模施工的原理是利用爬升式穿心千斤顶提升模板及工作平台,随着混凝土的浇注,不断向上滑升的原理施工,其特点是机械化程度高,施工速度快,施工占地面小,劳动力消耗少等。但滑模施工技术性强,施工控制难度较大，须有专业技术工人操作,并且混凝土外观质量较差。

 

　　翻模施工是传统的施工方法,模板一般分3层,每层1.5m-2.5m,模板通过工人用手扳葫芦提升安装,浇一层混凝土,支一层模板的方法施工。其特点是外观质量较好,垂直度容易控制,但缺点是施工速度慢,机械化程度低。但随着近年来施工机械化程度的提高，多采用高墩塔吊翻模施工工艺，模板分层也增加到3.0m甚至更高，这样一来，减少了翻模的循环次数，节约了成本，加快了工程进度，缩短了工期，因此翻模施工在近几年高墩台施工中得到了广泛应用。

 

　　随着近年来对墩柱混凝土外观质量要求的不断提高，以及出于安全、经济方面的考虑，此106米高墩采用塔吊翻模施工工艺，实践证明，此工艺从施工进度、外观质量、安全生产等各方面均取得了较好的效果。

 

　　二、高墩台液压滑模施工技术

 

　　1、高墩台液压滑模施工顺序

 

　　1)滑模要根据高墩台图纸进行设计,包括内模、外模、平台、支撑、吊架、千斤顶的布置及操作柜的合理放置。

 

　　2)在墩台上按照轴线放样组装模板、平台,安装设备并进行检查。

 

　　3)安装钢筋，检查合格后支设校正模板进行混凝土作业,混凝土要分层浇筑,每层高度30 cm左右,逐层向上浇筑。

 

　　4)待混凝土强度达到0.3 MPa左右，即用手触有硬感时向上滑升模板,模板向上每次按5 cm的行程滑动。滑模施工就是按照绑扎钢筋、浇筑混凝土、滑升模板的方法交替循环作业。

 

　　5)混凝土的养生,养生时可在工作平台上放置水包,用水泵加压，在墩台混凝土周围用细PVC管做滴管进行滴水养护。

 

　　6)在正常温度下,滑升速度为30 cm/h左右,工人分班作业,做好交接记录。

 

　　7)若遇特殊情况,混凝土浇筑工作不能连续进行时,则应使千斤顶每隔1 h左右提升1次,以免混凝土与模板粘结。继续浇筑混凝土之前,须对施工缝进行处理。

 

　　2、滑模施工应注意事项

 

　　1)根据《公路工程质量检验评定标准》规定,墩台竖直度偏差不应超过墩台高度的0.3%,且不超过20 mm。因此,在正常施工中,每滑升1 m就要进行一次中心校正。滑升中如发现偏扭,应即刻查明原因并进行纠正,纠正的方法一般是将偏扭一方的千斤顶相对提高2 cm～4 cm后逐步纠正,每次纠正量不宜过大,以免产生明显的弯曲现象。

 

　　2)控制操作平台的水平度也是滑模施工的关键技术之一,因为操作平台如发生倾斜,将导致墩台扭转和滑升困难。为避免平台倾斜,平台上材料堆放要均匀,并应注意混凝土浇筑要对称进行,还要经常进行观测和调整。具体做法是用水准仪观察各千斤顶高差,并在支承杆上划线标记千斤顶应滑升到的高度。在同一水平面上的千斤顶,其高差不宜大于20 mm,相邻千斤顶高差不宜大于10 mm。

 

　　三、高墩台翻模施工技术

 

　　1、工艺原理

 

　　高墩塔吊翻模的施工工艺,即采用塔吊提升大块钢模的方法进行施工，工作平台采用型钢加工支架底座，在底座上搭设12m高固定钢管支架，通过钢棒支承在已经浇筑的混凝土上形成稳固可靠的外支架，随着墩柱的升高用手拉葫芦提升外支架至需要高度，通过预留孔洞穿插钢棒固定支架。施工人员在工作平台的上、下各层进行模板的安装、拆除、绑扎钢筋、浇筑混凝土、测量检查等作业。墩柱模板均采用厂制定型的大块钢模,每套三节,节高3.0 m;除墩底9 m一次浇筑外,以上按6 m+3 m的循环交替翻升作业，即第三节混凝土灌注完成后,提升工作平台,拆卸并提升第一、第二节模板至第三节上方,安装校正后,浇筑混凝土,依次循环至完成。

 

　　2、工艺特点

 

　　高墩翻模的施工工艺克服了高墩滑模、爬模的缺点,吸取了滑模、爬模的优点,把施工作业平台和模板分成两个独立的体系,克服了滑模施工要求的连续性,施工组织的复杂性及混凝土外观质量差的不足,解决了爬模形成施工平台困难等问题。高墩塔吊翻模的施工工艺比高墩液压翻模的施工工艺更先进:高墩液压翻模的施工工艺容易使墩身产生较大的水平及竖向接缝,且存在液压平台提升过程中容易发生偏扭,偏斜过大等弊病,造成提升平台过程中套管倾斜、顶端混凝土拉裂、墩身的垂直度及几何尺寸的控制偏差较大等缺点。而高墩塔吊翻模的施工工艺既能很好的确保高墩的线型,提高混凝土的外观质量,又能确保施工的安全性,提高了工作效率。

 

　　3、适用范围

 

　　既广泛适用于公路、铁路高墩大跨径桥梁的矩形、圆形、圆端形等不变坡空、实心高墩身的施工,也适用于高塔柱等超高混凝土构筑物的施工,对施工场地狭窄、运输困难的作业场所尤为适用。

 

　　4、高墩翻模的施工工艺

 

　　高墩翻模施工的工艺流程为:施工准备→绑扎安装钢筋→翻模组装→安装内外作业平台→安装安全防护系统→灌注混凝土→养护→绑扎安装钢筋→拆除底节模板及工作平台→底节模板翻升至上节模板顶端→模板翻升循环施工至墩顶。

 

　　四、钢筋的安装方法

 

　　高墩台施工时受力主筋一般为＞25mm的螺纹钢,钢筋连接可采用搭接焊、直螺纹连接、电渣压力焊等方法。为了保证质量，同时提高施工速度，此高墩钢筋连接采用电渣压力焊，其原理是将两根钢筋安放成竖向对接形式,利用焊接电流通过两钢筋断面间隙,在焊接层下形成电弧过程,产生电弧热和电阻热后熔化钢筋,再施加一定压力后完成焊接,焊剂要选通过ISO 9000认证的产品,焊剂的保存要防潮,操作员要持有专业证件,保证焊接质量。其特点是焊接速度快,成本低,质量容易控制。

 

　　1)电渣压力焊接头,应逐个进行外观检查。在进行力学性能试验时,应从每批接头中随机取3个试样做拉伸试验。

 

　　2)四周焊包凸出钢筋表面的高度应不小于4 mm。

 

　　3)钢筋与电极接触处,应无烧伤缺陷。

 

　　4)接头处的弯折角不得大于4°。

 

　　5)接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍,且不得大于2 mm。外观检查不合格的接头应切除重焊,或采取补救焊接措施。

 

　　6)钢筋进行接长时，钢筋接头面积在同一断面内不得超过总截面积的50%。

 

　　7)3个试件的抗拉强度均不得小于该钢筋规定的抗拉强度。

 

　　8)电渣压力焊钢筋接头在进行弯曲试验时,须将四周焊包凸起部分打磨平,再进行弯曲试验,焊缝应处于弯曲中心,弯心直径和弯曲角度参照闪光对焊接头指标进行检测、控制。取样频率同拉伸试验。

 

　　五、混凝土配合比的设计

 

　　高墩台多为薄壁空心墩,壁厚一般设计为60cm～80cm之间,要求混凝土和易性好,石子应选用0.5 cm～3 cm的碎石,当采用塔吊提升混凝土进行浇筑时，坍落度应控制在7 cm～9 cm之间,为了保证混凝土表面光滑,一般不掺减水剂。滑模施工时混凝土强度达到0.2 MPa～0.5 MPa即可向上提升模板。根据多年的施工经验,滑模混凝土宜采用半干硬或低流动度混凝土,要求和易性好,不易产生离析、泌水现象,坍落度应控制在7 cm～9 cm范围内。混凝土出模强度是设计配合比的关键。如强度过低,则混凝土容易坍塌,承受不了上部浇灌混凝土的自重;如强度过高,则模板与混凝土之间产生粘模,滑升困难,且容易发生拉裂、掉角现象。混凝土合适的出模强度为0.2 MPa～0.5 MPa。混凝土的凝固时间,初凝控制在2 h左右,终凝以4 h～7 h为宜。

 

　　根据高墩台施工需要，由于垂直距离较大，为了提高浇注速度，目前无论是滑模施工还是翻模施工，一般都采用泵送混凝土浇筑，此106m高墩就是采用泵送混凝土进行浇注，实践证明，泵送混凝土坍落度控制在14 cm～16cm之间墩身混凝土外观取得了较好的效果。翻模施工时,当混凝土强度达到2.5 Mpa以上时方可拆模，确保拆模不使混凝土粘模及缺边掉角,为加快进度可掺加早强剂。

 

　　六、高墩台施工的安全控制

 

　　1)必须挂安全网,防止高空落物;

 

　　2)必须系安全带,防止工人干活时坠落;

 

　　3)加强用电安全管理,安装漏电保护器;

 

　　4)在雨季施工时须做好河道防洪工作;

 

　　5)各类操作人员必须按操作规程操作;

 

　　6)要有专职的安全员随时检查,发现安全隐患及时排除。

 

　　总之,高速公路高墩台施工并不是一成不变的，需根据实际工程的具体情况,精心地进行总体布局,选用相对合理的施工方法，在施工前编制出详尽的施工组织计划,并对施工全过程加强控制力度,以全面实现质量、进度、安全、效益、环保目标。

 

　　参考文献:

 

　　[1]　郑益民.桥梁墩台施工技术要点[M].北京:人民交通出版社,2004.

 

　　[2]　J GJ 94294,建筑桩基技术规范[S].

 

　　[3]　罗骐先.桩基工程检测手册[M].北京:人民交通出版社,2003.