山区高速公路桥梁施工技术及其特点

陈　靖

摘要：随着我国经济建设的发展，尤其是西部大开发战略的实施和深入，我国在山区修建的高速公路也越来越多。由于山区高速公路地形地质情况复杂，构造物多，桥梁隧道总长占路线长度的比例大，有的山区高速公路，桥隧比例高达70%～80%，所以要设计成功一条山区高速公路，设计好其中的桥梁部分的施工技术就显得十分重要。文章重点介绍了我国山区的高速公路桥梁施工的技术和特点。

关键词：山区高速公路；桥梁施工；施工技术

中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）02-0148-02

一、山区高速公路及其桥梁的特点

山区高速公路的主要特点是地形、地质和水文情况复杂。地形复杂，表现为地面高度差额大，变化频繁，横坡陡；地质复杂表现为岩溶、滑坡、不稳定斜坡、崩塌、陡崖、煤气地层等不良地质。

受到这些原因的影响，路线布设时平纵横三个方面都受到约束，一般就是平曲线多，平面半径小，纵坡大，桥梁比例高，横坡陡，半边桥和高挡墙多。山区高速公路桥梁也相应具有上述特点，弯坡桥多，高墩大跨多，墩台形式多，设计中必须协调解决好桥梁各细部构造与地形地质之间的关系。水文复杂，表现为水系众多，水文地质、暴雨、洪水、泥沙沿路线不尽相同。山区高速公路往往是沿溪展线，受地形、地质、水文的影响，路线布设时平纵横三个方面普遍都受到约束，造成平曲线多，平面半径较小，纵坡较大。路线反复沿河岸交替设线，斜、弯及纵向桥多；横坡陡，半幅桥和半幅路基多；路线跨越众多沟壑，高墩大跨多，墩台形式多，因此桥梁设计中必须协调解决好桥梁各细部构造与地形、地质、水文之间的关系，处理好与挡墙、隧道、交通设施、排水设施等其他构造物衔接，从而体现细部处理见设计水平的观念。[1]基于山区复杂的地形地貌，致使山区高速公路桥梁在路线中所占比例大，往往选择曲线、大纵坡、高墩、长桥等设计方案。另外，山区高速公路桥梁多为弯、坡桥，曲线梁桥在弯扭耦合作用下，具有沿某一不动点变形的趋势，单向行驶的大纵坡长桥在长期反复的汽车制动力作用下，梁体具有沿汽车行驶方向滑移的趋势，如果采用全连续结构，即上下构之间为橡胶支座连接时，这种滑移趋势往往造成梁体受力不平衡，支座脱空甚至破坏，从而导致梁体开裂。因此山区高速公路桥梁宜采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系，既适应平面线形，又适应桥梁受力特点。[2]

二、山区高速公路桥梁施工及其特点

（一）山区高速桥梁施工特点

1．施工周期长。对于高空作业，模板的受力自成体系，从模板的受力性能考虑，高墩柱混凝土的一次浇筑高度一般为4～6 in。对于20 in以上高墩的施工次数至少在4次以上，最多的达到10多次，这样每一根墩柱的施工周期相当长，受机械设备等因素影响，有的墩柱施工工期达到5、6个月之长。

2．模板和机械设备的投入大。由于单根高墩柱的施工周期长，且受总工期的限制，各大桥的高墩柱只能采取平行作业的施工组织方法，每根墩柱至少配备6 m高度的模板，使其自成施工体系，这样模板的投入相当大。受起吊能力的限制，高墩柱施工须配备大吨位的吊车，且全标段高墩柱数量多，分散于不同的山沟内，致使吊车等设备很难相互调配使用，导致机械设备的投入也大。

3．计量支付周期长，资金周转压力大。一根Y形墩为一个分项工程，按业主的计量规定，必须整根墩柱完成且该墩柱最后一次混凝土的龄期达到28d才有计量资格。由于高墩柱的施工次数多、周期长，在相当长的时间内，虽然墩柱完成的延米数大，但其不符和计量原则的规定，大量的未完工高墩柱不能计量，施工单位垫付的资金不能回笼，而在墩柱施工的中后期，又开始了桥梁上构大梁预制场的建设，更是需要大量的资金投入。在这两方面的资金周转压力之下，一旦承包商的资金供应失控，至此势必使工程施工陷入步步危机之中。

4．高墩施工定位控制难度大。对于高桥墩来说，截面相对面积小、墩身高、重心高、墩身柔度大、施工精度要求高，是其显著的特点，施工时轴线很难准确控制。[3]

5．高空作业，施工安全系数低。

（二）施工要求

1．桥梁设计上要处理好跨径与墩高的关系。跨径与墩高的关系按桥梁美学原则，一般应选择比值为0.618～1之间，通过经济比较，往往又是经济的，也就是说20m跨径T梁适应的墩高一般为12～20m，30m跨径适应的墩高一般为18～30m，40m跨径适应的墩高一般为24m～40m。山区高速公路地形起伏变化频繁，通常应根据地形选择一种跨径，不宜根据墩高频繁变化跨径，墩柱高度变化很大时，可以采用20m与30m或者30m与40m的组合跨径。当一座桥梁，有几种跨径方案可选择时，应结合上下构做造价分析比较再做选择。

2．综合实施支挡、抗滑、减重、反压、截排水等工艺

（1）滑坡治理以预防为主，治理为辅，一次根治，不留后患，宜早不宜迟，宜小不宜大的原则，把滑坡阻止在蠕滑挤压阶段。滑坡治理应优先选择地面排水、地下排水、减重、反压等容易实施和见效快的工程措施。滑坡治理应尽量安排在旱季，并尽可能少扰动滑体的稳定，如先做地面引水工程，支挡工程施工应分段跳槽开挖、加强支撑等。滑坡不能避让时，首先应查清其性质和稳定状态，分析其对桥梁工程的影响，并使桥梁工程建设尽量不破坏和影响滑坡的稳定性，施工顺序上必须先处理滑坡，后施工桥梁。

（2）减载和反压都是土石方工程，实施容易，可用于救急或永久工程，但应注意：减重的位置在牵引段和主滑段；反压工程应填在抗滑段以下并保证自身稳定和滑坡不越顶滑出。

（3）抗滑桩由于其抗滑力大，对滑动稳定扰动小，施工方便，目前在大中型滑坡上广泛应用，几乎代替了抗滑挡墙。当滑坡推力过大，作为悬臂受力构件的抗滑桩不经济时，即可根据条件采用锚索抗滑桩，锚索长度一般30～50m（受力50～150t），还有达70120m（最大受力达300t）。抗滑桩除了单桩外，还可两根或三根组合形成排架桩、刚架桩（如利用桩柱式桥墩抗滑即属这种情况），还有在桩闻加挡板形成桩板墙。随着岩土施工机械和锚索防护技术的解决，框架或支墩锚索在滑坡治理中得到广泛应用。

（4）鉴于桥梁结构物特别是高等级公路的重要性，目前对于滑坡桥位设计，基本上采取是先治理滑坡再建桥，避免桥梁滑动的风险。在一些低等级和小规模滑坡中方可利用桥梁墩台抗滑。桥位滑坡处治安全系数应视桥梁规模或重要性分别对待，一般情况。建议：特大桥、大桥、中桥、小桥分别采用1.25、1.20、1.15、1.10，特殊情况可适当提高或降低，但最低不应小于1.05。

3．高墩施工方案。可采取履带吊吊装模板、钢筋、混凝土法。该方案为无支架施工方法。为了方便施工人员操作及安全需要，在每一节模板的四周设一操作平台，操作平台由三大部分组成，用ф28钢筋制作三角支撑，用以焊接在模板的竖肋上。三脚架上放置木板，四周护栏用ф28钢筋与三脚架焊接构成施工操作平台。模板、钢筋及混凝土吊装用50 t履带吊吊装，该法操作简单、工效快。也可以实施搭设支架法。该法是在墩柱两侧搭设钢管或碗扣支架，在支架顶部搭设横梁、起重装置等。每一节模板用小吨位卷扬机或手拉倒链提升，然后平移就位。该法操作简单，无需吊车配合，可连续施工，致使工程效率偏低，这是基于适合地形条件差、墩高矮、机械设备无法就位的墩柱施工的考虑。混凝土可用高压输送泵输送。

参考文献

[1]马惠民．山区高速公路高边坡病害防治实例[M]．人民交通出版社，2006．

[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[M]．人民交通出版社，2004．

[3]霍明．山区高速公路勘察设计指南[M]．人民交通出版社，2003．

[4]唐轲．润扬长江大桥悬索桥南塔架体式爬模施工技术[A]．2002年全国桥梁学术会议论文[c]．北京：人民交通出版社，2002．

[5]陈传德．公路建设项目管理手册[M]．北京：人民交通出版社，2002．

[6]田顶立．浅谈山区高速公路桥梁的设计[J]．工程与建设，2008，（1）．

[7]任颖．山区高速公路桥梁设计[J]．科学之友，2007，（5）．

[8]李月光 张振宇，山区高架桥高墩施工技术[J]．公路交通技术，2005，（3）．

[9]张宏华，山区高速公路桥梁的设计方法与施工工艺分析[J]．中国高新技术企业，2008，（2）．

作者简介：陈靖（1978- ），四川广汉人，中铁二局机械筑路工程有限公司工程师。