高墩桥梁施工方案设计研究

2009-12-10王玉清

科学之友 2009年29期

王玉清

摘要：针对河北省保阜高速公路，海拔由120m高的平原上升到海拔1260m的山区，沿线设计了很多高墩桥梁。其中，黑崖沟2#特大桥，最高墩这120.5m，有“华北第一高桥”之称。在高墩施工中，科学合理的施工方案设计有利于加快施工进度、保证工程质量、确保施工安全，从而，达到节能减排、提高效益的目的。

关键词：土木建筑工程施工；高墩桥梁；施工方案

中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：1000-8136(2009)29-0050-02

针对河北省保阜高速公路，设计起点是河北保定市，终点是河北与山西交界的长城岭，海拔由120m高的平原上升到1260m高的山区，沿线设计了很多高墩桥梁，其中黑崖沟2#特大桥，最高墩达120.5m，有“华北第一高桥”之称。对于高墩桥梁施工方案设计的科学性，直接影响到工程进度、工程质量和施工安全。笔者主要从高墩装吊方案、模板方案、混凝土浇注方案、钢筋接长方案、高墩封顶方案及人员上下方案进行研究总结。

1高墩装吊方案

一般桥墩高度在30m以下的都可以设计成实心墩，当高度超过30m时均设计成空心墩，根据高速公路施工场地情况，桥墩高度在30m以下可以优先考虑搭设承重钢管支架或使用汽车吊进行吊装的方案，该方案具有技术可行、灵活机动、经济安全等优点。当桥墩高度在30m～40m时，可以考虑搭设承重支架或塔吊方案。当桥墩高度超过40m时优先考虑塔吊方案，特殊情况下可以考虑缆索吊方案，见表1。

2高墩模板方案

高墩模板就提升方法而言，有翻板模、滑板模和爬模；从面板材质又可分为木模、竹胶板模和钢模；从使用功能上还可分为曲面可调模板和一墩到顶模板。对于高桥墩，一般情况下优先考虑翻板钢模，内外模刚度差异不宜太大，一般外模重量在100kg/m²～110kg/m²，内模75kg/m²～85kg/m²。模板可以考虑“一托二”和“一托三”两种情况。每层模板制作高度可以按15m,2.0m,3.0m3种。模板总制作高度可以考虑4.5m、6.0m、8.0m、9.0m 4种情况。

模板方案中需要对浇注状态下面板、横肋与竖肋、法兰等的强度和刚度进行验算，对拉筋的强度进行验算，一般要求拉筋的安全系数不小于2倍，以防止局部破坏而引起整体破坏。对安立状态下模板的抗风性能及稳定性进行验算，必要时采取特殊措施。考虑到高墩超过30m时均为空心墩，内外均有一定的坡比，混凝土壁厚发生变化，为了操作方便可以采用精扎螺纹钢拉筋，这种拉筋具有强度高、刚度大、丝口不易损坏、全杆丝无须随壁厚变化而调整拉筋长度等优点。

3高墩钢筋接长方案

3.1套筒连接对工人的技术要求低

与焊接连接相比，套筒连接对工人的技术要求相对较低，它不像焊接连接那样必须对工人进行严格的培训并经过国家考核取证后方可上岗。套筒连接丝头加工时，机械化程度高，只要对工人进行简单的培训，马上就可以掌握操作要领。具备上岗资格。

3.2对连接质量的检查简单、直观

我们知道对焊接质量从焊缝表面来看无法判断其是否合格，只有通过抽取焊件做拉力试验才能判断其是否合格，但试验的频率毕竟有限，对很多焊接的质量心中常常没底。而套筒连接质量检查相比焊接连接质量检查具有简单直观的优势，从套筒连接的施工方法及技术要求中可以看出，丝头的质量只要通过卡尺或肉眼观察就能判断是否符合要求。同样，连接的质量只要借助扭力扳手和肉眼观察就能判断是否符合要求。检查的工具简单了，检查的方法直观了，判断的标准数字化了，这样就可以加大控制检查的频率，确保连接的质量。

4高墩混凝土浇注方案

当桥墩高度小于30m时，混凝土浇注可以考虑采用汽车泵做垂直运输；当桥墩高度大于30m时，一般可选用拖式混凝土输送泵(又叫地泵)做垂直运输，特殊情况下采用塔吊或缆索吊配合吊斗提升混凝土。浇注方案设计时，应综合混凝土搅拌、运输及浇注整个系统的状况，一般考虑混凝土浇注时间不宜大于10h，如果浇注时间长，一旦下雨不便采取防雨措施，另外人员过于疲劳不利于安全。混凝土单次浇注方量宜控制在150立方左右。每循环混凝土浇注高度宜为3.0 m、4.5 m、6.0m，最大不宜超过6m，否则浇注时振捣、串筒等问题较多，且对模板刚度要求大。

4.1泵送混凝土配合比设计

泵送混凝土：用混凝土泵沿管道输送的混凝土拌合物称为泵送混凝土。它与传统的混凝土施工方法不同。对混凝土的要求也不一样，不但要满足设计规定的强度、耐久性、抗渗性等，还要满足管道输送对混凝土拌和物的要求，即混凝土拌合物应有良好的可泵性。

可泵性：所谓可泵性是指混凝土拌合物应具有顺利通过管道，摩擦阻力小、不离析、不阻塞、粘聚性好的性能。

泵送混凝土配合比设计的目的是根据本工程对混凝土性能的要求和混凝土泵送的要求，选择原材料并设计出经济指标好、质量优，而且可泵性好的混凝土。确定泵送混凝土的配合比，仍可采用普通方法施工的混凝土配合比设计方法，只是考虑管道输送的特点，在水泥用量、坍落度、砂率等方面予以特殊处理。

4.2防止泵送培管的措施

在高墩泵送时。经常发生泵管堵塞现象，如果处理不当极易引起安全质量事故，为了防止事故的发生，一般在做高墩混凝土浇注方案时，需要有防止泵送堵管的措施。

(1)选择合适的砂率，做好配合比设计，提高混凝土的可泵性。

(2)加强对混凝土拌合质量的控制，确保混凝土质量稳定。

(3)加强对操作人员的培训，防止误操作而引起泵管堵塞。

(4)在炎热的夏天。还要有专门的降温措施，防止高温引起堵管。

(5)必要时，成立减少大高度、远距离泵送混凝土堵管频率的OC攻关小组。

5高墩封顶方案

高墩封顶方案的制定主要结合高墩的装吊方案、封顶的跨度进行综合考虑。一般情况下高墩封顶的支顶方案有墩内钢管支架法(适用于钢管支架施工的墩柱)、墩内预埋螺栓或牛腿型钢支顶法(适用于封顶跨度大于4m的空心墩)、铺盖预制板法(适用于封顶跨度小于等于4m，且有较大吊装设备的高墩)。在方案制定时需要对底模面板、分配梁、主梁的强度与刚度进行验算，对预埋螺栓或预埋牛腿的强度进行验算，确保支顶结构安全可靠。

6结束语

高墩桥梁施工可选择的方案很多，但如果方案选择不当将会导致进度、成本与安全发生居多矛盾。通过对高墩桥梁施上方案的研究，化解了各方矛盾，实现了保阜高速公路高墩桥梁建设的各项目标。