关于高速公路桥梁高墩施工关键技术及相关问题分析

2020-01-11吕志攀

河南建材 2020年6期

关键词：墩身高墩模板

吕志攀

厦门中平工程监理咨询有限公司（361000）

0 前言

只有掌握桥梁高墩施工的关键技术，才能确保桥梁工程项目的整体质量。红河州建水至元阳高速公路项目TJ6标桥梁高墩工程是高墩施工的典型代表工程，文章将针对薄壁空心墩及翻模施工的关键技术进行详细描述[1]。

1 工程概况

红河州建水至元阳高速公路工程是云南省红河州南部高速网中的重要组成部分，简称“建元高速”。建水至元阳高速公路项目K53+179～K60+897.00段属建水县境内，工程所在地主要为哈尼族和彝族等少数民族聚集地，线路起点位于坡头乡下白显村，终点止于坡头乡他白依村，全长7.718 km。工程主要工作内容包含大桥6座，桥梁单幅总长3 043 m。隧道5座，隧道单幅总长11 622.744 m。全线路穿越山区、无人区，基本为桥隧相连，桥隧比达94.98%，其中桥梁占比19.83%。设计为双向四车道，设计时速80 km/h。

全线共有墩柱98根，其中高墩（≥40 m）21根，高墩占比21.43%。最高墩柱为炭山1#大桥右幅2#桥墩，墩高为77 m。高墩截面形式全部为变截面薄壁空心墩，墩底设泄水孔，墩身设通气孔，横向间距3 m，竖向间距5 m。墩身混凝土采用C40，墩顶处设盖梁。墩顶沿宽度B按照坡率80∶1放坡。墩身横隔板按空心段均分设置。桥梁设计安全等级:一级。结构的重要性系数γ0=1.1。设计荷载等级:公路—Ⅰ级。环境类别:I类环境。桥面宽度采用12.75 m。

由于本标段桥梁高墩多处于地形复杂的深山峡谷，多为弯、坡、高而架设桥梁，部分桥梁跨越深谷，交通运输不便。高墩施工各环节的工艺控制、外观质量控制、施工风险控制，都将是本工程的质量关键点与控制难点，对项目的组织和运行具有较大的挑战。高墩施工的主要特点体现在以下几方面:持续周期长；投入成本大；施工精度难以控制；对施工接缝处理要求高；高墩施工时必须在高空作业，安全风险大。

2 高速公路桥梁高墩施工关键技术及相关问题

2.1 薄壁空心墩与实心墩的施工方法

2.1.1 施工准备

承台施工结束以后，监理需要进行检查验收，然后进行墩身施工。安置墩身的承台部位需要对混凝土进行对应的凿毛处理，凿毛时混凝土强度应符合下列规定:人工凿毛的压力要在2.5 MPa以上；若是采用风动机这类机械进行凿毛，压力需要控制在10 MPa以上。混凝土经过凿毛处理以后，需要用水冲洗，将积水清除干净[2]。新的混凝土浇筑之前，需要在旧的上面铺设一层水泥砂浆。水泥砂浆厚度设定在10～20 mm，水胶比设定在1∶2。测量定位墩台的时候，需要先到承台上测量墩身部分，随后参考墩身的尺寸给出相应的监测指标，监理确认以后，进行钢筋绑扎。

2.1.2 钢筋制作与安装

钢筋加工在6-3#和6-5#标准加工场集中加工制作。堆放钢筋的区域需要通过钢围栏围起来，钢筋堆放需要保证整齐度。为了避免出现污染和锈蚀情况，需要将下支上盖统一垫高30 cm，产品和半成品标识牌按照实际情况悬挂。

安装钢筋时注意，同一个截面的钢筋需要将接头的位置设定在受力较小的部位，分散开来，接头在受弯位置构件不能将受拉区设置过大，应当在50%以下。垫块的布置要按照彼此错开、分散的方式进行，绑扎不能穿过所有的保护层截面，数量应控制在4个/m2以上，不允许使用砂浆垫块。

2.1.3 模板安装

薄壁空心墩墩身为变截面形式，下宽上窄。模板采用的是定型钢模，选择大块模板，减少拼缝。钢模板板面局部不平整允许偏差为1 mm，板面可采用2 m靠尺、塞尺检查。模板表面平整允许偏差不大于5 mm，板面可采用2 m靠尺、塞尺检查。模板相邻梁板表面高低差不大于2 mm。使用之前，需对进场模板进行检查、校正。拼装、校模结束后进行分块标记，控制模板之间的接缝。模板和模板之间通过海绵胶条填塞，以免出现漏浆，最后通过隔离剂进行隔离。模板采用的结构为悬臂结构。

2.1.4 混凝土施工工艺

优选水泥品种和干净的中砂及级配良好的粗骨料，有利于提高混凝土的和易性及墩身表面的平整度。施工选用的混凝土配合比要能满足设计强度的要求，具有早强和良好易性的特点，能适应悬臂模板施工的工艺要求。宜选用低塑性混凝土，陷度在2～4 cm，水灰比为0.5～0.65，初凝时间控制在2 h左右。

混凝土在实际浇筑期间，必须不停地对其进行振捣处理，保证混凝土始终均匀密实状态。振捣器选择插入式的类型或是插入式和附着式混合类型。若是混凝土坍落度比较低，那么就需要对振点分布进行加密[3]。

振捣混凝土的过程中需要注意避免出现重复振捣现象，以防过度振捣。对于模板支撑的稳定情况和接缝密合情况需要进一步检测，确定混凝土振捣的过程中没有漏浆的情况。

混凝土振捣若是采用插入式的振捣器，其移动间距需要控制在振捣器产生作用的方格式排列半径1.5倍或交错形排列半径的1.75倍以内，振捣器操作应快插、慢拔，上下抽动50～100 mm。分层浇筑时，振捣棒以插入下层混凝土内的深度50 mm左右为宜，与侧模应保持50～100 mm的距离。混凝土表面若是不再出现气泡，不再下降，呈现水平的表面，不再泛出水泥浆，表示混凝土已振捣密实。振捣时间一般为每插入点20～30 s。振捣器振动结束以后，需要对振捣器的所在位置进行调整，调整过程需要边振动边竖向慢慢将振捣器取出，不能平拖，不要触碰到其他的预埋部件，如模板或钢筋等。此外，应配备专业的高墩混凝土施工队伍轮班施工。

2.1.5 混凝土养护

混凝土若是采取自然养护的方式，那么浇筑完成以后，需要立刻对其进行覆盖，避免其表面的水分完全蒸发。混凝土的暴露面刚开始凝固的时候，需要将覆盖物卷起来，利用抹子对初凝面进行多次搓压，平整表面以后再次覆盖住。这时注意覆盖不能直接接触初凝面，直到混凝土完全凝固为止。混凝土进行自然养护的过程中，需要加强湿度和温度方面的控制。

2.2 翻模施工技术的应用及注意事项

高墩翻模法采用无支架施工方法，翻升模板是由3节大块组合模板及支架、内外工作平台、手动葫芦等组合而成的成套模具。每一节翻转模板主要由内外模板、内外操作平台、模板拉筋、安全网等组成。操作平台由3部分组成，用槽钢制作三角支撑焊接在模板竖肋上，三角架上放置木板，四周护栏用φ48 mm钢管与三角架焊接构成施工操作平台，护栏高度1.2 m。

混凝土连续灌注的过程中，下层混凝土可以拆模的时候需要利用塔式起重机、液压提升设备等器械的配合，将模板从下到上拆除。移动到上方继续支立，上层模板支承在下层模板上，循环交替上升。如此循环往复，完成桥墩的灌注施工[4]。

在对墩身下实体段施工过程中首先作好立模准备，通过全站仪将承台的纵横中线恢复，参考其中心将高墩边线的部分放出，针对墩柱附近的承台混凝土面进行凿毛。已经加工完毕的大块钢膜需要事先进行试拼装，确定模板是否满足设计的加工精度和拼装精度要求。模板安装的时候需要利用塔吊，参考支模工艺进行施工。每次一块模板安装好以后，都需要通过螺栓对其进行固定。想要保证模板顶面位置能够维持水平，需要每隔2 m进行一次水平校正，消除不同层级的误差。需要严格控制保护层的厚度，保证其薄厚合理，避免渗透性过大或是温度裂缝类问题的出现。控制保护层厚度，可以通过高强度的混凝土垫块进行。在混凝土浇筑时，一定注意浇筑前应先铺一层厚度为2～3 cm的与设计混凝土同标号水泥砂浆，以保证新旧混凝土面结合良好。外模的安装质量直接关系到后续的施工，要求尺寸正确，外模顶水平，否则在空心段施工时，容易造成模板不平整。