高墩施工技术在桥梁工程中的应用

李星建

（慈利县公路管理局，湖南 张家界 427200）

0 引言

道路桥梁工程是连接不同地区的纽带，能够为人民群众的出行、商品的运输等提供有力支持，在党和政府的高度支持及关注下，我国的道路桥梁工程施工里程及施工规模不断提升，从根本上优化了中国交通基础设施水平。但这并不意味着我国的道路桥梁工程施工技术已经完全成熟，时至今日仍有一部分施工技术的应用效果难以尽如人意，给道路桥梁工程质量带来一定的负面影响。为了解决这一问题，必须要对高墩施工技术在路桥施工中的应用策略进行深入研究。

1 工程实例

本次施工项目为永定区邢家巷至大坪公路，位于张家界市永定区（项目地理位置见图1）。张家界是湖南西北地区重要城市，为提升本地区经济发展水平，张家界永定区政府对旅游景点进行了重新规划，并对配套基础设施提出了建设要求，本次施工项目即为天门仙境国际养生度假区景区公路中的一段。邢家巷至大坪公路是永定区待建的干线公路之一，建成后将有效带动本地区旅游业发展，缩短市区到旅游规划区之间的路程，带动更多游客到旅游区观光，进而达到促进经济发展的目标。项目标段共涉及大桥2座，桥梁全长1 430.8 m，分别为K1+606杆子坪大桥及K2+820高鹰大桥，根据实际勘察情况来看，桥梁工程的施工环境比较复杂，桥墩高度较常规工程更高，最大值可达到100 m左右，整体施工难度可见一斑，更重要的是，绝大多数桥墩的桩基础需在陡坡上建设，给施工带来了更大的挑战。本项目桥梁工程施工极具代表性，因此以其为参考对高墩施工技术在路桥施工的应用进行探讨。

图1 项目地理位置图

2 高速公路桥梁高墩施工的问题和特点

2.1 高墩施工的现状和问题

一个地区的经济发展水平很大程度上取决于交通运输基础设施建设的质量，想要保证经济发展，就必须要首先做好道路桥梁工程的施工。中国国土面积广大，各地区之间的地形地貌有所不同，这给道路桥梁工程施工带来了一定的挑战，为适应这一挑战，高墩施工技术应运而生，它的出现改变了过去道路桥梁工程难以适应复杂地势环境的局面，使道路桥梁工程的施工质量和建设效率得到了提升，然而这并不意味着我国的高墩施工技术已经完全成熟。从实际施工经验来看，目前高墩桥梁的建设质量仍存在一定风险，风险来源也比较复杂：首先，高墩施工技术自身的施工复杂性比较突出，因此需要专业化施工人员进行操作，但是目前具有专业化培训经历和施工经验的施工人员并不多，这使得高墩施工技术难以在实际施工过程中发挥应有的作用，实际施工质量和设计方案不符的问题比比皆是，最终必然导致桥梁工程的安全风险和质量风险；其次，桥梁高墩施工养护工作不到位，也是高墩施工技术中存在的一大问题，很可能导致桥梁工程使用年限大幅度降低，桥面结构、桥体围栏、桥梁高墩等都离不开有效的养护，然而目前部分桥梁高墩施工存在后续养护不到位的问题，很容易造成工程质量大幅度下降、安全风险显著提升等问题，不利于高墩结构的稳定应用[1]。

2.2 高墩施工技术的特点

桥梁工程高墩施工结构的作用在于承担桥梁结构的重量，在投入使用以后其不可避免地会受到高空风力、水体压力等因素的影响，在这样的复杂条件下，施工中的任何一个小问题都可能演变成严重的质量问题和安全事故[2]。因此，对桥梁工程高墩施工技术的特征进行了解，并以此为基础调整施工方案就显得至关重要。首先，桥梁高墩台施工技术安全性比较低，桥梁高墩工程的高度都在27 m以上，属于极其典型的高空作业，因此安全性很难得到保证，施工单位必须要做好安全防护工作；其次，桥梁高墩工程的管理控制难度比较大，高墩施工技术中涉及到大量数据分析和标准化处理工作，还涉及到大量原材料及设备的协调管理工作，整体施工复杂性非常高，想要对其进行有效的管理显然有一定困难；最后，桥梁高墩工程中涉及到的各种施工资源极其复杂，工作人员必须要对这些资源进行统筹管理，才能够保证桥梁高墩工程施工的经济效益及最终质量，这也是导致桥梁高墩工程管理困难的一大原因。

3 高墩施工技术在路桥施工中的应用要点

桥梁高墩工程施工技术的复杂性不言而喻，结合实际的施工经验来看，仅在工程技术设计方案中有所体现的步骤就超过10项，其施工流程（见图2）极其繁琐。比如测量放样、混凝土浇筑及混凝土养护等工序都是施工的重中之重，任何一个步骤的质量出现问题，桥梁工程的最终施工效果都会大打折扣。

图2 高墩施工工艺流程

3.1 应用高墩施工技术的准备工作

道路桥梁工程的施工条件非常复杂，为更好地适应复杂条件下的施工需求，技术人员可选用高墩施工技术开展施工，而在正式进行施工之前，工作人员需要充分认识到事先做好准备的重要性，并从多个角度同时入手准备。从施工规划的角度来说：首先，技术人员应做好工程放样测量工作，深入实地对具体情况和数据进行了解，并以标准化测量放样技术保障数据准确性，在这个过程中，技术人员可以准确判断施工所需的物资材料、施工时间、施工要求等；其次，务必以实现测量放样收集到的数据为基础，加强桥梁高墩工程施工节点、施工时间的规划工作，并对工程建筑材料、施工设备等进行协调准备，与设计人员共同确定规划方案。从施工具体准备工作的角度来说：首先，工作人员应根据确定的施工规划方案进行准备，提前对施工人员、施工材料等进行筛选，并针对混凝土施工这一重点步骤进行着重规划，合理规划混凝土拌和场地等，从根本上杜绝施工质量风险；其次，根据高墩施工技术要点做好保障性准备工作，对机械设备的油料储备、零部件储备进行完善，切实保障机械设备的稳定运行，并做好工作人员替补安排，避免因人员因素导致的工期延长问题，做好工程施工材料的额外储备，一般以多出标准物资10%为准即可。

3.2 模板工程施工

道路桥梁工程施工技术多种多样，高墩施工技术是其中最能适应复杂施工环境的一种技术，其模板施工技术比较复杂，值得技术人员进行单独分析。首先，要确保桥墩结构模板材料的合理性，一般可选择特殊加工过的大面积组合钢材，这种钢材具有突出的机械强度，能够满足高墩施工的具体要求。在确定材料种类后，开始对模板钢材进行处理加工，根据施工的具体需求，使钢制模板表面平整无空鼓起伏、保证接缝位置的连接紧密度、对钢制模板的尺寸进行准确把握，从而提升模板的应用价值。在正式投入应用之前，需要安排专门的施工人员对钢制模板的质量进行检测，着重对其尺寸进行检查，将其误差控制在标准范围内。在安装模板的过程中，务必保证模板之间连接的稳定性，从而为后续的混凝土浇筑、混凝土振捣打下坚实的基础，避免在后续施工中出现漏浆、模板位移等问题，提升桥梁高墩工程施工质量[3]。

3.3 支架搭设施工技术

高墩施工技术中最重要的一个步骤就是支架搭设（支架示意图见图3），其能够保证现浇结构在整个施工过程中的稳定性，技术人员应着重关注支架搭设，并做好计算及质量控制。首先，要确定支架结构的机械硬度，并对支架结构的纵、横、斜3个方向连接杆进行调整，确保其结构稳定性；其次，做好支架结构基础稳定性和地基处理工作，避免支架结构在长时间施工中发生不均匀沉降，保证支架结构的搭设效果，技术人员需要首先进行地基土壤结构的清理、找平和夯实工作，而后根据工程施工的具体情况进行力学运算，保证结构数据合理性；最后利用隔绕墩柱搭设碗扣件的方式搭设支架，完成支架搭设施工。需要特别提到的是，整个支架结构当中最受力的位置为杆件中立杆的底段，因此技术人员必须要对活荷载和恒荷载进行考虑，加强地基结构、主杆底部的受力分析工作，从而确保支架结构的稳定性。

图3 支架示意图（m）

3.4 钢筋工程施工技术

为了保证道路桥梁工程桥梁高墩施工质量，技术人员应充分考虑桥梁高墩工程的特点，并对其施工难度进行分析，在进行施工的过程中，切实保证钢筋工程施工水平[4]。①要安排专业的工作人员对桥梁高墩工程的钢筋工程数量进行计算，为后续工作打基础；②确定所需钢筋数量以后，根据工程的实际情况及测算结果开展钢筋材料加工，让规格统一的钢筋材料变成符合施工需求的钢筋结构，结合施工进度确定钢筋加工效率，从而在保证施工正常进行的基础上，避免钢筋结构长期保存发生锈蚀等问题，提升钢筋工程材料质量；③做好处理后钢筋材料的保存管理工作，根据钢筋的预计使用位置等对其进行分区标号，保证钢筋保存的有序性，提升后续调用的便利性，避免钢筋材料误用等问题，降低钢筋结构施工出错的概率，避免钢筋材料的浪费。需要特别提到的是，在对钢筋材料进行无缝处理的时候，应确保焊接人员的操作标准性，从而提升钢筋结构的稳定性，保证桥梁高墩工程的施工质量。

3.5 混凝土浇筑技术

道路桥梁高墩施工技术中，钢筋结构施工、支架结构施工、模板结构施工都是为混凝土结构浇筑施工做准备，只有保证混凝土结构的浇筑质量，桥梁高墩工程的质量才能得到提升。常见的混凝土浇筑施工要点如下：首先，要做好混凝土材料的准备工作，安排专业的技术人员对其进行系统化处理，根据施工需求对混凝土材料各项原料的混合比进行计算，并根据计算值进行样品配置，确定样品质量与施工需求一致后，再根据该计算配比进行大规模拌和；其次，在正式开始拌和以后（见图4），技术人员应保证拌和时间的合理性，拌和时间过长，混凝土材料性质将会发生变化，不利于后续施工，拌和时间过短，混凝土材料未能充分混合，无法顺利浇筑，因此技术人员需根据现场拌和情况及工作经验确定拌和时间，并对具体时间等信息进行记录；另外，桥梁高墩工程施工有一定的特殊性，桥墩比常规工程的桥墩结构更高，因此桥梁高墩工程的浇筑操作很难一次成型，技术人员可根据大体积混凝土施工浇筑措施进行操作，利用分层浇筑的方法完成施工，在底层混凝土初凝之前浇筑下一层混凝土，避免出现结构分层、整体强度下降等问题。

图4 某混凝土拌和现场图

3.6 路桥高墩施工完成之后的养护管理

桥梁高墩工程的特殊性在于其结构体积较大、受力特征比较复杂，施工结束后仍然可能发生质量问题，因此技术人员必须要做好桥梁高墩工程的后续养护管理工作，从而让施工效果得到保障[5]。根据实际经验来看，桥梁高墩工程往往会受到风力、水压等外在因素的影响，工作人员务必要做好后续的养护，才能确保桥梁高墩工程的强度及稳定性，避免其出现安全问题和质量问题。而在养护管理过程中，桥梁高墩工程的混凝土结构是重中之重，未经处理养护的混凝土结构会发生干缩开裂等质量病害，导致之前的施工前功尽弃。因此技术人员可根据天气情况、空气湿度等，利用草帘、土工布、养护毯（见图5）等对混凝土结构进行包裹覆盖，从而避免其表层水分过快蒸发，保证内外结构稳定凝结，避免混凝土内部材料因水化热现象而导致的结构开裂。另外，在空气湿度过低或气温过高的时候，也可以利用洒水等方式让混凝土结构表面保持湿润，确保混凝土材料的养护效果。最后，在工程施工结束以后，政府部门应安排专职工作人员对桥梁高墩工程进行定期维护，发现质量问题第一时间进行处理，延长道路桥梁工程的使用时间。

图5 养护毯

4 结语

中国有着十分广阔的国土，南北方地形差异非常大、部分地区地势起伏严重，这给道路桥梁工程的施工带来了一定的挑战，为适应复杂地势条件，高墩施工技术应运而生。这种技术具有施工安全风险较高、施工复杂性极为突出的特点，因此工作人员应尽量做好事先准备，并对模板工程施工技术、支架搭设施工技术、钢筋工程施工技术、混凝土浇筑技术等进行有效分析，牢记模板安装及拆除要点、支架结构稳定性要点、钢筋材料保存调用要点、混凝土拌和浇筑要点等，确保施工数据准确度，结合工程具体情况适当调整操作方法，从根本上提升高墩施工技术在路桥施工中的应用效果。