高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用研究

覃智

（贵州省公路工程集团第六工程公司，贵州 贵阳 550008）

0 引言

在交通运输路网建设中，高速公路属于关键工程。由于我国山地、丘陵地质较多，高速公路桥梁建设难度较高。为化解高速公路桥梁施工的技术难点，需要将高墩施工技术应用于桥梁施工建设中。相较于普通路桥建设而言，高墩施工通常需要更高的成本，施工周期相对较长，并且施工质量要求相对严格。为此，高墩施工技术应用时要确保施工技术应用的严谨性，加强施工质量控制，把握施工关键技术成为高墩施工效果强化的必要措施。

1 高墩施工要求分析

高速公路桥梁施工中高墩施工的特征在于需要高空作业，并且需要修建较长的墩体，因而高墩施工较普通桥梁施工要求更为严格。

1.1 合理选用施工高度降低方式

由于高墩施工具备较高的高度，吊装施工及混凝土施工要求也相对严格，既可采取脚手架搭设方式施工，也可酌情采取筑土增高的方式，有效缩短施工作业面与高墩之间的距离。

1.2 保持混凝土规划施工连续性

混凝土桥墩的施工高度越大，施工应力水平要求也越高。施工高度每提升1m，应力水平的提高幅度应在80%左右，因此，混凝土施工时必须要采取分层施工方式，并且要确保施工过程能够连续开展，进而保障混凝土施工的均匀性，确保各个层级能够有效融合。

1.3 满足高墩应力需求

高墩施工过程中具备较高的应力要求，由于高速公路桥梁施工属于脱离路基的工程，因而应在垂直应力需求满足的前提下做好水平方向的应力规划。为提升施工后桥梁应力水平可适当提高横截面积，同时也要在施工时适当提升围堰的水平应力。

2 高速公路桥梁施工中高墩施工技术的应用实例分析

2.1 工程概况

某长度为700m 的高速公路桥梁建设时，上部结构应用的是预应力T 梁，下部结构为柱式墩，采用的是扩大基础形式，桥墩当中，共设置了9 个薄壁空心墩，分别是5、6、7、8、9、10、11、17、21墩。本桥梁架设于冲沟地貌区域，地形起伏较大，桥梁架空高度的最高点约为36m。

2.2 施工难点

由于受到复杂地形及交通不够便利因素的影响，加之部分桥梁建设高度较大，因而本桥梁工程的施工存在一定难度。高于20m 的墩柱施工时存在的主要难点如下：

2.2.1 施工周期长

本桥梁工程施工时需要高空作业，因而需要建立模板受力体系，通过分析模板自身的受力性能，可判定出墩柱一次浇筑高度应为5m 左右。因而高于20m的墩柱需要分四次完成施工，因而墩柱施工周期相对较长，在设备等其他因素的影响下，墩柱施工完成的周期需要5 个月以上。

2.2.2 需大量施工物资

由于该项目的高墩施工需要较长时间，因而要在总工期时长内完成施工，高墩施工时必须采取平行作业方式，各墩柱均需设置6m 高的模板，因而所需的模板材料数量较高。同时，高墩施工时还需要应用大型吊车，然而由于该项目所建设高墩量较大，且高墩分散分布于不同山沟之中，吊车调配难度较高，因此较正常施工所需配备的机械设备数量更多。

2.2.3 施工定位控制难度大

高墩施工的显著特征是高度大、重心高，并且具备截面积小、柔度过大的特点，因而施工时的精度要求相对严苛，这会对施工过程中的定位控制带来较大的难度，若是定位出现偏差，将会对高墩施工效果产生一定的限制。

2.2.4 接缝处理要求高

高墩施工中，高墩除了承载压力作用之外，还兼具变矩扭矩承受功能，因而墩身的柔度要符合要求，在受到外界因素影响或承受荷载压力之时，墩身会出现摇摆或弯曲变形问题。为此，施工时对施工缝的控制要求较为严格，若是接缝处理不到位将会出现薄弱点，从而会影响高墩施工质量。

2.3 施工方案

2.3.1 模板设计

通过分析高墩施工特征及难点，该项目施工中需应用定形钢模作为模板，将钢模制作成半圆形，两个钢模拼成一个整体模板。可设置三种单节模板高度，以D140 钢模作为1.5m 与2.5m 高模板制作材料，3.0m 高模板则采用D180 钢模制作。施工时模板应采用吊车吊装，若吊车难以满足吊装高度要求，还可设置吊架并利用卷扬机辅助完成模板安装，并需以风缆绳加固处理模板中部及顶部，从而确保立模之后模板能够保持垂直且刚度性能符合要求。

2.3.2 混凝土施工

施工高度在吊车吊装高度范围内时，可利用运输车向施工现场运送混凝土，将吊斗安装于吊车之上，而后利用串筒完成浇筑。若是高墩高度过大，超出吊车吊装范围，则可利用输送泵将混凝土输送到模板内完成浇筑，并利用振捣器实现混凝土均匀振捣，并采取分层浇筑法，一次性完成混凝土浇筑，注意分层时各层厚度不能超过30cm，必须中断浇筑时，应于前一层混凝土初凝完成前恢复浇筑。

2.4 施工工艺流程

本桥梁工程的高墩施工工艺流程如图1 所示。

图1 高墩施工工艺流程

2.5 关键技术

2.5.1 测量放样

正式施工之前，需要精准测量与合理放样，应将墩柱中线及结构线之间的标线精准划出，并将中心线及墩柱边缘之间的间距误差控制在10mm 之内。且需要先利用高压水枪清冲桩顶，将桩顶之上的杂物全部清除之后再进行墩柱施工，应全面清除结构线中存留的浮浆，而后整体性连接钢筋，进而保障后续墩柱施工的顺畅开展。

2.5.2 搭设支架

（1）支架技术要求，要求遵循高强度、高稳定性的原则搭设脚手架，应按照设计要求设置支承面积，保证下方基础具备一定排水性能。同时还要按照施工要求设置支架立杆之间的距离，并合理设置横杆步距。

（2）支架搭设方法，搭设之前应做好基层清理及平整处理，确保基础压实后，在墩柱周围架设脚手架，应根据墩柱大小确定立杆数量，并利用搭接法将各个立杆连接稳固，通常两根立杆之间的搭接长度不能低于50cm。立杆设置时，有两种立撑方式，一是剪刀撑，二是水平撑，这两个支撑立杆之间应留有45夹角。立杆横向及纵向之间应预留出1.4m 的距离，横杆之间的步距不可低于1.6m。立杆长度应为2.4km，并且需要应用1180 个扣件。

（3）支架受力分析与计算，该项目中所用支架总量与施工荷载之和为29.1kN 左右，在施工中不均匀性的影下，通常需要以1.5 这一不均匀系数计算具体的总荷载，即29.1×1.5＝43.65kN。每一个立杆均要承载5.45kN 的荷载，可在此基础上进一步确定钢筋的直径应为16mm，且钢管面积应为42.4mm。在得出这些数据之后，可计算出每平方毫米立杆所需承受的压力，受力应力则应以100 为宜。经分析得知，此立杆受力与规定要求相符合，因而本支架搭设方案相对合理。

2.5.3 钢筋工程

（1）钢筋加工制作

在立杆搭设方案审核通过后且支架搭设施工完成后，需要绑扎钢筋。需在加工棚完成钢筋下料、加工制作过程，应根据规定要求截取钢筋，并合理调整钢筋的弯折度与平直度。应对各个完成加工的钢筋分别标号并按类别存放于不同位置，运抵施工现场后，利用定滑轮组进行钢筋起吊，安放于要求位置后，进行钢筋的绑扎与焊接施工。

（2）钢筋笼制作与下放

若高墩截面不一致，应加强各个墩柱主筋接长的控制，确保接头之间相互交错，钢筋搭接面积应为钢筋总长的1/4 左右。箍筋接头连接时，要在四角处进行交错设置，应按照施工要求的抗震值以及设计标准进行弯钩长度设置。钢筋笼加工完成后，利用吊车进行吊装与下放，下放时要控制好下放位置的精准性，定位时尽可能应用垂线法，以便确保下放位置与中心点之间的偏差不超过20mm。并在钢筋笼下方放置垫块，并确保连接用钢筋裸露在外。

2.5.4 模板工程

该项目按照设计要求应用的均是定形钢模，且每块模板由两个大小一致的半圆形钢模拼接而成。模板安装时，应根据模板高度选用吊臂大小适宜的吊车，若是吊车无法满足吊装高度要求，此时应搭设临时吊架，并使用卷扬机继续完成模板的安装施工。同时，需要利用提前准备好的风缆加固处理模板的中心处与顶部位置处，尽可能一次完成模板的安装，之后要对模板安装效果进行检查，安装不合格需拆除重装，若达到要求则可进入混凝土浇筑工序。

2.5.5 混凝土工程

（1）浇筑前的准备

混凝土浇筑前应做好钢筋、支架以及模板的检查，所有工序均与规定要求相符便可实施浇筑施工。采用一次性浇筑法，确保不间断浇筑直至到达模板顶部，浇筑过程中无需设置施工缝。采取集中式拌和的方式制备混凝土材料，拌和时重点在于控制好各个材料的添加量，并做好混凝土坍落度检测，还要将混凝土的水灰比控制在要求范围之内。

（2）混凝土运送

混凝土配制完成后，利用搅拌车将配制好的混凝土运送至施工现场。浇筑区域若在吊车吊臂范围之内，则利用运输车向施工现场进行混凝土运送，利用安装于吊车之上的吊斗及串筒完成高墩混凝土的浇筑施工。若需浇筑高墩高度超过吊车吊臂范围，需要采取泵送的方式将混凝土运送至施工位置处，进而确保模板浇筑施工顺利完成。

（3）混凝土浇筑与振捣

浇筑的过程中同步进行振捣，重点在于保证振捣的均匀性。各在一层浇筑完成后再浇筑下一层，并且每层浇筑均要确定一次性完成，各层浇筑厚度均不可超过30cm。浇筑时若因意外因素中断施工，必须立即排查导致中断的原因，并且及时解决，尽可能赶在上一层混凝土初凝完成之前继续进行本层浇筑，以免对两个混凝土层的融合效果产生影响。

（4）检查与平整处理

浇筑过程中，应派遣人员监督钢筋、模板以及支架，采取抽查方式排查隐患，以便问题及时消除，从而确保浇筑质量。浇筑完成后，应利用木抹子针对混凝土表面做平整处理，并于混凝土初凝完成之前，采取适当的管护，以免混凝土表面出现裂缝。

2.5.6 模板拆除与后期养护

混凝土浇筑完成后应预留充足的凝固时间，在混凝土强度高于75%之时方可拆除模板，在模板拆除之后，应立即将塑料薄膜覆盖于混凝土表面之上，以免混凝土内部水分快速蒸发。拆模施工的重点在于控制好拆模顺序，遵循先浇先拆的原则，以免后浇混凝土未完全凝固便拆除而破坏混凝土表面。

2.6 高墩施工技术应用时的注意事项

高墩施工要连续性开展，非必要情况下中途不可停顿，应尽可能将各个分项工程的施工时间进行压缩，以免施工时间过长而增大资金周转压力。施工时应注重于施工现场的安全监管，强化施工人员的安全意识，严格监督各道工序，确保所有施工人员均按照安全标准实施操作。在模板重复利用的过程中可能出现变形现象，因而可将对拉螺杆从模板肋中部区域穿入并穿过墩身，并在高墩的高度方向上每隔1m 设置一道加强箍，如此可增强模板稳定性，从而保障施工效果。

3 结语

高速公路桥梁施工中，高墩施工是适用于高度较大桥梁工程的施工方法，该项目的高墩施工实例工程应用的是支架搭设方法建设高墩，并且应用的是定形钢模，此方法可增强高墩施工的安全性，也可有效提升高墩施工效率，能够有效节约高速公路桥梁工程建设成本。经该项目实例验证，高速公路桥梁高墩施工中应用此种高墩施工技术方法具有可行性，但施工过程中要注意控制好测量放样的精准度，在明确支架搭设要求的前提下合理设计支架搭设方案，并要控制好后续的钢筋工程、模板工程、混凝土浇筑工程，还要做好拆除及养护，从而保障高墩施工技术应用质量符合工程标准。