高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的运用研究

2022-05-25游炅贤

四川建材 2022年5期

游炅贤

(中铁大桥局集团第八工程有限公司，重庆 400020)

1 工程简介

香丽高速公路源于云南省香格里拉县最南端的宜松村，止于云南大理至云南丽江高速公路白汉场立交桥，总长139.8 km，同时是云南G0613西宁～丽江联络线和云南省干线9210高速公路的关键构成部分。香格拉里至云南丽江高速公路虎跳峡金沙江大桥为全线控制性工程，起迄桩号为K79+034.00～K80+051.00，总长1.017 km。该桥跨越金沙江深大峡谷，属高中山大峡谷地形地貌腐蚀结构。

2 工程特点

1)高差大。路面高于河面260 m。桥址地貌倾斜度大(40°～60°)，地势险峻，给施工造成不变，场所及人行道布局艰难，并设定多路安全防护，保证旅游景区开挖工程爆破安全及中下游道路工作。

2)主桥跨距非常大。该桥为独塔单跨地锚式悬索桥，跨距766 m，是世界上此类构造中跨距最大的一座。施工控制要素多，施工难度系数大。

3)塔的构造比较复杂。主塔柱的内斜和横截面的横纵变化给塔柱线型控制、模板构造设计和混凝土质量控制产生非常大的难度。

4)锚碇开挖难度大，混凝土使用量大。锚碇开挖量超出28万m3，分七级护坡开挖，护坡70 m。一方面，施工区域受地貌影响，几个工作面无法同时施工；另一方面，受场所影响，弃土堆积艰难。

5)钢梁架设难度大。钢桁梁总体按段起吊，较大起吊净重89.6 t；节段尺寸过大，但受到场地的限制所以需在现场组拼完成，吊装的时候使用大吨位缆索吊机进行架设。

6)索鞍起吊艰难。香格拉里堤岸选用滚轴式复合索鞍，净重约125 t。因为施工道路的影响，需运送至桥底下的景区公路处。大载货量吊索起重设备运送方案建设投资大，难度系数大。

3 高墩施工技术分类

3.1 滑模施工

滑模施工的主要设备包含工作平台、模板、液压千斤顶、起重吊装设备和混凝土浇筑过程中的混凝土平台。主要施工过程以下：首先依据构造的平面图将路面上的模板、升降机架、工作平台、液压千斤顶等设备拼装成一套平稳的液压机滑模设备，并贴上标志，随后将油压千斤顶吊上支撑架，将操作平台、模板、升降机架一起吊装，混凝土浇筑各层混凝土，模板滚动一次，直到现浇混凝土结束。

3.2 液压翻模施工

液压机高墩滑模施工新技术是在高墩滑模施工技术基础上进行改善而来。由于能合理改进高墩滑模基桩施工的一些缺陷，在大型高墩滑模施工中已经获得广泛运用。施工操作过程以下：在具有一定强度的混凝土墩上设立一个液压翻模工作平台，通过提升液压千斤顶提供动力，带动液压翻模工作平台提升，当工作平台提升至一定高度后利用吊篮提升内外吊挂，施工人员在吊挂中进行模板安装、钢筋加固拆卸等工作。

3.3 爬模施工

爬模施工所需的主要机械设备由自动油压机和液压千斤顶顶升油缸和内外脚架、工作控制平台构成。爬模施工的提升工作由内外套架间产生的相对运动来实现，内外套架间的导向轮保证整个爬模系统的稳定性。当内外套架间产生相对运动时，模板自动升高，吊车随自动爬模模板升高而自动升高。

4 高速公路桥梁高墩施工的特征

1)工程施工管理周期长。在大型高墩浇筑施工过程中，因为很多大型高墩高度达到30 m，现浇钢筋混凝土施工过程一次施工只能连续浇筑3 m。因此，在混凝土高墩浇筑施工处理过程中，需要连续拌和十次以上，非常容易受到建筑施工队和机械设备等施工要素的影响，造成工期增加。

2)高质量要求。高墩施工工程是香丽高速公路总体工程建设的关键部分。当高墩路段发生桥梁质量安全问题时，将直接影响全部高速公路上的桥梁工程。因此，对高墩的质量提出了更高的要求。高墩主体施工难度大，务必准确把握工艺，严格控制施工质量。

3)施工成本高。高速公路桥梁高墩施工周期长。为了高效开展施工任务，一般选用同步作业来提升施工效率，但这种方式需要大量的工作人员，因此会导致人力资源的消耗。

5 高速公路桥梁高墩施工技术

5.1 测量放样

高墩施工前，精确测量墩柱中心线和墩柱构造线，得到相应的测量数据，其他位置依据这些数据开展测量。墩柱在每个方向上与中心线的误差应低于10 mm,由此产生的横截面规格偏差也低于5 mm。

5.2 桩顶凿毛

1)桩头用人工破除到设计标高，必须保证钢筋竖直，有弯曲的钢筋及时拉直。

2)桩头破除平整，清除碎石，保持桩头面层的整洁性。

3)凿毛时为不损伤桩头面层结构，要求凿毛机钎头作业时具有高频率低振动的性能。

4)桩头锚固端面和铰缝面等新、旧混凝土结合面均应凿毛成凹凸不小于10 mm的粗糙面，100 mm×100 mm面积中不小于3个点，以利于新旧混凝土良好结合。

5.3 支架搭设

1)确保支撑点基础部分的坚固性，并保证抗压强度、弯曲刚度满足标准。

2)安装时在墩柱周边架设碗扣支撑架，底端支撑架在有木枕的平台上或在混凝土浇筑后布局。

3)保证每一个立柱均装有水平支撑和竖直裁切支撑点，与水准方向产生45°的交角；立杆横纵间隔为1.4 m×1.4 m，横杆间隔为1.6 m。

4)为确保支架的抗压强度满足工程要求，首先开展受力测算和分析。一般来说，支架的地应力传送方向为：水准杆→竖杆→立杆→垫木→地基。此时，支架底端的受力较大，在预估过程中确保基础和下边支撑架的安全。在预估过程中，通过荷载的分布情况以及大小计算立杆所需要承受的力，并查验其抗压强度和弯曲刚度是否符合实际要求。

5.4 滑模施工

1)测放墩柱的中线和结构线。测放允许出现误差，但是误差要在10 mm以内，后续施工可以依照具体结果展开[1]。

2)首先做好各类准备工作，完毕后步入混凝土浇筑工序。与模板的滑升运动密切配合，施工按阶段逐步进行，以形成完整有效的高墩结构。

3)在具体施工中，要控制横杆的距离以及立杆的距离，保证运输稳定通畅。

4)在支架施工中，角钢材料的应用非常广泛，角钢的型号必须合适，并将角钢焊接在特定位置。在必要情况下，滑模内部可以设置开字架或者F架。为确保施工的绝对安全，要配备一定高度的防护网。

5)在进行盘面施工时，尽量选择比较平齐的木板，木板与液压控制板、支撑杆等形成可靠的液压提升体系。只有在联合作业的基础上才能有效承担滑模施工中形成的荷载，以防止各类质量问题与安全问题。

6)在操作各种机械时一定要合理精准，充分发挥出机械的优势。高压油泵、电机等协调运行，在分油器等构件的结合下将材料运送到千斤顶处，在千斤顶的助力下将材料运输到指定区域，进而展开滑模施工。

5.5 钢筋安装施工

1)严格遵循施工标准选择最合适的钢筋，详细检查表观质量，不论是钢筋的形态还是钢筋的洁净度均要符合标准[2]。

2)加工钢筋时必须由专业人员进行操作，以保证钢筋尺寸的精确性；制备完成的钢筋要运输到既定场所，再用吊车移至相关点位，再进行应用。

3)在高墩钢筋施工过程中，绑扎工序是重中之重。要选择合适的点位，不能触碰焊接头。焊接时务必确保防护到位，以防止钢筋受到损坏或者其他材料受到损坏[3]。饱满性是焊缝的突出特点，对竖向主筋进行施工时可以利用螺纹连接，竖向主筋的优势非常明显，如连接较稳定、用量较稀少等。

4)安装墩柱钢筋。首先，钢筋原材料在加工厂开展生产加工和制取，然后依照其规格型号和标志储存。以上工作完成后分次运到施工当场。钢筋入场时应查验钢筋的弯折、拉伸、伸展等特点。安装前查验钢筋，保证其质量合乎标准。钢筋及弯钩参数如表1所示。

表1 钢筋及弯钩参数表

5.6 立模板

高墩施工选用订制钢模板原材料，并依据施工要求开展组装。起吊前要立即清除锈迹和脏物，清除后表面刷一层模板漆。高墩模板选用起重机安装。起吊时，在模板顶端和中间盘绕风绳，精确把握竖直模板的平整度。模板安装务必依照工艺要求开展，随时随地留意安装次序，确保构造的平整度和规格符合施工设计要求。

5.7 浇筑混凝土

高墩柱钢筋混凝土墙体加工设计工艺应严格依据设计高程进行施工。当浇筑设计标高要求较高时，建议选用多次浇筑混凝土的施工方式，以确保浇筑工程质量。本工程按5 m/次确定浇筑频次，墩柱浇筑共分5次进行。如需进一步控制混凝土坍落度，可以经由多节串通逐步向下浇筑，在改善坍落度的同时能有效缓解离析现象。工程施工中，往往要求墩柱外观整洁，在混凝土浇筑施工时需要采取相应措施。

5.8 冷却养护

高墩柱混凝土浇筑完成后立即制冷保养。修建制冷系统时，应留意自来水管间隔，一般控制在1～1.2 m。高墩桩的冷却循环水需要维持一定的压力。提议在各层设定单独的进出水口，这也有利于清除和疏通阻塞等问题。工程施工前应对制冷设备开展灌水实验，依据高度有效测算压力，确保制冷出水量。同时，在保养过程中持续观察温度变化。内部温度控制在70℃以下，内外温度差低于25℃。