高速公路桥梁实心高墩爬模施工工艺研究

2023-02-24李永超

科技创新与应用 2023年4期

李永超

（山东省高速养护集团有限公司，济南 250000）

高速公路桥梁项目为国家经济做出了积极贡献，加快了交通事业的发展速度，对社会进步产生极大推动作用。为了克服各种困难地形，在公路设计过程中高墩的设计越来越多，高墩施工技术难度大，质量要求严，选择合理的施工方案可大大降低高墩施工的难度，实心高墩柱爬模施工工艺对于提升项目的整体质量具有积极作用，也能优化项目施工过程。

1 工程概况

1.1 高速公路桥梁实心高墩工程概述

临淄至临沂高速公路工程LLSG-2标段位于淄川区，全线长28.5 km，双向六车道高速公路标准建设，路面宽34.5 m，设计速度120 km/h。S509分离立交高墩设计为4 m×2.5 m截面实心墩，最高墩61 m，为当时山东省内在建同类型桥梁最高墩（图1）。所以在施工环节为了保证其质量，就需要相关人员将爬模技术应用到作业中，在保证工程质量的基础上满足建筑需要。

图1 高墩施工成品形象

1.2 高速公路桥梁实心高墩施工技术难点

在现阶段高速公路桥梁的建设过程中，由于社会对于公路质量的要求越来越严苛，现阶段的高速公路桥梁施工工序就更加复杂，再加上实心高墩施工技术的复杂性，施工环节存在一些难点。首先是施工周期方面的问题，鉴于公路高墩桥梁施工为高空作业，所以需要工作人员进行高空作业，相较于传统的施工来说难度更大，需要更长的时间来保证工程质量。而且这类户外作业还很容易受到自然环境和天气的影响，也会在一定程度上影响施工进度。此外，高墩实心的桥梁工程一般高度多为30 m以上，而混凝土结构浇筑只能采取分层浇筑的方式进行施工，考虑到混凝土的浇筑、养护和模架的拆除和安装，也会进一步延长施工周期[1]；其次是设备方面的问题，高速公路桥梁实心高墩在施工环节会占用大量的施工周期，所以为了保证施工进度，相关人员一般需要采取多个高墩同时施工的方式进行作业，再加上公路高墩桥梁施工规格一致，需要投入大量施工设备才能满足施工进程要求，这就在一定程度上增加了施工难度；再次是质量要求高的特点，高墩作为承上启下的关键结构，对于公路桥梁有重要的影响，所以施工环节就需要工作人员加强对工程质量的重视。一方面，墩柱横截面面积小、高度大和重心高度高，工作人员就需要在施工之前对高墩轴线进行确定，以规范工程的定位[2]。另一方面，公路桥梁施工还需要进行接缝处理，由于高墩在桥梁中承担上部荷载传递以及承担外力作用及水平荷载等重要任务，接缝也就很容易出现问题。所以整个高速公路桥梁实心高墩作业环节就存在很多的安全隐患，需要相关人员将爬模施工运用到工艺过程中，以保证工程质量。

2 爬模施工概况

2.1 爬模概念

爬模也就是爬升模板，实际施工中涉及3个重要部分，分别是爬升设备、爬架及爬升模板（图2）。爬模施工技术是一种将模板与支架有机结合的施工技术，可对已完工的桥梁工程主体结构进行有效利用，从而减少支架的投入，同时施工平台可随着桥梁结构的变化而变化。在高墩施工中应用爬模施工技术，可以有效地降低脚手架的搭建与拆除工作对工程带来的不便，同时可以有效减少施工时间，加快施工进度。

图2 液压爬模施工

2.2 适用范围

大跨高墩桥梁的施工中，施工难度大，传统的“钢模板+支架”的施工工艺存在着诸多不便，例如：材料吊运时间较长、塔吊工作负荷较大和机械设备占用时间久等，这些问题会对工程的质量和进度造成一定的影响。所以诸多企业开始将爬模施工技术与高墩大跨桥梁工程结合起来，科学地控制了成本支出，减轻了人员压力，提升了施工单位整体的效益水平。

3 爬模施工要点

为了保证实心高墩柱爬模施工工艺应用成效，在施工前应设计并完善总体方案。在本工程中，高墩运用了液压爬模及翻模2种工艺技术。具体施工环节中，塔吊和梯笼上下配合作业是最为主要的模式。

3.1 塔吊布置

结合设计图纸上的相关内容加以分析，掌握中下部结构特征，全线起重机械依照桥梁地形特点进行判断，还要考虑墩柱盖梁高度、桥梁跨度等因素影响。在该项目的实践环节，为了让整体的施工进度得以保障，拟定在每个墩柱右幅小里程侧布置塔吊，依次循环作业，右幅施工完成后应根据具体情况移动至左幅小里程侧。

3.2 上下安全通道的设置

墩身实际施工环节，上下人员的安全通道设计尤为重要，为保证整个施工爬梯的结构稳定性，每6 m将施工爬梯通过扶墙件与墩身预埋件稳固连接。右幅墩双墩间距5.2 m，设计爬模架体3层平台保持互通，这样可以让施工人员的操作更为便捷，也能在通过落地梯笼经爬模吊平台侧面进入液压爬模。之后借助相应的平台支撑作用，及时地进入到各层作业平台之上，由此完成后续任务。爬模爬升之后，还要进行施工梯笼的接高，以满足爬模施工人员的上下需求。

3.3 桁架首次提升

施工单位施工环节，将桥梁高墩作为分析的主要对象，检测出浇筑混凝土的实际强度，检测出相应数值信息为设计数值的70%左右。当完成检测任务之后，可以及时地落实好模板拆除工作和支架拆除工作。实际操作的环节，需要清理杂物，还要完成爬架吊装任务，科学调整模板实际垂直度。应重视的是，模板提升时应该和前一次浇筑混凝土表面保持足够紧密的贴合状态。爬架首次提升工作完成之后，还需要施工单位对安装工作展开分析，应该依照具体的安装要求落实相关任务，确保将下一工序需要用到的预埋件拆卸到位，之后做好必要的清洁工作，给其他工作的开展创造条件。拆卸任务完成后，应将混凝土合理养护起来，可以先用塑料薄膜覆盖其表面，定期在表面洒水，保证养护效果理想。

3.4 模架拼装

在爬模施工技术应用过程中，模架拼装工作是其中的重点。只有让模架拼装符合要求，才能构建起稳固平台，基于此，确保后续施工更加顺畅。在模架拼装过程中，需要根据相关的设计要求，连接好造型木与钢围檩，借助于面板加以固定。拼装环节，需要注意的是滑轨需要安装在模板的最底层位置。拼装工作完成后，利用起重机将不同部件合理起吊拼装，促使整体结构趋向稳定（图3）。

图3 爬模爬升就位图

3.5 混凝土首次浇筑

模板的支撑是通过钢管脚手架来完成的，施工技术人员应该充分发挥自己的专业优势，对模板进行有效固定，然后完成预埋施工作业。混凝土的浇筑工作必须严格遵守相关的技术要求，混凝土首次浇筑前期，施工人员还应该分次振捣，使得浇筑效果符合预期。

4 爬模施工控制措施

在高速公路桥梁实心高墩施工中，施工单位一定要做好质量控制工作，促使工程项目整体质量得以维护。该项目实施环节，涉及的技术类型较多，爬模技术是其中的重要技术。因此，施工单位要想保证工程质量良好，就必须做好爬模技术的质量控制工作，以下是爬模技术的质量控制要点。

1）在爬模技术的使用过程中，爬架的附墙螺栓应当选择高强度的螺栓。

2）桥梁施工需要制定完善的方案，施工单位根据方案的内容进行施工。在桥梁的高墩施工环节，需要运用爬模施工技术，对其进行适当地管控，工作人员也应该加强巡视，如果发现异常情况应该立即叫停并责令其整改，整改合格后方可进行施工。

3）正式施工前，相关单位要重视纠偏工作落实情况，确保支撑杆和地面始终保持在垂直状态，让支撑杆更加稳定，使其满足相关的技术要求。在工作过程中，如果发现偏差要及时地进行修正。

4）在清扫模板时，需要把握好清扫范围，在距离混凝土50～80 mm的范围内展开清扫工作。在开展清扫工作时，遵循的原则是从上至下。在清扫工作进行过程中，可将隔离剂涂抹在模板中间，借助油性脱模剂取得理想的脱离效果。

5 爬模施工在高速公路桥梁实心高墩作业中的应用

5.1 测量放样

实际的作业环节，由于高速公路桥梁实心高墩的任务量较大，施工周期较长，在施工过程中就需要提前进行测量放线作业，以规避放线作业对施工造成的影响。而且实际的作业过程中，工作人员首先需要针对轴线进行测量，针对高墩结构线及中轴线进行测量放样作业，并且保证其误差在10 mm以内，以保证工程的规范性。而对于测量中出现的问题，工作人员需要在第一时间进行解决，避免问题扩大以影响后续的作业，而且需要在问题解决之后才能够进行下一步的作业[3]；然后就是墩身的测量，由于实心高墩的高度较大，一次性的测量技术要求较高而且容易出现数据方面的偏差，实际的作业环节就需要在混凝土分段浇筑的过程中进行分段测量，并且在测量之后进行复测工作，保证检测数据的一致性。

5.2 支架搭设

实心高墩施工中为了保证工程的质量一般需要搭建支架进行辅助作业，如果支架刚度或强度出现问题，则会对高墩的施工精度和质量造成较大的影响，所以要想保证实心高墩爬模施工的质量，工作人员首先需要在支架搭设前检查地基基础的坚实性，选择平整稳定的地方进行支架搭设，并且在保证施工空间的前提下对支架进行固定；然后就是稳定性分析，工作人员需要对支架的稳定性能和承载能力进行分析，然后结合施工实际进行设计[4]。

5.3 模板拼装以及混凝土浇筑

实际作业环节，高速公路桥梁实心高墩爬模技术的关键就在于模板的拼装以及混凝土的浇筑，工作人员也就需要加强对该环节的重视。在模板拼装环节，工作人员需要结合施工的实际需要按照专业的流程进行拼装作业，避免在作业过程中出现各种故障。而其拼装环节需要保持模板的稳定性，避免集中受力变形对于后期混凝土浇筑造成影响。而在混凝土的浇筑环节，爬模施工中的混凝土浇筑包含运输搅拌和实际浇筑2个方面的内容，由于现阶段的桥梁施工一般采用分层浇筑的方式进行作业，爬模施工就需要在保证接缝质量的情况下，对于钢筋、模板和支架进行检查，检查无误后进行混凝土的浇筑，并且在混凝土成型之后将模板取出，以实现高速公路桥梁实心高墩施工作业[5]。