高速公路中小跨徑橋梁高墩施工技術(shù)

林長峰 李克元

摘要：近年來，公路建設(shè)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，建筑環(huán)境的地形條件變得更加復(fù)雜。為了減少道路施工對周圍生態(tài)環(huán)境的影響，并減少道路工程在施工過程中穿越深谷時發(fā)生危險狀況的情況，一般需要采用中小跨徑的橋梁來進(jìn)行施工，其中的高墩施工極大地影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和負(fù)載能力。文章認(rèn)為有關(guān)部門和施工公司要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況、自然條件、地質(zhì)條件以及小跨度橋梁高墩施工技術(shù)細(xì)節(jié)，規(guī)范施工過程，加強技術(shù)控制，確保高質(zhì)量地完成中小跨徑橋梁高墩施工建設(shè)。

關(guān)鍵詞：高速公路;小跨徑橋梁;高墩施工技術(shù)

0 引言

近年來，公路運輸在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。公路建設(shè)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，建筑環(huán)境的地形條件也變得更加復(fù)雜。為了減少道路施工對周圍生態(tài)環(huán)境的影響，并減少道路工程在施工過程中穿越深谷時發(fā)生危險狀況的情況，一般需要采用中小跨徑的橋梁來進(jìn)行道路施工，而其中的高墩施工橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和負(fù)載能力。因此，對特殊的施工過程需要有一個全面的了解，加強技術(shù)控制，以確保高質(zhì)量的工程建設(shè)。

1 橋梁設(shè)計特征分析

由于現(xiàn)場條件的復(fù)雜性，設(shè)計的結(jié)構(gòu)與實際有很大不同。在確保通行順暢的同時，對一些特殊的自然地形條件，應(yīng)設(shè)計能適應(yīng)這些地形的橋梁，特點如下：

1.1 高墩結(jié)構(gòu)型式

為了適應(yīng)地形條件，短程和中跨橋梁應(yīng)采用高橋墩施工型。高墩提供出色的橋梁穩(wěn)定性，使得橋梁結(jié)構(gòu)更加靈活。

1.2 某些工藝技術(shù)限制制造過程

復(fù)雜的地形條件會使原料運輸變得困難。由于地形問題，即使將托架運送到預(yù)制件擺放處，也無法在橋下創(chuàng)建托架，導(dǎo)致橋梁無法放置在指定位置。因此，這種結(jié)構(gòu)通常使用懸臂澆鑄工藝來進(jìn)行優(yōu)化。

1.3 橋梁的分布是斷斷續(xù)續(xù)的

由于山區(qū)障礙物的分布是不一致的，導(dǎo)致橋梁的分布不連續(xù)，并且不利于橋梁的構(gòu)造和維護(hù)。這表明橋梁的設(shè)計和施工必須確保橋梁的安全性、穩(wěn)定性和耐久性，延長橋梁的使用壽命并減少因操作失誤而帶來的損害。

1.4 注重環(huán)保

除了滿足安全性、可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性等要求外，我們還注重環(huán)境保護(hù)和環(huán)境協(xié)調(diào)。設(shè)計橋梁時，必須考慮生態(tài)環(huán)境是否會受到不利影響。應(yīng)充分利用地形進(jìn)行設(shè)計，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，與環(huán)境和諧相處。

2 中小跨徑橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 支承體系

支承體系的選擇應(yīng)考慮建筑物的特征和對主要結(jié)構(gòu)的支撐情況等方面，小跨徑橋梁通常使用可持續(xù)的支撐系統(tǒng)?？沙掷m(xù)的支撐系統(tǒng)不會因基礎(chǔ)損壞而破裂，其系統(tǒng)穩(wěn)定，每個孔都不同，并且易于支撐。它具有建造簡單、可預(yù)制和低成本的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于中小跨徑橋梁。

2.2 跨徑

由于主通道地勢連綿起伏，因此必須根據(jù)地形要求來選擇跨徑，并且不能將其調(diào)整為隨意高度。如果橋梁墩高之間有很大的差距，我們可以嘗試合并并使用固定跨徑，并且可以選擇兩個不同的數(shù)值。在曲線橋梁設(shè)計中，為了匹配裝飾和實際應(yīng)用，如果橋梁長度不同，那么較小的橋梁半徑將采取相同的橋梁高度，這需要具有大角半徑的內(nèi)部波長。

2.3 橋型

為了方便施工和節(jié)省成本，我們需要考慮公路的地勢情況和運輸?shù)臈l件，以期在高速公路建設(shè)中實現(xiàn)梁板組合裝配式結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)跨徑。梁板組裝系統(tǒng)旨在簡化施工，從而減少組裝和生產(chǎn)時間。預(yù)制板用于6～20 m范圍內(nèi)的小跨徑橋梁。如果范圍是20～40 m，則考慮由于使用T型梁而會導(dǎo)致的彎曲和變形。經(jīng)過水域的橋梁，建議使用有抵抗力的封閉箱梁，加強橋梁之間的橫向接觸以此提升橋梁的性能，降低高強度的損壞，支撐不平衡載荷，在水流中保持墩柱的穩(wěn)定性。整體來說，橋型設(shè)計建議使用一致的系統(tǒng)設(shè)計，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性并減少將來的維護(hù)工作。

2.4 下部結(jié)構(gòu)

選擇下部結(jié)構(gòu)時應(yīng)考慮地質(zhì)情況、地形起伏以及水文環(huán)境等自然條件的特征，例如山徑和長度。如果橋的高度<40 m，則高速公路的中短橋通常使用矩形墩、十字墩、柱式墩，但應(yīng)使用堅固的雙柱式系統(tǒng)：（1）其框架結(jié)構(gòu)簡單并且建筑物的外觀易于管理，與橋梁基座的連接方便;（2）帶有支柱結(jié)構(gòu)，石材和建筑物其他堅實基礎(chǔ)被認(rèn)為是下層床身和柱身的基礎(chǔ)。

對于中小跨徑橋梁橋臺，通常使用強大的重力臺支持和橫截面支持。重力臺的高度約為10 m，通常需要安裝垂直和水平臺階以適應(yīng)地面條件。樁柱式臺長度應(yīng)為5～10 m。肋板臺必須裝有防水材料，并設(shè)置格柵的旋轉(zhuǎn)部分。

3 中小跨徑橋梁高墩施工的特點分析3.1 相對較長的計量和支付周期

根據(jù)測量墩臺高度的相應(yīng)規(guī)則，混凝土澆筑的最后期限是28 d。高墩通常有較長的建設(shè)周期，有時數(shù)量很多。但是有時因使用了不符合度量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計，導(dǎo)致一些已經(jīng)完工的高墩無法衡量，使得營運資金不能回籠，增大資金壓力，尤其是在資金需求相對較高的中后期。

3.2 在模板和工具上的投資相對較高

由于立柱的建造時間相對較長，因此通常僅對于平行加工才可能實現(xiàn)，這要求根墩柱所配備的模板高度應(yīng)該>6 m。這樣做將大大增加模板投入。此外，橋梁高墩施工的建設(shè)需配備一臺大噸位起重機。在實際的施工過程中，每條高山路徑將在不同位置相對分散地分布在整個山谷中，調(diào)配使用困難。由于這些原因，需要更多的起重機來投資高架路橋的建造，對機械的投入也在增加。

3.3 施工周期相對比較長

通常需要進(jìn)行高空作業(yè)，從安全性和高模壓的角度出發(fā)，有必要進(jìn)行一次控制，一次澆筑高度應(yīng)該控制在4～6 m，因此墩臺的高度相對較高，目前的施工量可以超過施工次數(shù)的10倍。這樣將會增加墩柱的施工周期。

4 中小跨徑橋梁先進(jìn)施工技術(shù)要點分析4.1 翻模施工技術(shù)

高墩塔吊翻模施工工作平臺由水平和垂直肋骨繩或模板鋼支撐。因此，工作人員已在平臺的頂部和底部完成了混凝土的澆筑振搗、模板支撐、拆除工作和其他相關(guān)任務(wù)。這樣，可以有效地解決攀爬模式和滑動模式中的故障。用于建筑工作的模板或平臺機可以分為兩個獨立的系統(tǒng)，有效地避免了建筑組織的復(fù)雜性，同時多種建筑技術(shù)的安全性相對較高，可以有效地增加工作量。用支架和吊車安裝了模板模具和鋼筋。施工作業(yè)平臺主要由三部分組成。

（1）操作平臺制作：選擇用于生產(chǎn)的三角支架的直徑為28 mm的鋼棒，并在焊接至模板的垂直肋條的同時焊接鋼棒和三腳架。將模板放在三腳架上?？刂破脚_已完全固定。

（2）通常，選擇約50 t的履帶吊來完成模板以及鋼筋提升和加固工作。

（3）鋼管都裝在墩柱兩側(cè)，并且通過搭設(shè)支架法在支架頂部進(jìn)行搭設(shè)起重以及衡量裝置。每個模板都用手工拉動的鏈條或是用噸位比較小的卷簾機舉升，以根據(jù)施工要求滿足舉升高度。在實際應(yīng)用中，不必將這種構(gòu)造方法應(yīng)用于起重機應(yīng)用，這是相對容易的。

4.2 液壓模板

如今，液壓攀爬模板是制造高墩的一項先進(jìn)技術(shù)，無須重復(fù)的模板支撐，就能達(dá)到緊密的工藝連接，較高的機械強度，較低的勞動強度，較高的建筑效率和出色的外觀質(zhì)量。液壓爬模的形式主要由模具系統(tǒng)、攀爬架、導(dǎo)軌、液壓控制系統(tǒng)和內(nèi)置系統(tǒng)等組成。液壓扶手模具的抬起是通過液壓缸選擇性地抬起導(dǎo)軌和攀爬架來實現(xiàn)的。在完成本節(jié)中的混凝土放置并達(dá)到強度要求后，將模板向后移動，并將導(dǎo)軌移至下一部分，然后將模板和支架設(shè)計為導(dǎo)軌，移動到該位置并倒入模具，進(jìn)行合模澆筑。

4.3 滑模施工

滑模類型包括加工系統(tǒng)，操作平臺，液壓升降系統(tǒng)等?；Ｊ┕み^程的原理基于鋼管柱或鋼型材柱，這些鋼管柱或鋼型材柱在之前已嵌入到具有混凝土結(jié)構(gòu)的支座中。安裝了升降梁和液壓千斤頂，并使用千斤頂將模板和操作平臺整體抬起。在制造過程中，所有負(fù)載（例如模板和操作平臺）均承載在支撐桿上。具體而言，在達(dá)到指定強度后，整個設(shè)備將通過其自己的液壓提升系統(tǒng)在支撐平臺上滑動。放置模板后，將混凝土連續(xù)澆筑并連續(xù)工作。

4.4 滑式翻模施工

滑式翻模改善了旋轉(zhuǎn)形式并增加了滑動模具的優(yōu)點。塔式起重機的提升功能已針對液壓千斤頂模具進(jìn)行了改進(jìn)。模板系統(tǒng)由七個部分組成：工作平臺、千斤頂和提升模板、內(nèi)部和外部吊架、模板系統(tǒng)、中線控制系統(tǒng)、防風(fēng)支架和其他設(shè)施。工作原理如下：鋼管內(nèi)置在管體第一部分的混凝土部分中，支撐管用于攀爬線上，以在整個系統(tǒng)中提升模具和平臺。模板達(dá)到2.25 m。在脫模過程中，使用附著在平臺上的單軌貨車將內(nèi)模和外模與船塢本體分離，并緊貼在主機架上，使平臺升起。調(diào)整模板的垂直度，并調(diào)整單軌托架和安裝在模具上的花桿螺釘?shù)乃?，以完成模板行程的工作?/p>

4.5 懸臂式模板施工

懸臂模板改善了三腳架的基本形狀，其承載的載荷可以由特殊定位的節(jié)點固定和支撐，尤其是隨著模板的增加。模板由背面主凹槽，模板，對角線夾和反向運動裝置的8部分組成。懸臂模板系統(tǒng)由內(nèi)置在體內(nèi)的懸臂支撐。如果混凝土的澆筑強度符合要求，則將模板從混凝土表面移開。

5 中小跨徑高墩施工工藝分析

隨著中國交通網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，公路建設(shè)過程中遇到的建設(shè)環(huán)境變得更加復(fù)雜。中短跨度的高墩施工以及小山區(qū)公路橋梁的建設(shè)已成為逐步影響高速公路建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。因此，在施工過程中，建筑部門需要充分了解場地的地形、自然條件等要素，并嚴(yán)格遵守相關(guān)的施工技術(shù)，以提高中小跨徑橋梁施工質(zhì)量。

5.1 測量放樣

在設(shè)計中小型橋梁的高度之前，建設(shè)部門需要充分了解現(xiàn)場的實際情況，技術(shù)人員需要測量諸如對接柱的結(jié)構(gòu)線和中心線之類的參數(shù)，之后，保證控制柱結(jié)構(gòu)的誤差在10 mm以內(nèi)，為以后的施工提供特定的施工標(biāo)準(zhǔn)。此外，支柱結(jié)構(gòu)的混凝土應(yīng)防滑，并應(yīng)清除建筑區(qū)域的碎屑，以便以后進(jìn)行施工。

5.2 加固工作

在加固工作過程中，橋墩的高度與可變橫截面所需的主筋數(shù)量密切相關(guān)。由于橋墩的相對較高的結(jié)構(gòu)高度，因此需要相對大量的主肋，這對結(jié)構(gòu)和鋼鐵材料的穩(wěn)定性和安全性能具有明顯的不利影響。因此，有必要根據(jù)特殊情況仔細(xì)控制主筋的施加次數(shù)，以免在施工過程中可能出現(xiàn)安全隱患。采用鋼筋接頭，確保優(yōu)質(zhì)高墩結(jié)構(gòu)，加強鋼筋接頭檢查，確保鋼筋接頭的耐久性。檢查期間若出現(xiàn)了連接處松動的現(xiàn)象，我們應(yīng)該及時報告并在最短的時間內(nèi)解決。

5.3 混凝土澆筑

（1）及時解決了模板安裝問題，使模板的質(zhì)量能夠滿足工程建設(shè)的要求，不會由于模板的缺陷而影響混凝土澆筑質(zhì)量。

（2）在混凝土攪拌的情況下，混凝土攪拌必須嚴(yán)格按照設(shè)計方案的攪拌比進(jìn)行，不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的原料不得用于技術(shù)施工。

應(yīng)該嚴(yán)格按照科學(xué)的設(shè)計方案進(jìn)行混凝土的混合，充分了解原材料的性能，確保水灰比、坍塌度和其他相關(guān)的具體指標(biāo)與設(shè)計要求保持一致。通常，應(yīng)用分級鑄造方法并且不間斷鑄造。不要試圖在結(jié)構(gòu)中形成冷縫，這會影響高底座墩柱的穩(wěn)定性。在澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)始終考慮模板的穩(wěn)定性和支撐。如果發(fā)生異常情況，我們必須及時停止之前的澆筑工作，解決此問題之后才可以繼續(xù)施工。

5.4 工作縫施工

在混凝土的澆筑高度達(dá)到模板的頂部后，頂部附近的混凝土通常應(yīng)抹平而保持光滑，并確定抹平的范圍限定在2～3 cm處。在新舊混凝土之間的接口處形成了功能齊全的工作縫，寬度應(yīng)保持在4 mm左右。混凝土接縫易于收縮，因此在首次安裝混凝土后應(yīng)進(jìn)行清潔工作，以此保持整潔。同時，控制混凝土澆筑的時差。

6 結(jié)語

總而言之，由于社會主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷加速發(fā)展，中國的公路運輸業(yè)取得了顯著進(jìn)步，高速公路是道路建設(shè)中最重要的要素，良好的建筑質(zhì)量在整個行業(yè)的發(fā)展中起著重要的作用。道路建設(shè)，特別是在地形復(fù)雜的地區(qū)，應(yīng)最大限度地滿足路線線形這一設(shè)計需求，并減少由于深基坑、高堤和該地區(qū)自然環(huán)境而引起病害的可能性。強調(diào)與自然環(huán)境和諧相處，減小對自然環(huán)境的影響。中跨橋通常用于穿過深谷的路徑。橋梁高墩是橋梁建設(shè)的主要組成部分。高墩施工的質(zhì)量直接影響到整個橋梁的投資和建設(shè)工期，要高度重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]王英帥，王慶培.淺析高速公路中小跨徑橋梁高墩施工技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2015，38（4）：117-118.

[2]王 輝.高速公路中小跨徑橋梁高墩的施工技術(shù)及應(yīng)用[J].山西建筑，2013，39（13）：172-174.

[3]田 群.高速公路中小跨徑橋梁高墩施工技術(shù)[J].科學(xué)之友，2010（22）：65-66.

[4]田武平，蔡載雷，黃中天.高速公路中小跨徑橋梁高墩施工技術(shù)[J].交通科技，2010（3）：53-55.

[5]母進(jìn)偉，雷乃金，敬如平，等.山區(qū)高墩高塔大跨徑橋梁施工技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用[A].橋梁創(chuàng)新技術(shù)與安全耐久性研討會論文集[C].2009.

[6]潘 軍，胡 勇，繆玉盧.上海閔浦二橋新建工程“干”字形墩上下蓋梁施工技術(shù)[A].第二十屆全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C].2012.

收稿日期：2020-05-27