高速公路桥梁高墩施工技术分析

杨宏永

(河南省交通运输发展集团有限公司，郑州450052)

1 引言

在我国社会以及城市建设不断完善的过程中，伴随着生活质量的提升，人们对精神物质的需求逐渐提升。居民对于高速建设质量的需求提升，要求建设单位在道路建设的过程中，注意控制其质量，以提升高速公路交通的便捷性，保证人们出行的畅通。目前阶段，市政道路建设质量问题导致的交通安全事故时常发生，因此，需要围绕高速公路的桥梁高墩施工技术与施工质量控制，展开积极的研究探讨，保证道路工程的整体质量，提升道路使用的安全性。

2 工程概况

该工程为单塔单索面斜拉桥，索塔采用类似倒Y 形的曲线形桥塔，主塔柱总高度96 m。下塔柱为实心断面，中塔柱为单箱单室截面，上塔柱为对称的单箱单室截面过渡到单箱三室截面。

主塔计划工期220 d，其中，下塔柱计划工期51 d，中塔柱计划工期75 d，上塔柱计划工期84 d。该工程工期紧张，结构复杂，模板改装工作量大，施工任务重。下塔柱施工采用支架现浇法施工，中、上塔柱采用了爬模施工。

3 高速公路桥梁高墩施工技术概述

为保证行车的安全性和舒适性，高速公路的线形和纵坡都有严格的要求。在地形复杂的路段，高速公路在跨越山谷、河流、铁路等障碍物时就不得不设计一些跨径大、桥墩高的桥梁，这些桥梁往往都是整条高速公路中的关键工程。高墩施工又是整个桥梁施工过程中施工难度最大，风险最高，施工周期最长的一个分项工程。

3.1 施工周期长

受材料、工艺、设备、环境等因素影响，高墩施工必须分节段施工，上一节段混凝土强度满足一定要求后方可进行下一节段施工。一般每节施工高度不超过6 m，每节段工期大概6～9 d。高墩施工作业都在高空和地形复杂的环境中进行，施工过程危险系数较高，受天气影响较大，施工效率不高。因此，高墩施工所需的施工周期一般都比较长。

3.2 施工技术要求高

桥梁高墩要承受较大的重量，除了承受高速公路上行驶车辆产生的荷载，还要承受桥梁上部结构及自身的重量。桥梁高墩的受力复杂，不同结构型式的桥梁高墩受力特点不同，同一个高墩不同部位的受力特点也不一样，这就决定了每种型式的桥梁高墩都有其独特的结构形式和施工特点。在桥梁高墩设计时都要进行专项的受力分析和结构设计，施工时要根据设计要求编制专项施工技术方案，加工特制的施工模板。此外，由于桥梁高墩施工周期长，体量大，在施工过程中受到原材料质量、施工设备、天气等不确定的干扰因素多，桥梁高墩施工过程中的质量管理难度非常大。由此可见，为了保证整体公路桥梁工程的安全稳定性，对桥梁高墩施工技术有很高的要求。

3.3 施工成本高

高速公路桥梁高墩施工具有施工周期较长，结构型式复杂，施工效率低的特点。受工期和施工管理水平的影响，大部分的施工单位为了加快施工进度，都会开展平行流水作业的工作形式。这种工作形式会降低设备的使用效率和模板的周转次数，施工单位需要投入大量的人力、设备、模板和材料，大大增加施工成本。

当前高速公路桥梁高墩施工技术现状：在高速公路的建设中，如果遇到了各类山沟和河流等险要的地形，就会进行桥梁高墩及配套设施的施工。桥梁高墩施工对技术的需求较高，整体施工难度同样处于较高的水准。因此，在施工过程中会遇到各类问题和困难。对既往开展的高速公路桥梁高墩施工案例进行调查研究可以发现，现阶段我国用于桥梁施工的技术手段仍存在较为单一化的特点，最常使用的施工方法是滑膜法。滑膜法在高墩外形比较圆滑、高墩内部没有其他的硬性结构作为支撑的桥梁高墩施工中会常用到。虽然施工方法取得了比较突出的应用效果，但对不同地形的区域都采用这一种方法则过于单一。特别是在地形特殊区域开展的公路桥梁施工项目，由于使用的施工技术缺乏多样性，影响了施工工作的正常开展。在高速公路桥梁高墩施工的过程中存在缺乏后期养护的问题，很多的公路桥梁管理方不注重对公路桥梁的高墩部分进行检查和维护，这些后期维护工作不到位的问题，导致公路桥梁高墩部分结构的稳定性可能会被破坏，又得不到及时的维护和保养，大大减弱了高墩在整体公路桥梁中具有的固定性作用，给高速公路桥梁的正常使用带来了较为突出的安全隐患，使得高速公路桥梁的使用寿命大大缩短[1]。

4 高速公路桥梁高墩施工技术分析

4.1 模板及爬模系统安装施工

桥梁高墩采用爬模施工。模板根据墩柱尺寸可设计为平行四边形大块钢模，其顶面、底面水平，侧面倾角与桥梁高墩倾角相等。模板在荷载作用下，应具有必要的强度、刚度和稳定性，并应保证结构的各部分形状、尺寸和位置的正确性。模板设计时应考虑便于精确定位安装和拆除，同时，还要考虑钢筋安装、混凝土浇筑振捣时的施工方便。模板接缝应严密不得漏浆，并应保证单体构件连接处有必要的紧密性和可靠性。模板使用前，必须进行受力计算，确保模板的稳定性。外侧直墙模板支撑采用后移式支撑体系，把模板固定在爬架上。高墩内模板安装时，先安装阴角模板，后安装直面墙体模板。高墩内模板后移时，应先移动直面墙体模板，然后移动倒角模板。

为了既满足设计又便于施工，爬模系统要求操作方便、自重轻、承载能力大且具有可靠的安全度。爬模机位的体系转换与位置转换要安全，快捷。爬模液压系统安装完成后，应进行系统调试和加压试验，保压5 min 后，所有接头和密封处应无渗漏。

4.2 测量放样

桥梁高墩平面位置和形体质量对整座桥梁的组合受力起着至关重要的作用。测量放样工作就是要保证桥梁高墩的各项测量指标满足设计和规范要求。测量放样的工作任务，具体包括桥梁高墩平面坐标、高程、垂直度及桥梁高墩上各分项结构的定位。为了提升测量放样工作的精度，应根据桥梁高墩的特点选择高精度的测量设备和能力强的技术人员实施。在测量放样过程中，要制订专项的施工测量方案，选择合理的测量方法，建立达到一定标准的测量控制网，并定期复测。由于桥梁高墩高且柔，受日照、风力、混凝土收缩、徐变等因素影响较大，测量时应尽量避开上述不利因素的影响，选择环境温度稳定且风力较小（不超过三级风）的时段。

4.3 钢筋绑扎施工

钢筋在运输和储存时，必须保留标签，并分批分品种、分规格堆放整齐，避免锈蚀和污染。钢筋原材料先采用数控化机械设备在钢筋加工场集中加工成半成品，随后分批次运送至施工现场在施工平台上绑扎成型。钢筋原材料加工前应先进行质量检验，并提供出厂质量合格证等相关资料，检验合格后方可使用。钢筋半成品进入施工现场前，还应对钢筋焊接试件进行检验，检验合格后方可运至现场安装。有些桥梁高墩钢筋骨架比较大，为了保证各种型号钢筋的精确定位需要设计劲型骨架进行定位。钢筋连接宜采用焊接接头和机械连接接头，当钢筋结构复杂施工困难时方可采用绑扎接头，钢筋的连接接头应满足规范要求。

4.4 浇筑混凝土

根据桥梁高墩的结构特点和混凝土浇筑工艺，进行专项混凝土配合比设计，选择适宜的水胶比、坍落度等指标。桥梁高墩混凝土浇筑采取分层浇筑，分层厚度控制在30 cm 之内。振捣点按有效半径布置，竖直插振，快插慢拔，振捣棒插入下层混凝土一定范围内。对于边角处尤应加强振捣。钢筋比较密集部位，混凝土振捣困难，采用插入式振捣棒结合附着式振捣器进行振捣。混凝土下料采用φ200 mm 高强度PVC 管进行下料，提前在钢筋中将PVC 下料管按照1 m 间距固定牢固，使下料管下口距离待浇筑混凝土面1 m，混凝土泵车逐次伸入下料管中进行混凝土布料。大体积桥梁高墩要进行特殊的混凝土配合比设计，施工时要制订专项施工方案，对混凝土采取温度控制措施[2]。

5 质量控制与核算

采用文字、图纸、录像等形式记录工程具体情况。必要时建立工程的验算模型，按照桥体、梁的力学性能、实际荷载情况，根据现行规范来验算工程的安全状况。为了有效提升混凝土浇筑的工作质量，需要在施工过程中，严格控制混凝土的初凝时间，将初凝时间控制在8～10 h 范围内。在质量控制管理过程中，一旦发现混凝土质量不符合工程要求，需要立即采取措施进行调整。

6 拆模和养护技术

为了在施工过程中让混凝土强度满足了高速公路桥梁高墩的施工要求，保证桥梁高墩在未来实际应用中有良好的性能，在投入使用后需进一步强化对高速公路桥梁高墩的日常养护工作。具体的工作任务包括：在拆模方面，必须保证施工任务与施工技术要求相符，完全符合了施工相关标准后，才可允许开展拆模工作。在进行混凝土的拆模操作时，需要重点对混凝土表面进行处理，提升棱角的完整性。操作时尽可能轻拿轻放，以免混凝土结构被损坏或产生形变。在高墩施工时对墩身进行科学养护，使用养护布包裹墩身。可以制订养护计划，定期从上到下洒水，这对保障混凝土结构的整体质量有强大的保障作用[3]。

7 环境保护

施工过程中注意对周围环境进采取有效的保护措施，具体包括：（1）注意施工弃渣的利用和堆放；（2）防止饮用水污染；（3）控制施工操作产生的噪声、粉尘、废气、废水和废油。

8 结语

目前，该工程项目已经施工完毕，已通过了验收。在对公路桥梁高墩的处理过程中，应用了先进的液压式提升模板法施工工艺，在提升工程质量和效率，降低操作技术要求，减少施工机械、经济投入，保护施工周边环境等方面具有明显的优势。对该技术应用进行研究，可以为今后类似工程施工提供有效的参考。