公路桥梁高墩柱的施工难点和控制要点研究

欧广州，谢培娟，欧露威

（中建二局土木工程集团有限公司，广东佛山 528010）

1 引言

高墩柱为高度超过30 m 的桥墩，具有结构高度大、高空作业量大、施工难度大等特点，在施工过程中存在较多不安全因素，易引发风险。既往研究主要对高墩柱施工技术展开分析，本文重点探讨高墩柱施工实践，以提升公路工程高墩柱桥梁建设水平。

2 项目概况

某高速公路项目长15.5 km，沿途建设3 座桥梁。按照工程设计要求，桥梁工程主要采用高墩柱结构，墩台使用桩基础。其中，主桥梁长550 m，高达119 m，最高桥墩高87 m，墩基础为群桩承台，上部采用先简支后连续T 梁结构，下部桥墩采用圆柱式墩和薄壁空心墩，分别达132 根和28 根，高度分别为5～53 m 和33～87 m。考虑到单个拱肋桥跨最长达到30.8 m，墩柱高度大，需开展大量高空作业，因此，需加强施工难点分析，编制专项施工方案，明确工程控制要点。

3 高墩柱施工难点

3.1 条件复杂

结合工程水文地质条件可知，施工区域包含粉质黏土、卵石、层碎石、风化砂岩等多个土层，水下岩石相对松散，孔隙水多，且含有基岩裂隙水，检测确认带有微腐蚀性，需加强钢筋等材料保护。周围地形环境复杂，地区气候四季分明，夏季高温多雨，冬季天气寒冷。在墩柱建设周期较长的情况下，易受雨雪等恶劣天气影响。例如，墩柱模板自成体系，一次浇筑高度为4～6 m，60 m 以上高墩柱需浇筑10 次以上，受气候、人员安排等因素影响，施工工期多达6 个月以上。实际模板、钢筋施工复杂，利用专业塔式起重机等大型机械开展高空作业易受环境影响，将导致高墩柱施工面临较大安全威胁。

3.2 施工要求高

高墩柱施工对精度要求较高，受桥墩截面大、重心高、墩身柔度大等因素影响，轴线定位将面临一定困难。作为支撑桥跨的结构，高墩柱还需发挥荷载传导作用，将恒定荷载和动荷载传递至地基基础结构，有效卸载桥面压力[1]。在施工实践中，受荷载和各种因素作用，墩柱容易发生弯曲，给轴线测量和控制带来了较大难度，要求高空作业人员达到较高操作要求，一旦施工出现偏差将给整体质量造成影响。如施工缝处理不到将使墩身成为薄弱环节，给工程遗留隐患。

3.3 成本投入多

工程工期紧张，针对单根高墩柱施工周期长的情况，各墩柱需采取平行作业施工，为每根墩柱配置相应高度的模板体系，使用的模板数量较多，成本投入较大。与此同时，墩柱模板、钢筋施工需配备大量机械设备，如升降电梯、吊车等，方便人员上下，进一步增加了施工成本。

4 高墩柱施工控制分析

4.1 施工方案

结合工程施工难点，将高墩柱划分为4 个阶段的施工内容，由各自作业班组分别进行各区域的立柱施工。由于墩柱较高，在预埋主筋时难以一次性安装到位，需分段安装，节段间采用搭接焊方式连接，通过吊车配合人工将搭接的钢筋固定住，然后在高支架平台上完成立面焊施工[2]。工程使用塔式起重机起吊模板、钢筋和施工设备，利用PJ-200 悬臂机械爬升模板，同时现场配备搅拌机、泵车等设备。为确保设备顺利进驻施工现场，将场地挖平后利用压路机整平，确保全部机械操作稳固。搭建人行爬梯和工作台，采用“之”字形连接方式。结合墩柱结构形式，圆柱墩采用大面积整体钢模施工，通过吊运混凝土搅拌车完成混凝土浇筑。薄壁空心墩施工复杂性较高，工艺流程如图1 所示，采用定制模板施工，开展翻模浇筑作业。在钢筋绑扎前，确认首节立柱控制点和中心点，确保预设检查线位置正确。待模板安装合格后，将钢筋笼运至指定位置，在对应位置设置保护层。在地面完成模板拼接后，使用吊车起吊，利用缆风绳固定。完成模板垂直度调整后，将模板放至指定位置，从下方与钢筋连接。在模型内浇筑成型，凝结后拆模。确认中系梁和立柱验收合格后，继续开展后续作业。

4.2 控制要点

4.2.1 测量控制

在高墩柱施工过程中，测量作业为关键环节，需加强墩柱中线和高程测量，做好垂直度和标高控制。在中心测量上利用全站仪测量立模，搭配使用吊锤球辅助测量工作。在墩底施工结束后，利用缠绕钢丝绳的滑轮架从高处下放10 g 吊锤球，确认滑轮架位于工作平台中心。与此同时，在墩底中心预先设置铁板，使吊锤球对准墩底中心，确认测量误差不超5 m。高程测量时，使模板水平，并按5 m 间隔使用全站仪和水准仪逐一测量。使用全站仪布设导线点，利用水准仪加密测量，在墩柱附近设置水准点，可加强高程监控。如在墩柱接缝定位方面应确认横截面不动，然后完成重心定位。采用预埋件定位方式按照图纸固定预埋件，利用胶带将PVC 管密封严实，防止浇筑过程中发生位移。施工时遇到预埋件或孔洞，应随时测量高程，确认误差在允许范围内。沿纵、横方向，确认护桩交汇位置，确定墩身重心。

4.2.2 模板施工

在模板施工阶段，圆柱墩施工应选用高质量整体钢模板，确认各部分结构精度合格，外观、尺寸和表面光洁度达到要求，且垂直度、同心度偏差符合标准。根据墩柱截面组合拼装模板，应完成断面校准，按照要求放线。安装前，在模板表面涂刷脱模剂，吊运至规定位置后利用缆风绳调节位置，达到要求后使用螺栓牢固连接，并做好杂物、松散物清理[3]。为保证模板施工安全，设立首层模板应做好尺寸检查，确保中心对齐，连接牢靠。反复使用模板前，检查模板的刚度、强度、完整度和稳定度是否符合要求，通过凿毛作业清理模板，然后均匀涂抹脱模剂。拼接模板应先吊运小模板，使用定位销固定，在恰当位置安装水平螺旋扣固定内模。确认内部混凝土强度达到要求，可分步拆模，避免硬撬给混凝土带来损伤。

薄壁空心墩采用定制钢模，沿中心线设置左右模板拼缝，确认与中心线平行。采用翻模施工工艺，将墩身当作整体支承形式，按照1 次2 层的方式安装模板，单层高度达4.5 m。安装模板应设置支撑和对拉螺杆，防止模板变形。结合实际情况调整节段数量和高度，完成各节段安装后浇筑混凝土，直至下部凝固后才能拆除下部模板，使用起吊机完成模板提升。通过反复施工，直至达到设计高度，期间应做好各处接缝处理，保证墩身完整性。在施工实践中，利用三维坐标法准确标注墩柱各点位置，提前拼接模板和检查拼缝精准度，确认达到标准。墩身模板焊接于施工平台上，接缝处模板增设拉杆，确认混凝土浇筑分层在接缝位置。拆模时，确认接缝位置混凝土强度达到设计要求，上、下连接强度控制在10～15 MPa，发现墩身带有水泥浆需及时清理。

4.2.3 钢筋施工

现场设置加工棚制作钢筋，在钢筋进场后检查尺寸、规格等，并确认刚度等性能指标符合要求。完成材料除锈、调直后，按照设计下料长切割。使用砂轮机加工钢筋，确认切面和钢筋轴线垂直，禁止出现马蹄形或翘曲。在钢筋表面涂刷防锈剂，可运输至指定位置绑扎钢筋，先接长竖向钢筋，后绑扎水平环筋，最后进行内、外拉筋，形成完整的钢筋网。按照梅花形布置交叉点，确认箍筋垂直于主筋，间距偏差不超过10 mm，主筋间距偏差不超过6 mm。系梁和墩柱钢筋焊接施工时，应采用整条钢筋，减少接头。在墩柱轮廓线区域，需做好顶面混凝土凿毛处理，校正主筋状态。使用压力冲水装置清理表面，设置劲性骨架和定位框辅助钢筋拼接，使主筋精准就位于墩壁中央，整体满足较好刚度和强度。钢筋上部设置预支块滚轮，并确保钢筋保护层厚达到要求，使墩柱和桩基混凝土形成稳定结构。空心墩需将钢筋绑扎为钢筋笼，加强整体形状控制，防止结构位移或钢筋弯折。制作钢筋笼应采用垂直方式安装波纹管，控制各方向偏差。将主筋埋在最佳位置，确认垂直后按照顺序安装箍筋和调整间距，确认各层平直。采取帮条焊方式连接钢筋，分段制作钢筋笼，确认各节段连接性能合格。

4.2.4 混凝土施工

在混凝土施工过程中，应提前做好水泥、碎石等原材料质量检查，并严格按照配比进行材料拌和，确认混凝土坍落度、和易性等性能符合标准。高墩柱需多次浇筑，提前检查输送泵、拌和站等设备状态良好，且模板内外干净，人员、振捣器具到位，实现连续施工。在混凝土浇筑前，提前均匀铺设1～2 cm厚同等级砂浆，确保承台顶部湿润。为防止泵管给脚手架带来较大冲击，需装设灌注支架，保证人员作业安全。采取分层浇筑方式，确认混凝土1 次入模厚度不超30 cm。采用串筒作业方式，使混凝土下落至底部，与底面间距不超1.5 m，防止出现离析问题。沿顺时针方向布料，插入振捣棒振捣，首次振捣时间为45～60 s，第二次振捣为20～30 s，振捣点不变，然后关闭振捣器缓慢拔出，确认各部位达到密实度标准。收浆后开展洒水养护，使用塑料膜包裹表面，确认强度达2.5 MPa 后拆模。

5 结语

在公路高墩柱施工实践中，面对施工条件复杂、精度要求高等难点，应通过科学编制施工方案和把握关键点，保证工程建设质量和安全。在工程施工中，从高墩柱施工普遍存在的问题出发展开深入思考，应做好中线和高程测量，在精准定位的基础上，结合圆柱墩和空心墩等不同结构形式，采取适合模板安装施工方法，并做好钢筋加工和连接，严格按照相关技术规范完成混凝土浇筑、振捣等作业，在强度达标后拆模。通过全方位把握高墩柱施工控制要点，能消除工程安全隐患，保证公路桥梁工程的建设质量，为工程带来可观效益的同时，推动工程可持续发展。