公路桥梁施工中高墩施工技术应用要点分析

李蔚

（中铁二十局集团有限公司，重庆 400000）

0 引言

近年来，公路桥梁工程规模不断扩大，人们对工程的安全性也提出更高的要求。高墩结构是公路桥梁工程中的重要组成部分，其作用是保障公路桥梁的稳定性。基于此，本文针对高墩施工技术的具体应用展开研究，以期掌握技术的特点和难点；并通过对施工模板方案进行对比，达到优化整体设计的目的。进而在先进高墩模板施工技术的支持下，优化以往施工技术存在的不足之处。由此可见，本文的研究对工程建设发展具有一定的现实意义。

1 工程概况

石会大桥位于重庆市黔江区石会镇黎明村5 组、关后村3 组，大桥横跨石会河，沟内有常年溪流。桥梁两侧山体较为陡峭，交通条件较差。大桥设计速度为80km/h，全桥长为764.38m（左）、764.9m（右）。全桥孔跨结构为2×30m+4×（4×40m）+2×30m（左线）共8 联、4×（4×40m）+3×40m（右线）共5 联，最大墩高为88m，40m 高墩柱有29 根，其中空心薄壁墩墩高为7m，墩径分别为3m、3.5m、4m、4.5m。

2 高墩施工技术特点

2.1 施工周期长

高墩施工技术具有施工周期长的特点。墩身实际高度可达50～100m，所以在施工时需要使用大量混凝土进行浇筑。从前期设计到具体施工所耗费的时间比较长，需要投入大量的成本；而且在施工过程中也会受到施工机械、施工材料以及施工人员等因素的影响，导致工期延长[1]。

2.2 质量要求高

高墩施工对公路桥梁建设有着十分重要的基础作用，为此对其施工质量提出更高的要求。高墩立柱除了承受压力外，还会受到弯曲扭矩的影响，因此既要求墩身具备一定的韧性，也要求墩身具备一定的强度，该要求比较严格，需要做好施工控制工作，以确保工程质量。此外，对于施工接缝问题也有着较高的要求，一旦处理不好，将会影响高墩的质量和桥梁的使用寿命。

2.3 施工难度大

高墩施工技术具有一定的难度。因其截面面积小、墩身高度大，所以重心也高，在施工过程中很难把握精度，导致施工定位控制难度比较大。从而在施工过程中对施工人员提出较高的要求，使他们面临一定的压力，需要严格遵守施工工序进行操作。

3 高墩施工模板方案比选与设计

3.1 模板方案比选

高墩施工方法有很多，主要包括滑模、爬模、翻模、悬臂模施工等，具体采用哪种方法还需根据工程的具体情况进行选择。对于石会大桥的空心薄壁墩，结合施工环境、工期、安全、经济等要求，其模板施工方案比选如表1 所示。

表1 模板施工方案比选

综合考虑施工条件、施工进度安排、经济指标等因素，该项目决定采用悬臂模施工方案。悬臂模是一种节段施工模板系统，其根据墩身形状设计成若干单元，单元模板利用爬锥埋件、对拉螺杆、主梁三脚架等受力结构，固定在已浇筑完成节段的混凝土侧面上，该节段混凝土施工完成后，利用塔吊逐单元提升、组装成型，再继续上面节段施工。采用分节段定制悬臂模施工，模板按照模数化、通用性进行设计、加工、制作，可以确保上下层之间接缝严密平整、装拆方便。该方案对于施工条件较差、无法搭设支架的桥梁尤为适用，且具备以下优点：一是模板和内外作业平台可同时安装；二是适宜采用多种混凝土运输方式；三是在施工中能够随时纠正墩身施工误差；四是能使混凝土表面顺滑平整[2]。

3.2 悬臂模模板设计

该工程的模板方案需对混凝土浇筑过程中木工字梁、面板、拉筋以及槽钢背楞的强度、刚度和稳定性进行验算。

3.2.1 模板结构组成

模板结构（见图1）主要由以下部件组成：模板（高度为4.65m）、上平台、主背楞桁架、斜撑、后移装置、受力三脚架、主平台、吊平台、埋件系统。

图1 悬臂模结构图

3.2.2 模板结构设计

模板结构设计应符合工程要求，各部位的参数应符合国家相关规定，以保障施工质量，确保墩身的稳定性，及有效控制成本。

空心薄壁墩墩身采用内外两套模板，外模采用组合钢模板，内模采用定型钢模板。墩身外模模板标准段单块高度为2250mm，内模模板标准段单块高度为1125mm，另配备若干调整节段以满足结构高度及宽度的调节需求。

外模主要用料：主板采用5mm 钢板，竖筋采用[80槽钢，横筋采用5mm 钢板，边框采用L80 角钢，外模背楞采用[14 槽钢双拼，连接孔采用20×30 条孔。

内模主要用料：主板采用5mm 钢板，竖筋、横筋采用5mm 钢板，边框采用L63 角钢。

4 悬臂模施工工艺及要点

4.1 墩柱模板安装及混凝土浇筑

墩柱模板安装前需要开展测量工作并搭建支架，为施工人员提供通行平台，也为模板安装奠定良好基础。首先，使用全站仪进行测量放样，确保墩柱垂直度和中心线符合设计要求。其次，进行钢筋捆扎施工，并采用直径为22mm 的精轧螺纹钢筋将模板对拉固定。再次，做好模板安装控制工作，例如在模板上涂抹脱模剂、拆模时及时清除模板上的杂物等。最后，进行混凝土浇筑施工，要求加强质量控制，及时发现偏移问题并予以校正，以保障墩身浇筑质量，避免出现变形情况。

4.2 模板的提升

第一次混凝土浇筑完成后，首先拆除模板并根据设计图纸完成爬架的安装；其次采取可调斜撑的方式，加强对模板垂直度的控制；最后为了确保模板的下边沿和前一段完成的混凝土接触位置不会出现漏浆错台等情况，还需要使用后移装置确保接触面顶紧。

4.3 模板质量控制要点

4.3.1 施工监测

受到墩身高度的影响，需要采取多次分段浇筑的方式才能保障浇筑质量。分段浇筑工作中要做好测量工作，避免影响墩柱的垂直度。测量工作需要在墩顶搭设平台，采用十字线法进行控制，但当墩柱超过20m 以后，该平台的稳定性较差，会影响施工测量工作。通过不断试验总结，确定使用四点定位垂球法进行控制，即采用坐标法，利用全站仪在已施工完毕的墩身表面确定前后左右四个基准点，在模板安装施工过程中，根据此四个基准点不断校正模板偏移情况。

在测量工作中，若发现模板出现偏移情况，则要及时纠正，并采取恰当措施保障安装质量。为此在具体施工中，每段混凝土浇筑结束后，均需要采用该方法进行测量，以加强对浇筑工作的有效控制，确保墩柱的各项参数符合设计要求[3]。

4.3.2 细节控制

模板接缝采用双面胶带进行处理，以防漏浆；及时整修校核，确保墩身的几何尺寸及外观质量符合设计要求。

4.3.3 实测项目

模板安装允许偏差如表2 所示。

表2 模板安装允许偏差

4.4 墩身施工测量技术要点

第一，墩身施工测量的控制基准点要经常复测，防止点位移动。第二，高墩施工过程中会受到温度、日照、风速等因素的影响，使得测量放样出现误差，影响最终的施工效果。为此在测量放样时，要充分考虑以上影响因素，选择温度、日照、风速等相对适宜的时间段进行。第三，墩身浇筑过程中，也存在混凝土收缩徐变和环境温度等诸多影响因素。由于每次浇筑都会产生一定误差，经多次累计后将影响整体的施工质量。为此在施工中，需要注重把握各项参数，加强对墩身各关键位置和变化点的测量放样控制工作，将误差控制在合理的范围内[4]。

4.5 墩身混凝土施工

4.5.1 混凝土浇筑

混凝土自吊斗口下落的自由倾落高度不得超过2m，若超过2m，则必须借助串筒进行浇筑，以免出现混凝土离析现象；针对墩身高度大、混凝土坍落度大等特点，为防止砂浆与骨料分离，浇筑混凝土时宜采用多点布料的办法，即空心墩横桥向每侧设1 点，顺桥向每侧设1 点，共设4 个布料点。

在浇筑混凝土时，要分层环绕连续进行，且混凝土堆积高度不得超过1m；浇筑层高度根据结构特点、钢筋疏密度决定，分层厚度控制在30cm 以内；施工过程中严格控制混凝土坍落度，在满足泵送要求的前提下，坍落度宜控制在规定的最小数值，确保在振捣过程中不出现泌水现象；分层浇筑时，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土[5]。

4.5.2 混凝土振捣

混凝土浇筑时，需要控制好分层的厚度，以保障操作质量。一般而言，厚度不大于振捣棒作用长度的1.25 倍，对于泵送混凝土则宜将厚度控制在20～30cm 之间；使用插入式振捣棒时应快插慢拔，水平移动间距以不超过50cm 为宜，并与侧模保持5～10cm的距离；插入式振捣棒的振动深度，一般不应超过振捣棒长的2/3～3/4，振捣上一层时，应插入下层5cm，以消除两层间的接缝。每一处振动部位，振捣持续时间宜为20～30s。密实的标准以混凝土表面不再沉落且无气泡上冒为准，严防出现蜂窝、麻面现象。

4.5.3 混凝土养护

混凝土浇筑完成后，需要监控其内外温差，并采用“一布一膜”的方式进行包裹养护。具体而言，即在拆模之后，需派专人对墩身混凝土开展养护工作，及时覆盖土工布或塑料薄膜，阻止水分蒸发，并定期洒水，防止混凝土开裂，持续至少一周时间[6]。

5 公路桥梁施工中高墩施工技术改进措施

第一，施工过程中，支架、模板及施工荷载全部由预埋件承担，而预埋件的牢固性受所在混凝土的强度影响较大。建议在承重系统上加以改进，增加预埋件的数量，减少单个爬锥上所承受的重量。第二，建议预埋件采用不锈钢材料制作，虽然会增加施工成本，但可避免预埋件锈蚀而导致的工作性能降低。第三，对各级施工平台进行详细规划，合理使用平台空间，以免整个架体受偏心荷载的影响，造成较大的安全风险。第四，加强混凝土原材料及生产过程的质量控制，保证高墩的施工质量。第五，综合考虑悬臂模施工平台和塔吊的相对位置，避免塔吊与爬架架体发生冲突，降低安全风险[7]。

6 结语

综上所述，在石会大桥施工中，通过不断优化设计方案、加强质量控制，最终实现了预期建设目标。本文基于石会大桥空心薄壁墩的施工实践，充分明确了高墩施工技术的应用要点和注意事项。研究表明，悬臂模施工工艺在高墩施工中具备安全可靠、施工方便、工艺可控等优点，值得同类项目参考。