談橋梁工程高墩施工技術(shù)要點(diǎn)
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摘要：高墩在當(dāng)今高速公路橋梁的建設(shè)中已經(jīng)非常普遍，是橋梁工程中非常重要的一項(xiàng)施工技術(shù)，是橋梁整體質(zhì)量和穩(wěn)定的基礎(chǔ)。文章以黃龍至蒲城高速公路項(xiàng)目為例，從中洛河特大橋主墩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工方案比選、施工工藝流程及關(guān)鍵工序施工等方面出發(fā)，簡要進(jìn)行高墩的施工技術(shù)要點(diǎn)分析，采取有利的施工方式，保證橋梁的工程品質(zhì)。
關(guān)鍵詞：橋梁工程；高墩；施工技術(shù)要點(diǎn)
1工程概況
洛河特大橋是一座預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)-連續(xù)梁組合體系橋，全長1538m，位于白水縣王莽寨村西北側(cè)，為線路跨越洛河而設(shè)，采用（13-40+65+3-120+65+13-40）m的孔跨布置形式，是該項(xiàng)目的控制性工程；主墩為薄壁空心墩，墩身高度較大，最高墩15#主墩高度為129m，其余14#、16#、17#主墩高度分別為98m、120m、82m。
2施工方案選擇與優(yōu)化
高墩的施工方法包括滑模法、翻模法以及爬模法，滑模施工質(zhì)量控制難，需大量風(fēng)險(xiǎn)意識高、技術(shù)強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)人員同時且不間斷地進(jìn)行鋼筋的制作和安裝、混凝土的澆筑及混凝土外觀處理等多項(xiàng)工序的施工，施工困難；翻模施工時鋼管腳手架需搭設(shè)到墩高的位置，材料周轉(zhuǎn)困難；而爬模施工可以一次組裝完成，避免了爬升時支拆模板、腳手架安裝和材料的運(yùn)輸?shù)?，可使混凝土澆筑不間斷，施工速度快，并可減少施工縫的產(chǎn)生，且整個施工過程所需模板、腳手架材料和勞動力相對減少，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)投入，施工安全性高，在墻體、橋梁等豎直或傾斜的混凝土結(jié)構(gòu)施工時能充分發(fā)揮其優(yōu)勢，又因?yàn)榛炷恋耐庥^品質(zhì)在整體大塊模板的使用和脫模時間充足的良好作用下得到了有力的保證，施工縫的處理難度相對較小。因洛河特大橋主墩的墩身高，質(zhì)量要求嚴(yán)，橋墩的線性控制難度大，通過對上述方案的研究比選后，主墩采用爬模施工。洛河特大橋的主墩最大截面尺寸為7.5m×8.65m，根據(jù)墩身的構(gòu)造形式，充分利用爬模施工技術(shù)的優(yōu)勢，墩身劃分成22個施工節(jié)段澆筑混凝土，以6.0m（鉛垂距離）作為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的澆筑控制高度。
3施工技術(shù)要點(diǎn)
3.1工藝原理
爬模構(gòu)造復(fù)雜，包括移動模板支架、下吊架、上爬架、內(nèi)爬架等架體和爬升裝置、外組合模板、模板及電器、液壓控制系統(tǒng)等組件。它是利用液壓油缸對導(dǎo)軌和爬架的交替頂升來完成自爬模的爬升，導(dǎo)軌和爬模架相對獨(dú)立，兩者之間可以作相互的運(yùn)動。在爬模架工作時，爬模架和導(dǎo)軌保持相對靜止，一起被預(yù)埋件支座支撐。液壓自爬模結(jié)構(gòu)及爬升流程如圖1、圖2所示。為適應(yīng)工程需要，主墩墩身外側(cè)選用ZMP-100型液壓自爬模體系，內(nèi)側(cè)采用井筒平臺施工。墩身外模的立面和側(cè)面都分別布設(shè)3榀下架體和4榀上架體，在爬升過程中保持不變，架體及防護(hù)平臺無需單獨(dú)更改。
3.2施工工藝流程
首段混凝土的澆筑、模板的拆除→埋件的安裝→爬架和模板的拼裝→第2節(jié)段混凝土的澆筑、模板的拆除→埋件、導(dǎo)軌和液壓系統(tǒng)的安裝→爬架的爬升→下掛架的拼裝→第3節(jié)段混凝土的澆筑、模板的拆除→埋件的安裝、導(dǎo)軌的提升→爬架的爬升→重復(fù)第3節(jié)段混凝土澆筑步驟，依次進(jìn)行其他節(jié)段墩身混凝土施工。
3.3關(guān)鍵工序
（1）施工測量。施工測量是第一道施工工序，作為施工的指導(dǎo)和參照，是整個工程能否高質(zhì)量完成的先決條件，為避免返工，必須做到精確可靠。在施工中必須仔細(xì)選擇優(yōu)質(zhì)的全站儀、水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀、鉛垂儀等測量儀器，以保證數(shù)據(jù)的精確性和真實(shí)性，并由具備較高專業(yè)知識水平的測量人員有序地進(jìn)行測量。
（2）模板配置及施工。模板是高墩施工精度的基礎(chǔ)，其高度較高，自重較大，且受力復(fù)雜多變，直接影響著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)格和外觀效果，以及其承載力，這就要求模板自身在盡可能減輕自重的同時保證足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。綜合考慮，選用產(chǎn)自芬蘭的厚度為20mm的自重較輕的維薩版作液壓自爬模外模板面板，木工字梁高度為12cm，用14號槽鋼作橫背楞，20號槽鋼作豎背楞。根據(jù)工程需要，在澆筑混凝土?xí)r模板需下包10cm，上挑5cm，因此外模板設(shè)計(jì)采用高度為6.15m、內(nèi)模高度為4.5m的標(biāo)準(zhǔn)小塊鋼?；蛑衲z板組合安裝成型的組合鋼模，雙12號槽鋼作力口勁楞，間距對應(yīng)外模的間距；拼裝好的爬升模板，均勻涂抹防銹漆于金屬件的表面，采用脫模劑涂抹板面，每向上爬升一次，進(jìn)行清理并涂脫模劑，確?；炷镣庥^質(zhì)量達(dá)標(biāo)。
（3）液壓爬模系統(tǒng)安裝。ZPM-100液壓自爬模體系的爬升系統(tǒng)由多個部分組成，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，且均為高空作業(yè)，組拼及施工過程中任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，都有可能引起施工困難、質(zhì)量缺陷甚至造成安全事故，需由下向上按照正確的次序和流程順次安裝各個組件，或先拼裝多個組件，然后利用機(jī)械進(jìn)行二次安裝。針對該工程的施工特點(diǎn)，組拼時先按爬錐中到中的距離擺好兩塊尺寸為300mm×2440mm的木板于水平地面上，兩塊木板不得出現(xiàn)交叉，軸線垂直于木板連線，兩對角線的偏位上限為2mm；將三角架扣放在木板軸線上，定位使三角架的中到中和第1次澆筑爬錐中到中的距離一致；利用鋼管扣件將平臺立桿及兩三角架牢固連接，同時加設(shè)斜拉鋼管；然后平順且堅(jiān)固地安裝好平臺板，遇到部件妨礙處開孔，復(fù)核兩三角架中到中間距避免移位；架體拼裝完成后平緩地進(jìn)行整體起吊，保證架體不出現(xiàn)晃動，并穩(wěn)定地掛在第1次澆筑時已埋設(shè)完成的受力螺栓（掛座體）上，用安全插銷鎖定；之后實(shí)施桁架的組拼和全部操作平臺的安裝，先將模板支撐于4根木梁上面，確保堅(jiān)固后在其上進(jìn)行主背楞、斜撐及挑架的安裝，不斷檢查模板背楞和背楞調(diào)節(jié)器，確保無異常，用鋼管扣件連接挑架，同時設(shè)斜拉鋼管進(jìn)行加固，為使整體起吊時能夠保持平穩(wěn)，將模板背楞和斜撐綁好；最后平緩起吊被作為一個整體的拼裝好的模板和架體，保證起吊過程不發(fā)生晃動，并穩(wěn)定地掛在第1次澆筑時已埋設(shè)完成的受力螺栓（掛座體）上，用安全插銷鎖定，角度通過斜撐調(diào)好，保證復(fù)核模板的位置正確，完成吊裝作業(yè)；嚴(yán)格按正確的順序和位置依次安裝各個組件，并嚴(yán)密穩(wěn)固地進(jìn)行各組件間連接，并用潤滑油涂抹在各個組件的連接處，保證模板體系的爬升效果，起到阻擋雜物的作用。
（4）鋼筋制作、安裝。高墩的承載力很大程度上受鋼筋骨架的影響，又因?yàn)榭招母叨罩械匿摻疃?、接頭多，鋼筋接頭存在諸多質(zhì)量隱患，所以需采取滿足工程需要的連接方式。鋼筋進(jìn)場后，檢驗(yàn)鋼筋的種類、規(guī)格及各項(xiàng)性能，并通過受力分析和評價(jià)來保證鋼筋的強(qiáng)度和剛度；通過試驗(yàn)確定鋼筋下料和連接長度，在連接效果及承載能力達(dá)標(biāo)情況下，減少不必要的浪費(fèi)。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，嚴(yán)格按圖紙、現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求在鋼筋加工場制作鋼筋，然后運(yùn)至現(xiàn)場依次完成每一根鋼筋的連接；用剝肋直螺紋套筒的方式連接主筋，其他鋼筋根據(jù)設(shè)計(jì)、現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定焊接或者綁扎；加設(shè)可滿足墩身鋼筋剛度需求的架立鋼筋；鋼筋網(wǎng)片經(jīng)現(xiàn)場加工完成后吊裝綁扎。
（5）混凝土澆筑。混凝土澆筑的質(zhì)量直接決定混凝土外觀品質(zhì)的好壞，是整個高墩施工的關(guān)鍵，需具備較好的和易性及均勻性，并應(yīng)通過試驗(yàn)保證混凝土配合比符合工程需要。為保證墩身質(zhì)量，墩身選取流動性小的混凝土分段、分層澆筑；混凝土被混凝土輸送車泵送到模板的頂部，然后通過串筒自由下落，為確保混凝土勻質(zhì)，下落上限2m高；混凝土每澆筑約30cm厚立即振搗，加強(qiáng)對作業(yè)人員的管控，確保混凝土被插入式振搗器充分作用，避免出現(xiàn)漏振和泌水現(xiàn)象；每節(jié)段澆筑混凝土到離模板上口100～150mm處，并連續(xù)、不間斷作業(yè)，澆筑因特殊原因被迫中斷時，留置施工縫；時刻觀察模板受混凝土沖擊作用下是否有異常，若有異常及時進(jìn)行處理；同時檢驗(yàn)混凝土配比、坍落度達(dá)標(biāo)，不得使用不同來源的水泥、砂石料，以防混凝土外觀顏色出現(xiàn)差異。墩身澆筑完畢后，復(fù)測澆筑結(jié)果，并及時養(yǎng)護(hù)，經(jīng)檢驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)要求后，爬升模板，澆筑后續(xù)混凝土。
（6）爬模、爬升及架體拆除。爬架架體和模板在導(dǎo)軌爬升到位后即可爬升；按設(shè)計(jì)要求設(shè)置預(yù)埋件，爬錐通過螺栓牢固地定于模板上；由專業(yè)人員提升導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌被一起調(diào)為向上的上下?lián)Q向盒內(nèi)的換向裝置；上下?lián)Q向盒一起調(diào)為向下使下端依靠導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)架體的爬升；安排作業(yè)人員隨時觀察，并采取調(diào)整液壓閥門的方式使每榀架子保持同步；爬模到墩身頂部后實(shí)施下爬到墩身底部，工藝與爬模上爬時一樣，依次進(jìn)行模型段、承力架段的拆卸，檢修各部件后保管或再利用；通過吊機(jī)將模型架、承重架分塊拆卸落地。
4結(jié)論
爬模施工技術(shù)較常應(yīng)用于現(xiàn)階段的高墩施工，在高速公路和橋梁建設(shè)發(fā)展中起了重要的作用?？萍荚诓粩噙M(jìn)步，為更好地適應(yīng)新的施工需求，需要不斷創(chuàng)新橋梁施工技術(shù)。高墩必須采用更高新、更先進(jìn)的施工技術(shù)來克服其施工難度大的困難，因此相關(guān)人員必須充分了解爬模施工技術(shù)體系，明確其施工工藝特點(diǎn)及技術(shù)要點(diǎn)，不斷改進(jìn)爬模施工技術(shù)，提升橋梁整體品質(zhì)。
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作者：王俊杰 單位：中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司