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高墩施工技术在公路桥梁建设中的应用

2024-07-05 28 上传者：管理员

摘要：文章以探明大型公路桥梁高墩柱施工技术为研究目的，结合成都至宜宾高速公路沿线大型桥梁的矩形高墩柱工程实例，着重探讨了基于劲性骨架、模板翻升等工艺的墩柱施工方案。结果表明，案例工程结果如期完工，各桥梁各墩桩均达到了验收质量标准，且施工期间未出现安全事故。可见，大型公路桥梁高墩柱施工具有一定难度，借助更加稳固的骨架结构，并配合翻模法可取得理想的施工效果，值得推广应用。

关键词：
公路桥梁
施工技术
混凝土浇筑
质量控制
高墩柱
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高墩施工技术是指在公路桥梁建设中，针对高度超过一定标准（通常根据具体工程要求和地区规范而定）的桥墩所采取的一系列施工方法和措施。这种技术涉及桥墩基础处理、模板设计与搭设、钢筋骨架的安装、混凝土浇筑与养护等多个施工环节，以确保高墩的稳固性和承载能力。以下就结合工程实例，着重探讨公路桥梁的高墩施工技术，希望能为相关领域工作者提供一定参考。

1、高墩施工技术的概述

1.1高墩施工技术的定义与特点

高墩柱具有以下特点[1]:

(1）技术复杂度高。

由于高墩的高度较大，其施工涉及的结构设计和施工工艺都相对复杂，需要综合考虑地质条件、荷载要求、施工环境等多方面因素，确保施工过程的稳定性和安全性。

(2）施工周期长。

高墩施工往往需要在桥墩基础处理、钢筋骨架安装、模板搭设、混凝土浇筑等多个环节进行精细操作，这些步骤都需要时间完成。因此，高墩施工技术的实施周期相对较长。

(3）质量控制要求高。

高墩作为公路桥梁的重要组成部分，其施工质量直接影响桥梁的整体稳定性和安全性。因此，在高墩施工过程中，需要严格控制各个施工环节的质量，确保施工结果符合设计要求和相关标准。

(4）环境影响显著。

高墩施工往往涉及大量的土方开挖、混凝土浇筑等作业，这些作业对周围环境影响较大。因此，在实施高墩施工技术时，需要充分考虑环境保护要求，采取相应的措施减少对周围环境的影响。

(5）技术创新与可持续性。

随着公路桥梁建设的不断发展，高墩施工技术也在不断创新和改进。现代高墩施工技术不仅注重施工质量和安全性，还更加注重技术创新和可持续性，以满足日益增长的交通需求和环境保护要求。

1.2高墩施工技术的适用条件

(1）从工程需求来看，高墩施工技术适用于那些需要跨越宽阔河流、峡谷或其他障碍物，且桥墩高度超过常规标准的公路桥梁建设项目。

(2）地质条件是高墩施工技术适用性的关键因素。高墩施工通常要求地基稳定、承载能力高，并且能够承受施工过程中的各种荷载。因此，适用高墩施工技术的地质条件包括岩石、坚硬土层或经过适当处理的不良地质条件，如软土、砂土等。这些地质条件能够提供足够的支撑力，以确保高墩的稳定性和安全性。

(3）环境因素也是影响高墩施工技术适用性的重要因素。高墩施工往往需要在复杂的自然环境中进行，如山区、河流沿岸等。在这些环境下，施工条件可能较为恶劣，如地形崎岖、气候条件恶劣等。因此，高墩施工技术需要具备较高的适应性和灵活性，以适应不同的施工环境和条件。

(4）技术可行性也是决定高墩施工技术适用性的重要因素。高墩施工涉及多个技术环节和施工工艺，需要施工单位具备相应的技术能力和经验。

2、高墩施工技术在公路桥梁建设中的应用

2.1项目概况

成都至宜宾高速公路ZCB3-4项目起点桩号为K79+505，止点桩号为K85+095，采用设计速度为120 km/h、路基宽度为34.5 m、双向六车道的高速公路技术标准，路线全长5.59 km。该项目桥梁工程共4 683.6 m/15座（单幅），上部结构采用预应力简支T梁和预应力混凝土现浇连续箱梁，下部构造采用柱式墩、矩形墩，桥台采用重力台、肋板台，桩基础采用端承钻孔灌注桩基础、扩大基础，墩柱高度大于40 m的矩形墩共计26根。

2.2施工工艺流程

矩形墩施工工艺流程如图1所示[2]。

图1矩形墩施工工艺流程图

2.3高墩施工关键技术要点

2.3.1施工准备工作

(1）图纸会审。

根据施工图纸等设计文件，组织项目相关技术人员熟悉，结合进入施工现场踏勘了解的情况进行施工图纸会审。

(2）试验准备。

高墩施工前对所用原材料包括钢筋、水泥、地材、掺加材料及相关配件进行取样，并向工地试验室或外委送检，同时确定混凝土的配合比，确定合格后方可进行现场施工作业。

(3）测量准备。

在高墩施工作业前，对测量控制网进行复核，建立符合规范等级要求的施工控制加密控制网，控制点精度要求应满足施工需要。

(4）物资材料、机械设备准备。

按照施工设计图相关内容，做好钢材等材料的准备工作，保证物资材料按施工计划供应，满足施工需要。根据现场施工要求，安排性能好的机械设备进场。进场后，立即进行调试、维护与保养，以保证设备正常运转。

2.3.2劲性骨架制作和安装

(1）劲性骨架施工时，主要考虑以下因素[3]:

(1)主筋接长时稳定的需要。

(2)劲性骨架自身稳定及精确定位钢筋刚度的需要。

(3)承台施工时，对墩柱劲性骨架预埋，预埋深度为150 cm；墩柱劲性骨架标准节段高按4.5 m/节进行分节设置，局部节段随墩柱单次浇注调整。标准节段施工中，劲性骨架外露预留长度为20 cm，骨架每次安装4.5 m，并与基础节塔身混凝土浇筑后预留的外露劲性骨架进行搭接，搭接后的劲性骨架总高度为4.7 m。

(2）劲性骨架加工：

(1)劲性骨架在钢筋加工场进行集中加工，每段骨架标准高4.5 m。

(2)为方便加工，根据骨架制作的重复性，劲性骨架所用型钢应严格按照设计尺寸进行下料，在加工场实样划出各大小片的尺寸、型钢布置的位置。

(3)加工时应严格控制主要受力角钢及水平角钢位置，通过采取设置焊接胎架和劲性夹具的措施控制焊接变形，减少加工误差。

(4)劲性骨架制作好后进行拼装检査，检査合格后方可运输到施工现场，利用塔吊将骨架吊至安装位置拼成整体，减少现场安装时间。

(3）劲性骨架现场安装：

(1)劲性骨架运输至施工现场后，利用施工塔吊吊运至墩身施工节段位置就位，骨架上、下两节段间应采用等强度焊接连接。

(2)骨架安装高度应满足每节塔柱混凝土浇筑和钢筋绑扎需要。

(3)骨架安装前，应对已有骨架顶角点测量高程；若有偏差，利用主角钢接头的连接角钢将标高调整一致。

(4)骨架起吊就位后，应首先用吊垂球控制其斜率进行初步定位，然后用全站仪测量其上口坐标，对结合部位进行点焊，在确认位置无误后再分段进行焊接。

2.3.3钢筋加工和安装

(1）钢筋加工。

所有钢筋均在钢筋加工场集中加工，主筋采用“自动锯切+车丝+打磨”生产线集中加工，箍筋采用数控弯箍机加工，经检验合格后运至现场进行安装。

(2）钢筋安装。

钢筋安装应按竖向主筋、水平筋、箍筋、倒角筋的顺序进行安装。在劲性骨架平联上预留主筋位置并接长主筋，主筋采用滚轧直螺纹连接，根据施工要求配置各分段长度和加工端头螺纹。主筋采用塔吊提升至待安装位置后，人工逐根提起对接，使用管钳拧紧钢筋接头，并及时绑扎在劲性骨架上予以稳固，并保证其竖直度、间距和倾角符合设计要求。箍筋和分布钢筋按照自下向上的顺序进行安装，箍筋必须紧贴主钢筋；箍筋和分布钢筋层间距准确，每层内的钢筋保持在同一水平面内，安装牢固[4]。

2.3.4模板施工

(1）模板设计。

每个墩柱配置3层模板，其中2层用于活动层模板，1层用于固定层模板。每层模板高2.25 m，长度与墩柱截面边长一致，面板厚度5 mm；背肋采用[10槽钢，间距为30 cm；短边背架采用2I16双槽钢，长边背架采用2I25双槽钢，间距为1.35 m；四角斜拉杆采用Φ25精轧螺纹钢，模板采用塔吊安装。

(2）模板安装。

关模前应先将模板打磨抛光，并保证板面清洁。在安装第一模的时候必须测量出四个角的高程，保证浇筑第一模时的模板处于水平状态。模板使用Φ20高强螺栓进行连接，模板关好后采用四角拉杆进行加固，拉杆采用Φ25的精轧钢。

(3）模板翻升。

当混凝土强度达到10 MPa时可以进行拆模。翻模施工时，拆模后应先将模板向外移出再利用塔吊向上翻升。每次翻升保留上面一节模板，把最下面的二层模板逐层拆开并移出，再利用塔吊将模板吊起，并放置于上层模板的相应位置，最后进行模板组装并用高强螺栓将该节模板与下层模板连接，每次安装高度为2.25 m。

2.3.5混凝土浇筑

墩身混凝土采用集中拌和，拌和过程中必须有试验员在现场，以控制混凝土质量。采用混凝土运输车运至施工现场后，应先采用塔吊提升或泵送入模；当墩柱浇筑到较高位置且汽车泵无法输送时，应采用塔吊吊运入模浇筑。混凝土自由倾倒高度超过2 m时应使用串筒，避免混凝土离析。

严格控制好混凝土的坍落度，确保坍落度控制在设计范围以内；为确保混凝土外观色泽一致，混凝土必须采用同一厂家、同一标号、同一品种规格的原材料进行拌制。

在墩身混凝土浇筑前，应先对接触面进行洒水湿润。

混凝土采用分层浇注，分层厚度控制在30 cm，对称布料，以免墩身模板整体倾移。混凝土振捣使用50型插入式振捣棒，振捣棒移动间距不应超过振动棒作用半径的1.5倍，并与侧模保持5～10 cm的距离。振捣时应插入下层混凝土5～10 cm，采取“快插慢拔”的振捣方法进行振捣，效果以不出气泡、混凝土不下沉及表面呈现浮浆为准。振捣应充分，防止过振、欠振和漏振现象的发生。

混凝土浇筑时应随时进行墩柱位移的观测记录，检查模板支撑是否松动，预留孔是否移位等，发现问题应及时采取补救措施，确保浇筑的墩身垂直度、混凝土内实外光线形流畅。

对完成混凝土浇筑的墩身应指派专人对混凝土进行养护，在混凝土浇筑12 h后开始洒水养护，防止产生干缩裂缝。混凝土浇水养护的时间不得小于7 d，浇水应使混凝土表面能保持连续的湿润状态。

3、高墩施工技术的质量控制措施

高墩施工技术的质量控制措施是确保高墩施工质量和稳定性的关键。针对高墩施工的特点和难点，质量控制措施应贯穿整个施工过程，从施工准备到施工完成，并涉及材料选择、施工工艺、监测与检测等多个方面。具体质量控制措施主要包括以下几个方面[5]:

(1）材料选择是高墩施工技术质量控制的基础，应选用符合规范要求的优质材料，如高强度混凝土、优质钢筋等，以确保施工质量和耐久性。同时，对于进场的材料应进行严格的质量检验和控制，确保其符合设计要求和相关标准。

(2）施工工艺的质量控制是确保高墩施工质量的关键。在施工过程中，应严格按照施工方案和操作规程进行施工，确保每个施工环节的质量都符合要求。对于模板设计、钢筋骨架安装、混凝土浇筑等关键工序，应实施专项的质量控制措施，如模板尺寸和位置精度控制、钢筋骨架焊接和固定的质量控制、混凝土浇筑和振捣的质量控制等。

(3）监测与检测也是高墩施工技术质量控制的重要手段。在施工过程中，应定期对高墩进行变形监测和应力检测，及时发现和处理潜在的质量问题。同时，对于施工完成后的高墩，应进行全面的质量检测和评估，确保其符合设计要求和相关标准。

(4）质量控制措施的实施需要有效的管理体系和制度保障。施工单位应建立完善的质量管理体系，明确质量目标和责任分工，确保各项质量控制措施均得到有效执行。同时，应加强施工现场的管理和监控，及时发现和处理施工过程中的质量问题，确保高墩施工的质量和稳定性。

4、结语

该研究通过对高墩施工技术在公路桥梁建设中的应用进行系统分析和研究，深入探讨了其在实际工程中的应用情况、技术特点、质量控制措施以及经济效益与社会效益。研究结果表明，高墩施工技术作为公路桥梁建设中的关键技术之一，在提高桥梁稳定性和承载能力方面发挥着重要作用。随着技术的不断创新和发展，高墩施工技术将继续向着更高效、更环保、更可持续的方向发展。该研究为高墩施工技术在公路桥梁建设中的实践提供了理论支持和指导，可为相关领域的进一步发展提供有益参考。

参考文献:

[1]李永飞.高墩施工技术在公路桥梁建设中的应用[J].科学技术创新, 2024(1):143-146.

[2]时芸.高墩施工技术在公路桥梁工程中的应用[J].交通世界, 2023(32):172-174.

[3]熊训红.高墩施工技术在公路桥梁建设中的应用[J].运输经理世界, 2023(30):101-103.

[4]朱怀富.高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用[J].运输经理世界, 2023(16):130-132.

[5]魏慧平.高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用[J].四川建材, 2022(9):123-124.

文章来源:卿三林.高墩施工技术在公路桥梁建设中的应用[J].交通科技与管理,2024,5(13):142-144.