桥梁高墩施工技术

2014-11-26马建龙MAJianlong

价值工程 2014年8期

马建龙MA Jian-long

（山东东方路桥建设总公司，临沂 276005）

（East Highway and Bridge Construction Corporation of Shandong，Linyi 276005，China）

0 引言

我国公路桥梁随着社会的不断进步，也随之发展起来，然而在公路桥梁施工中高墩台施工最为重要，高墩台是桥梁建设中施工难度最大、技术含量较高，对操作人员素质要求严格的重要节点工程。特高空作业，更容易产生安全隐患，发生各类安全事故。桥梁墩台承载着桥梁上部结构传下的荷载，并将它传递给地基基础。另外，桥墩还要承受流水压力、风力、波浪力以及可能发生的冰压力、船只和漂流物撞击力的作用。因此，桥梁墩台的作用就显得格外重要。它要求施工质量必须有保证。

1 目前桥梁高墩施工的现状

在桥梁施工过程中，桥梁高墩施工是一种非常常见的施工方式，它在桥梁稳定方面起着非常重要的作用。随着世界范围内重大交通基础设施的不断开工，桥梁的桥墩高度越来越高，施工的难度越来越大，为适应工程需要，在上世纪70年代初，一种新型的模板体系——爬升模板应运而生。随着爬模技术在我国桥梁修建中的应用，我国的桥梁高墩施工技术进入了一个新的阶段，极大的提高了我国桥梁修建的效率。

2 高墩台施工特点

①高墩台施工测量控制难度大。对于高墩台来说，截面相对面积小，墩身高，墩身柔度大，重心高，施工精度要求高，施工时轴线控制难度大。②模板和机械设备投入大。由于单根高墩台的施工周期长，且受总工期的限制，各大桥的高墩台只能采用平行作业的施工组织方法，这样模板的投入相当大。受起吊能力的限制，高墩柱施工须配备大吨位吊车，而且各单位又不能充分利用，导致机械设备的投入也大。③高墩台施工接缝要求高。高墩台不仅是一个受压构件，而且还要受弯矩扭矩作用，进而就要使墩柱有一定的柔软性，在荷载和各种因素的作用下弯曲是不可避免，因此对高墩台施工和处理接缝要求非常高。高空作业，施工安全特别重要，必须编制安全技术措施。

3 公路桥梁高墩台施工的主要方法

3.1 墩柱支架搭设墩柱脚手架主要起稳固模板、操作架、支撑及垂直运输作用，必须具有足够强度、刚度、稳定性；支撑部分必须有足够的支撑面，如安设在土基上，土基必须有足够的强度，而且有排水措施，脚手架立杆间距和横杆步距必须满足使用要求，并在施工前通过力学验算，严格按照经监理工程师审批的支架方案进行搭设。

3.2 钢筋工程墩柱支架搭设完成后进行墩柱钢筋绑扎施工。钢筋统一在加工棚进行下料和制作，钢筋的调直、截断及弯折等均应符合技术规范要求，钢筋加工完成进行编号堆放，运至作业现场再用吊车吊至作业平台进行绑扎、焊接。钢筋在安装的过程中，应注意主筋间距及箍筋间距在容许范围内，即主筋为±20mm，箍筋为0，-20mm。钢筋在模板内应注意保护层的间距即应在±5mm 范围内。对于变截面高墩，应注意墩柱主筋接长时注意焊接接头必须错开，使接头钢筋面积不超过钢筋总面积的25%。箍筋接头应在四角错开，弯钩长度满足设计及抗震要求。墩柱边侧的保护层利用垫块来保证，然后对盖梁钢筋进行预留，最后采用垂线法定位，使用吊车准确就位，使得中心偏差控制在2cm 范围内。

3.3 模板的安装在模板安装前，内模应涂抹BT-20模板漆，以保证拆模顺利完成。在使用模板漆的过程中应注意下列事项：模板漆在使用前模板必须保持干燥，使用前清除浮尘（锈）、去油污（腊）等处理以提高模板漆对模板的粘结力，模板漆涂抹一道即可，最佳使用量为8-12m2/kg，在实干（24h）后方可进行砼施工，涂膜重复3-5 次后，须去除旧漆膜，可使用BT-22 特种脱漆剂，5-10 分种即可脱除旧漆膜，冲洗、擦净、晒干即可重新涂刷，用过的漆不能与未用过的漆混合，以免变质凝固，模板漆储存时间一般为6 个月，在模板的安装过程中，应用吊车吊装的方法进行模板的安装。

3.4 砼工程在旧砼的施工接缝面上，或在间歇时间超过规定的已硬化的前层砼表面上继续灌筑新砼，应先凿除施工接缝面上的水泥砂浆薄膜和表面上松动的石子或软弱砼层，并以压力水冲洗干净，使之充分湿润，不存积水。浇筑前，宜在施工缝表面上铺一层厚约15 毫米与砼灰砂比相同且水灰比略小的水泥浆，再接灌下层砼。施工接缝处的砼应加强振捣，使新旧砼紧密结合。砼必须分层浇筑，自下而上进行，随灌随振捣，浇筑层厚度按插入式振捣器作用部分长度的1.25 倍控制。

3.5 砼的养护砼的养护是保证砼强度正常发展，防止干缩裂纹的必要措施，砼养护的基本方法：用湿麻袋、草帘或湿砂遮盖，防止风吹日晒，并经洒水或喷雾保持湿润，并指派专人做好养护工作。

3.6 砼的拆模在砼强度达到一定强度之后，就要拆模，以加速模板的周转，拆模的时间应根据砼强度的增长情况和结构受力的要求来决定。拆模时砼强度的要求：①不承重的侧面模板，应在砼强度达到能保证其表面及边棱角不因拆模而受损坏时方可拆模；一般情况下待砼强度达到2.5MP 以上方可拆模。②对承重的底面模板，应在砼强度足以安全地承受其结构自身重力和外加施工荷载时，方可拆除，拆模时砼强度不得低于设计强度的70%。

4 桥梁高墩施工中最为关键的技术——爬模施工

4.1 爬模设计的工艺原理在爬模结构中受力的主体是空心桥墩已经凝固的混凝土墩壁，整个爬升设备的主体由液压千斤顶顶升油缸以及内爬支脚机构的上下爬架组成，其上下爬架分别与油缸体与油缸的活塞运动杆相铰接，上爬架与外套架相连接，这样就连同外套架连接网架工作平台共同形成了整个的爬模结构。缸体作为固定的部分，活塞杆则作为运动的上升部分，同上下爬架一样，一个固定一个上升的相对运动，从而形成了一个上爬架与内套架，下爬架与外套架相互交替上升的爬模系统，达到爬模结构爬升、就位、校正的目的。整个爬模系统的爬模上升都要由内外套架运动来实现。随着内外套架产生相对运动，爬模也随之产生相应方向的改变。内套架之间的导向轮能够保证整个系统上升的平稳度。当内外套架产生相对运动时，模也不断的上升，这时塔吊双臂随着爬模的上升而抬升，物料被吊起，当内外套架产生相向运动时，爬模下降，塔吊双臂也随之下降，物料被放回地面，整个过程都依赖着内外套架的运动。

4.2 爬模的结构爬模的结构相对来说比较简单，概括的说就是分为承重结构以及爬行结构，具体的包括：爬行网架的主工作平台、内外套架、双悬臂双吊钩塔吊、内爬的支脚系统、液压顶等起重设备、模板、支撑系统、控制系统、配套电力系统等。网架的主工作平台是整个爬模结构的基础部分，承载着主要的爬升系统的运行，为爬升系统提供了一个工作的平台。在这个平台上安装塔吊，同时需要用L 支脚进行固定，塔吊的下方是用来进行爬升的液压千斤顶升降系统的爬架，用来完成整个爬架的爬行。在其中间还要安装配电设备以及控制系统。这个结构的链接过程中，从运输方便、安装以及拆卸便捷的角度考虑在链接时同架结构的构建一律采用万能角铁杆件和连班用螺栓进行连接，这样就会极大的提升整个工程的工作效率。

中心塔吊安装在整个平台的中心，是整个爬升系统的工作手，也是整个工作构建中最为核心的工作部分，同时还要承受爬升过程中产生的重力，这就需要在考虑其承重能力的同时，还要考虑在施工过程中上料的方便程度，双悬臂双吊钩塔吊在有利于承重的前提下，可以满足双向上料，安全、快捷。这个爬模系统的运动是通过内外套架的运动来实现的，它是整个系统的发动机。内爬支脚是爬模系统的第二发动系统，它带动的是整个平台的上下移动。液压顶升机构是整个爬模系统的动力源泉，靠液压千斤顶的活塞运动产生的推动力，才能支撑整个爬模系统的顺利运行。

图1 爬模施工结构示意图

4.3 爬模的组装了解了整个爬模系统的结构，其安装的过程就相对明晰了。为方便工程的进行，确保安装的安全有序，爬模的组装一般选择自下而上的安装顺序，或者是按照工作组进行分别安装，最后通过其他提升设备进行辅助二次组装。在整个安装的过程中务必保证相连接的各部件之间的紧密性以及准确度，同时由于各部件之间的关联性较强，一旦设计好了安装的顺序后，切忌随意更换安装顺序，造成安装的失败，降低了安装的效率。还要注意安装过程中各部件之间的润滑以及防尘的处理。

4.4 爬升的工艺在混凝土的浇筑过程中采用两层模板，先用一层模板浇筑，浇筑完成后让其自然凝固，在凝固完成后启动爬升系统，爬升到指定位置之后，拆除下层模板，用钢筋进行固定，然后用另一层模板进行浇筑，这样进行循环浇筑，直至达到设计要求的高度。

4.5 墩帽的施工工艺当主工作平台爬升高度超过设计高度的30 厘米时，停止爬升，浇筑到墩身空心段顶标高时停止浇筑，并需要预埋链接螺栓，然后拆除墩壁的内模。

5 目前桥梁高墩施工中其他常见的施工方式

除了现在应用较为广泛的爬模施工技术外，还有几种高墩施工的工艺也较为常见：①滑模施工。滑模施工的过程中就是将模板挂在工作平台周围的围圈上，通过千斤顶的提升，随着浇筑的进行而提升。其主要的机构包括内外两侧的模板、工作平台、工作过程中的提升吊篮、提升设备以及灌注过程中的混凝土平台。②液压翻模施工。液压翻模施工在高墩施工中也经常会被采用。它是在有一定强度的混凝土墩身上建立一个液压翻模工作平台，平台的提升动力是靠千斤顶等液压起重设备，在平台到达合适的高度以后通过吊篮等起吊系统将内外吊挂提升，工程的操作人员是在吊挂上完成对模板的安装、提升以及拆卸工作，并在吊挂上完成钢筋加固等一系列的工作。