高速公路桥梁工程高墩结构的施工特征及技术应用
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作者:汪黎黎
摘要：文章介绍了高速公路桥梁工程的高墩结构施工特征，并从施工前的准备工作、钢筋制作和安装技术、模板工程安装工艺、混凝土浇筑施工技术、施工质量管控技术等方面，探讨了高墩结构施工技术的应用，并结合具体工程实例论证了高墩施工技术工艺的应用效果。
关键词：高速公路；桥梁工程；高墩结构；施工技术
中图分类号：U443.22-A-43-135-3
0 引言
高速公路建设是我国交通领域基础设施建设的重要组成部分，其建设规模、建设质量、投入使用后的性能等都反映着我国的交通事业的发展水平。桥梁工程是高速公路建设中的关键项目，一旦遇到多山环绕的地势环境，就需要科学规划桥梁工程施工。面对建设条件特殊的情况，应用高墩结构可保障施工质量，并有效提高桥梁的投用效果。但高墩结构对技术工艺的要求较高，只有把握高墩结构的施工特征，积极规范和强化技术应用，才能更好地提升施工质量，全面满足现代交通建设的需求。
1 高速公路桥梁工程高墩结构的施工特征
1.1 多专业复杂交叉
高速公路桥梁工程高墩施工项目，往往需要在规划、设计、施工等诸多环节中综合运用土木工程、工程地质学、工程力学、水利工程学等诸多学科的专业知识。科学的高墩施工，要求按照既定流程执行不同工序，因此在施工现场会严格强调各工种、各岗位人员的组织协作性，要立足本岗位展现高度责任心与专业性，才能解决好庞大复杂工程的困难和问题。
1.2 施工周期长
桥梁工程高墩施工工序中，需要在模板内浇筑混凝土，因模板的受力有明确的承受限制，因此在混凝土浇筑时单次浇筑高度上限仅为3 m。由于高墩结构的体积相对较大，因此一座高墩结构可能需要循序浇筑10～30次才能完成，这样就会直接拖长高墩施工周期。此外，高墩施工一般在户外进行，遇到雨雪等极端天气影响，也会出现工期拖延的情况［1］。
1.3 施工投入大
为保障桥梁工程高墩施工的进度与质量，很多工程都会选择平行作业来推进施工。由此，要求每座高墩结构的柱体都应独立搭建模板以便独立施工，模板高度可达6 m，所以施工方需要积极投入更多资金来制作模板系统。与此同时，高墩施工常需启动高吨位的吊车进行辅助施工，但可能与平行作业的需求产生一定的冲突，施工方只能尽可能增大投入，引入更多机械设备，确保平行作业的顺利进行。
1.4 施工技术要求高
桥梁工程高墩施工的工程量大，周期长，要确保质量就有必要在质量管控方面提高技术要求。而且，对于复杂地势环境带来的干扰，施工方也需要积极做好技术性应对。同时，施工过程中还需要通过安全技术措施来有效降低高墩结构高空作业阶段的安全风险。
2 高速公路桥梁工程高墩结构施工的技术应用
2.1 施工前准备工作
高速公路桥梁工程高墩结构在施工前，应做好测量放样、桩顶清理、钢筋加工、物料准备、设备运输、脚手架搭建等相关工作。
（1）测量放样工作方面，应准确获取高墩柱的中心、结构线等参数，合理控制墩周到中心线的偏差＜10 mm，确保墩柱倾角低于墩高的1%。要提前在全站仪的精准定位下预埋钢筋，浇筑制作承台后，采取固定措施降低混凝土的扰动。若人工测量无法满足测量需求，可借助吊垂球来辅助完成测量，但并非是唯一的辅助手段。要提升测量精准度，减少测量偏差，还需要利用全站仪等精密仪器，对高墩平面偏差实施纠正。
（2）桩顶清理工作方面，应在测量放样环节结束后，对桩顶出现的杂物以及表层混凝土浮浆进行清除，为后续的钢筋工程施工提供便利。
（3）钢筋加工方面，应注意使用套筒做好机械连接，要求钢筋轴线与切面垂直，可用砂轮切割机裁切钢筋，避免钢筋外观的翘曲等变化。钢筋下料时，要合理确定丝头长度，并在丝头外侧做好标记，便于后期定位检查。
（4）物料准备工作方面，应按预算量的110%标准来准备物料，物料的选购应充分考察市场情况，着力与高信誉度、高口碑的供应商合作，确保物料供应的充足和质量。物料的摆放区域应有必要的弹性空间，为存放物料奠定基础。
（5）设备运输方面，考虑到高墩结构的施工需要大量的模板，因此要按照施工现场的实际情况，参照施工设计图以及高墩结构图，安装垂直电梯以及塔吊机械。
（6）脚手架搭建方面，应加强对搭设点受力情况的检测和监控，确保受力处于正常范围，不影响脚手架的安全稳定性。脚手架的支撑部位要确保拥有足够的支撑面。对于自带底托的碗扣件，则应先铺设枕木或浇筑承台，再安置碗扣件，提升脚手架搭建科学性与高墩施工规范性。
2.2 钢筋制作和安装技术
钢筋工程是高墩施工中的重要内容，对技术的要求也十分严格。在钢筋制作方面，可在施工现场周边适宜的位置建立钢筋加工棚，按照施工的工艺要求以及设计方案来制作各种规格、各种用途的钢筋。钢筋加工制作的^程要严格确保钢筋的长度、笔直度、弯曲度等达到规定标准。制作完成的钢筋应按照工期的安装施工顺序陆续运至工地，运输中必须采取安全防护措施，避免出现钢筋滑落、遗失以及筋体受损等问题。在钢筋安装方面，一般要考虑具体的施工环境来选择安装作业方式，对于直径＞25 mm的钢筋可启动机械设备来辅助安装，对于直径＜25 mm的钢筋则可人工焊接安装。无论在钢筋的绑扎还是焊接安装中，都应控制节点错开的位置，加强节点连接性。当高墩施工中选择下放钢筋笼作为混凝土浇筑结构内部的龙骨支撑结构后，可促进整体高墩应力的一致性。需要注意的是，就单体钢筋笼骨架而言，可选8根主体钢筋进行配置，其直径要＞30 mm，配筋直径不能小于主体钢筋直径的3/10，要控制好配筋间隔距离，原则上以500 mm为宜。若龙骨结构稳定性越高，则高墩的抗压性会越强［2］。
2.3 模板工程安装工艺
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高墩施工中，由于高墩结构一般都有庞大的体积规格，因此用于围挡混凝土的模板所受到的施工压力会处于较高的水平，因此模板工程施工应严格控制施工质量，以追求稳定性为目标。因此，选用钢模板时可以300 mm的高度为主，厚度应＞50 mm。模板的内部要具有相当高的光滑度，在此基础上，可进一步增强模板外部的护持厚度与强度，以便扩大底座应力的水平。板材进行拼接时，可用两个半圆板材来组合拼接柱状模板，这样可大幅增加模板工程施工稳定性。安装模板中，运用翻模施工的方法，借助液压自升平台，持续控制模板的抬升与下落。平台装置如图1所示。模板安装中要注意拼接质量，若拼接处留有缝隙，则可向缝隙中挤压油膏，或使用硅胶封堵缝隙。
2.4 混凝土浇筑施工技术
混凝土浇筑施工过程中，应高度重视桥梁高墩外观的平整性，若操作不当而导致外表出现气泡、起砂、裂痕、蜂窝等异常情况，将对高墩以及桥梁的施工质量以及高速公路后期的使用寿命造成一定的影响。因此加强混凝土浇筑的技术应用和控制是十分必要的。
（1）混凝土的配制必须严格按照施工设计要求，关键做好水泥、骨料等原材料与水的配比控制，在此基础上，还应充分考虑高速公路桥梁工程高墩结构性能要求，通过加入一定比例的掺和剂来增强高墩结构稳定性。
（2）混凝土配制结束后，必须用专用搅拌机运输，运输时要注意观察是否发生漏浆、渗水、坍落度损失过高等现象。运输途中还应持续慢速搅拌，一般将速度控制在每分2到4转为宜。在搭好的高墩模板中进行混凝土浇筑时，要逐层浇筑。浇筑的厚度与温度均要严格按要求来执行，如厚度在15±5 mm时，温度应控制在15 ℃左右。单层浇筑要保持连续性，以便有效提升浇筑质量，而分层浇筑则要把握好与下层的间隔时间，以便增强各层之间的连接性能［3］。
（3）混凝土浇筑结束后，应采取必要的手段来检测墩体的强度，若强度达标，则可以有序拆除模板。模板在分体拆除时，应避免周边尖角对浇筑体造成碰撞和刮蹭。模板拆除结束后，要及时在浇筑体外表覆盖塑料薄膜。工作人员要在适宜的位置持高压泵对浇筑体进行洒水养护，以便平衡浇筑体的内外温差，降低裂缝生成的概率。
2.5 施工质量管控技术
高速公路桥梁工程高墩结构在施工期间，必须要密切关注质量管控，因此，积极执行施工质量管控技术手段十分必要。（1）通过必要的市场考察，选用先进的监控系统，在施工现场积极部署监控节点，形成全方面、零盲区、全天候的监控信息系统，可在及时查明施工中某些环节的突出问题后进行针对性解决。（2）必须高度重视施工安全，加强安全防护，执行“人员无防护不进场”的严格规定，持续降低施工相关的安全风险隐患。必须对不同施工环节建立安全检查台账，要求工作人员及时记录。（3）高墩施工开始前需要再次对准备的材料进行质量检测，同时还要在施工中不间断地对施工材料进行质量抽检，若发现质量不达标，则要对同批次购买的材料进行全面检测，并将材料供应商列入非诚信合作伙伴名单［4］。
3 高速公路桥梁工程高墩结构施工的实例论证
（1）以广西南丹至天峨下老高速公路№3合同段登里1#高架特大桥为例，桥梁总施工长度为1 064.1 m，整体式路基宽度为26.0 m，设计速度为100 km/h，设计荷载为公路-Ⅰ级。工程按左、右两幅设计，桥上布置双向四车道。该工程的施工现场地质环境相对复杂，因此施工设计中主要推行高墩施工方案（见图2）。本项目中超过40 m规格的高墩身设计结构形式主要为矩形实心墩和薄壁空心墩。其中登里1#高架特大桥的左幅3#和右幅8#墩为矩形实心墩；左幅2#、8#、9#、12#、13#、14#、15#墩以及右幅2#、12#、13#、14#、15#墩为薄壁空心墩。以13#、14#、15#主墩的施工作为重点。登里1#高架特大桥主墩壁厚为1.2 m，边墩壁厚1 m，一般引桥空心墩壁厚50 cm或60 cm，空心墩中间位置设一道横隔板。13#、15#主墩为双肢墩，单肢平面尺寸为8 m×3 m；14#主墩上部采用双薄壁空心墩，单肢平面尺寸为8 m×3 m，下半部分采用整体箱式空心墩，平面尺寸为11 m×8 m。墩身高度为131 m。双肢墩与箱形墩上部双肢爬架布置一样。为了在高墩结构的施工中尽可能严格按照设计要求提升施工质量，该工程对施工技术提出了更高的要求。
（2）高墩施工前施工方认真对施工现场周边区域进行了地质地形勘察，发现在施工设计图中所标明的各主墩施工位置，呈现显著的剥蚀低山的地形地貌特征，地势相对较高，地形起伏较明显，经测该地段自然坡角度保持在20%～40%水平。施工区域的地层岩性主要为三叠系中统砂岩、泥岩、页岩、泥质灰岩等。地形的侵蚀切割迹象较突出，山岭陡峻挺拔，呈尖削的鱼脊状。水文地质条件方面，设计勘察结果为无明显地下水位，主要为上层水位（雨季雨水），因此该位置的地质结构相对复杂，适宜启用高墩施工技术。同时，经过现场勘察，对可能在施工中遇到的危险因素进行了识别，对可能拖延工期或影响施工质量的因素进行了确定，相应完善了安全施工防护措施。在准备工作中，施工方还认真检查了不同材料、构件、机械设备的完好情况与工况性能，避免出现影响施工的不利因素［5］。
（3）在开始高墩施工后，为了确保整体结构的稳定性，施工方严格执行施工技术工艺，有序按照钢筋制作和安装、模板工程安装、混凝土浇筑施工、除模养护等环节完成施工。
（4）针对该高墩结构施工确定的工期，积极在施工现场布置全天候高清监控系统，可远程控制监控视角，加大安全防护管控的力度。同时，科学设置了应急处置小组，制定应急预案，对施工现场所有的重大危险源信息进行全面广泛、认真细心的收集调查与分析处理，实现常态化、全天候、零死角、无盲区的安全监测，并激活施工现场的安全施工预警机制，一旦现场有施工安全事故隐患，就会及时启动应急处置机制有效处理。
（5）该工程在施工前、施工中均对所有施工材料的质量进行检测，严格控制施工材料的自身质量不出现问题，从而确保高墩施工安全性和稳定性。施工现场的材料均按照设计要求规范入库摆放，为正常完成本工程提供了保障。
4 结语
高速公路桥梁工程高墩结构的施工，在施工准备、钢筋制作安装、模板安装、混凝土浇筑、质量管控等诸多环节都有严格的技术要求，应扎实落实各项施工技术的应用，严格执行各类技术标准，积极克服复杂地质环境对工程施工的影响，从而提升高墩结构施工质量，优化高速公路桥梁工程的综合性能。
参考文献
［1］庞杰忠.高速公路桥梁高墩施工技术的应用分析［J］.西部交通科技，2020（1）：104-105，112.
［2］刘景雷.高速公路桥梁高墩施工技术探讨［J］.公路交通科技（应用技术版），2015（5）：151-152.
［3］陈 京.高墩施工技术在高速公路桥梁施工领域中的应用与实施要点分析［J］.江西建材，2016（6）：196.
［4］孙志雨.高速公路桥梁高墩施工技术要点分析［J］.工程技术研究，2018（16）：217-218.
［5］赵泽亮，龙麟优，韦江艳.高速公路桥梁高墩施工技术及实施要点分析［J］.西部交通科技，2021（4）：186-188，198.
作者简介：
汪黎黎（1986―），工程师，主要从事高速公路施工安全管理工作。
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