簡(jiǎn)要：隨著我國(guó)高速公路事業(yè)的飛速發(fā)展，為了提高高速公路的行車速度和行車舒適度，在高速公路路線優(yōu)化方面提出了更高要求，這樣一來(lái)，使得山嶺地區(qū)橋梁高墩臺(tái)的設(shè)計(jì)越來(lái)越多。高墩
摘要：隨著我國(guó)高速公路事業(yè)的飛速發(fā)展，為了提高高速公路的行車速度和行車舒適度，在高速公路路線優(yōu)化方面提出了更高要求，這樣一來(lái)，使得山嶺地區(qū)橋梁高墩臺(tái)的設(shè)計(jì)越來(lái)越多。高墩臺(tái)橋梁已經(jīng)成為高速公路施工的主要和關(guān)鍵組成部分，由于高墩臺(tái)施工難度大、技術(shù)含量高，所以施工方法選擇不當(dāng)會(huì)引起嚴(yán)重的工程事故，造成不可挽回的損失。基于此,高速公路橋梁的高墩臺(tái)施工需嚴(yán)密結(jié)合工程實(shí)況,施工前做好施工組織設(shè)計(jì),高效合理地進(jìn)行總體布局,對(duì)施工人員做好施工培訓(xùn)教育,并對(duì)施工全過(guò)程加強(qiáng)控制力度,如此才能全面實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工程目標(biāo)。本文結(jié)合某高速公路106米高墩施工的成功案例，對(duì)高墩臺(tái)施工方法和技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹和對(duì)比說(shuō)明，希望能為后續(xù)其他高墩臺(tái)施工方法的選擇和施工技術(shù)控制提供參考。
Abstract: Based on a highway 106meters high pier construction of successful cases, this paper introduced the high pier construction method and technology; hope to be able to provide reference follow other high pier construction method selection and construction technology control.
高墩臺(tái)施工的主要方法有爬模施工、滑模施工與翻模施工。由于爬模施工形成施工平臺(tái)較困難，施工不便，成本相對(duì)較高，所以本文著重介紹滑模和翻模施工工藝。
高墩臺(tái)液壓滑模施工的原理是利用爬升式穿心千斤頂提升模板及工作平臺(tái),隨著混凝土的澆注,不斷向上滑升的原理施工,其特點(diǎn)是機(jī)械化程度高,施工速度快,施工占地面小,勞動(dòng)力消耗少等。但滑模施工技術(shù)性強(qiáng),施工控制難度較大，須有專業(yè)技術(shù)工人操作,并且混凝土外觀質(zhì)量較差。
翻模施工是傳統(tǒng)的施工方法,模板一般分3層,每層1.5m-2.5m,模板通過(guò)工人用手扳葫蘆提升安裝,澆一層混凝土,支一層模板的方法施工。其特點(diǎn)是外觀質(zhì)量較好,垂直度容易控制,但缺點(diǎn)是施工速度慢,機(jī)械化程度低。但隨著近年來(lái)施工機(jī)械化程度的提高，多采用高墩塔吊翻模施工工藝，模板分層也增加到3.0m甚至更高，這樣一來(lái)，減少了翻模的循環(huán)次數(shù)，節(jié)約了成本，加快了工程進(jìn)度，縮短了工期，因此翻模施工在近幾年高墩臺(tái)施工中得到了廣泛應(yīng)用。
隨著近年來(lái)對(duì)墩柱混凝土外觀質(zhì)量要求的不斷提高，以及出于安全、經(jīng)濟(jì)方面的考慮，此106米高墩采用塔吊翻模施工工藝，實(shí)踐證明，此工藝從施工進(jìn)度、外觀質(zhì)量、安全生產(chǎn)等各方面均取得了較好的效果。
1)滑模要根據(jù)高墩臺(tái)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì),包括內(nèi)模、外模、平臺(tái)、支撐、吊架、千斤頂?shù)牟贾眉安僮鞴竦暮侠矸胖谩?/div>
2)在墩臺(tái)上按照軸線放樣組裝模板、平臺(tái),安裝設(shè)備并進(jìn)行檢查。
3)安裝鋼筋，檢查合格后支設(shè)校正模板進(jìn)行混凝土作業(yè),混凝土要分層澆筑,每層高度30 cm左右,逐層向上澆筑。
4)待混凝土強(qiáng)度達(dá)到0.3 MPa左右，即用手觸有硬感時(shí)向上滑升模板,模板向上每次按5 cm的行程滑動(dòng)。滑模施工就是按照綁扎鋼筋、澆筑混凝土、滑升模板的方法交替循環(huán)作業(yè)。
5)混凝土的養(yǎng)生,養(yǎng)生時(shí)可在工作平臺(tái)上放置水包,用水泵加壓，在墩臺(tái)混凝土周圍用細(xì)PVC管做滴管進(jìn)行滴水養(yǎng)護(hù)。
6)在正常溫度下,滑升速度為30 cm/h左右,工人分班作業(yè),做好交接記錄。
7)若遇特殊情況,混凝土澆筑工作不能連續(xù)進(jìn)行時(shí),則應(yīng)使千斤頂每隔1 h左右提升1次,以免混凝土與模板粘結(jié)。繼續(xù)澆筑混凝土之前,須對(duì)施工縫進(jìn)行處理。
2、滑模施工應(yīng)注意事項(xiàng)
1)根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,墩臺(tái)豎直度偏差不應(yīng)超過(guò)墩臺(tái)高度的0.3%,且不超過(guò)20 mm。因此,在正常施工中,每滑升1 m就要進(jìn)行一次中心校正。滑升中如發(fā)現(xiàn)偏扭,應(yīng)即刻查明原因并進(jìn)行糾正,糾正的方法一般是將偏扭一方的千斤頂相對(duì)提高2 cm～4 cm后逐步糾正,每次糾正量不宜過(guò)大,以免產(chǎn)生明顯的彎曲現(xiàn)象。
2)控制操作平臺(tái)的水平度也是滑模施工的關(guān)鍵技術(shù)之一,因?yàn)椴僮髌脚_(tái)如發(fā)生傾斜,將導(dǎo)致墩臺(tái)扭轉(zhuǎn)和滑升困難。為避免平臺(tái)傾斜,平臺(tái)上材料堆放要均勻,并應(yīng)注意混凝土澆筑要對(duì)稱進(jìn)行,還要經(jīng)常進(jìn)行觀測(cè)和調(diào)整。具體做法是用水準(zhǔn)儀觀察各千斤頂高差,并在支承桿上劃線標(biāo)記千斤頂應(yīng)滑升到的高度。在同一水平面上的千斤頂,其高差不宜大于20 mm,相鄰千斤頂高差不宜大于10 mm。
三、高墩臺(tái)翻模施工技術(shù)
1、工藝原理
高墩塔吊翻模的施工工藝,即采用塔吊提升大塊鋼模的方法進(jìn)行施工，工作平臺(tái)采用型鋼加工支架底座，在底座上搭設(shè)12m高固定鋼管支架，通過(guò)鋼棒支承在已經(jīng)澆筑的混凝土上形成穩(wěn)固可靠的外支架，隨著墩柱的升高用手拉葫蘆提升外支架至需要高度，通過(guò)預(yù)留孔洞穿插鋼棒固定支架。施工人員在工作平臺(tái)的上、下各層進(jìn)行模板的安裝、拆除、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、測(cè)量檢查等作業(yè)。墩柱模板均采用廠制定型的大塊鋼模,每套三節(jié),節(jié)高3.0 m;除墩底9 m一次澆筑外,以上按6 m+3 m的循環(huán)交替翻升作業(yè)，即第三節(jié)混凝土灌注完成后,提升工作平臺(tái),拆卸并提升第一、第二節(jié)模板至第三節(jié)上方,安裝校正后,澆筑混凝土,依次循環(huán)至完成。
2、工藝特點(diǎn)
高墩翻模的施工工藝克服了高墩滑模、爬模的缺點(diǎn),吸取了滑模、爬模的優(yōu)點(diǎn),把施工作業(yè)平臺(tái)和模板分成兩個(gè)獨(dú)立的體系,克服了滑模施工要求的連續(xù)性,施工組織的復(fù)雜性及混凝土外觀質(zhì)量差的不足,解決了爬模形成施工平臺(tái)困難等問(wèn)題。高墩塔吊翻模的施工工藝比高墩液壓翻模的施工工藝更先進(jìn):高墩液壓翻模的施工工藝容易使墩身產(chǎn)生較大的水平及豎向接縫,且存在液壓平臺(tái)提升過(guò)程中容易發(fā)生偏扭,偏斜過(guò)大等弊病,造成提升平臺(tái)過(guò)程中套管傾斜、頂端混凝土拉裂、墩身的垂直度及幾何尺寸的控制偏差較大等缺點(diǎn)。而高墩塔吊翻模的施工工藝既能很好的確保高墩的線型,提高混凝土的外觀質(zhì)量,又能確保施工的安全性,提高了工作效率。
3、適用范圍
既廣泛適用于公路、鐵路高墩大跨徑橋梁的矩形、圓形、圓端形等不變坡空、實(shí)心高墩身的施工,也適用于高塔柱等超高混凝土構(gòu)筑物的施工,對(duì)施工場(chǎng)地狹窄、運(yùn)輸困難的作業(yè)場(chǎng)所尤為適用。
4、高墩翻模的施工工藝
高墩翻模施工的工藝流程為:施工準(zhǔn)備→綁扎安裝鋼筋→翻模組裝→安裝內(nèi)外作業(yè)平臺(tái)→安裝安全防護(hù)系統(tǒng)→灌注混凝土→養(yǎng)護(hù)→綁扎安裝鋼筋→拆除底節(jié)模板及工作平臺(tái)→底節(jié)模板翻升至上節(jié)模板頂端→模板翻升循環(huán)施工至墩頂。
四、鋼筋的安裝方法
高墩臺(tái)施工時(shí)受力主筋一般為＞25mm的螺紋鋼,鋼筋連接可采用搭接焊、直螺紋連接、電渣壓力焊等方法。為了保證質(zhì)量，同時(shí)提高施工速度，此高墩鋼筋連接采用電渣壓力焊，其原理是將兩根鋼筋安放成豎向?qū)有问?利用焊接電流通過(guò)兩鋼筋斷面間隙,在焊接層下形成電弧過(guò)程,產(chǎn)生電弧熱和電阻熱后熔化鋼筋,再施加一定壓力后完成焊接,焊劑要選通過(guò)ISO 9000認(rèn)證的產(chǎn)品,焊劑的保存要防潮,操作員要持有專業(yè)證件,保證焊接質(zhì)量。其特點(diǎn)是焊接速度快,成本低,質(zhì)量容易控制。
1)電渣壓力焊接頭,應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行外觀檢查。在進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)時(shí),應(yīng)從每批接頭中隨機(jī)取3個(gè)試樣做拉伸試驗(yàn)。
2)四周焊包凸出鋼筋表面的高度應(yīng)不小于4 mm。
3)鋼筋與電極接觸處,應(yīng)無(wú)燒傷缺陷。
4)接頭處的彎折角不得大于4°。
5)接頭處的軸線偏移不得大于鋼筋直徑的0.1倍,且不得大于2 mm。外觀檢查不合格的接頭應(yīng)切除重焊,或采取補(bǔ)救焊接措施。
6)鋼筋進(jìn)行接長(zhǎng)時(shí)，鋼筋接頭面積在同一斷面內(nèi)不得超過(guò)總截面積的50%。
7)3個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度均不得小于該鋼筋規(guī)定的抗拉強(qiáng)度。
8)電渣壓力焊鋼筋接頭在進(jìn)行彎曲試驗(yàn)時(shí),須將四周焊包凸起部分打磨平,再進(jìn)行彎曲試驗(yàn),焊縫應(yīng)處于彎曲中心,彎心直徑和彎曲角度參照閃光對(duì)焊接頭指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)、控制。取樣頻率同拉伸試驗(yàn)。
五、混凝土配合比的設(shè)計(jì)
高墩臺(tái)多為薄壁空心墩,壁厚一般設(shè)計(jì)為60cm～80cm之間,要求混凝土和易性好,石子應(yīng)選用0.5 cm～3 cm的碎石,當(dāng)采用塔吊提升混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，坍落度應(yīng)控制在7 cm～9 cm之間,為了保證混凝土表面光滑,一般不摻減水劑。滑模施工時(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到0.2 MPa～0.5 MPa即可向上提升模板。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn),滑模混凝土宜采用半干硬或低流動(dòng)度混凝土,要求和易性好,不易產(chǎn)生離析、泌水現(xiàn)象,坍落度應(yīng)控制在7 cm～9 cm范圍內(nèi)。混凝土出模強(qiáng)度是設(shè)計(jì)配合比的關(guān)鍵。如強(qiáng)度過(guò)低,則混凝土容易坍塌,承受不了上部澆灌混凝土的自重;如強(qiáng)度過(guò)高,則模板與混凝土之間產(chǎn)生粘模,滑升困難,且容易發(fā)生拉裂、掉角現(xiàn)象。混凝土合適的出模強(qiáng)度為0.2 MPa～0.5 MPa。混凝土的凝固時(shí)間,初凝控制在2 h左右,終凝以4 h～7 h為宜。
根據(jù)高墩臺(tái)施工需要，由于垂直距離較大，為了提高澆注速度，目前無(wú)論是滑模施工還是翻模施工，一般都采用泵送混凝土澆筑，此106m高墩就是采用泵送混凝土進(jìn)行澆注，實(shí)踐證明，泵送混凝土坍落度控制在14 cm～16cm之間墩身混凝土外觀取得了較好的效果。翻模施工時(shí),當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 Mpa以上時(shí)方可拆模，確保拆模不使混凝土粘模及缺邊掉角,為加快進(jìn)度可摻加早強(qiáng)劑。
六、高墩臺(tái)施工的安全控制
1)必須掛安全網(wǎng),防止高空落物;
2)必須系安全帶,防止工人干活時(shí)墜落;
3)加強(qiáng)用電安全管理,安裝漏電保護(hù)器;
4)在雨季施工時(shí)須做好河道防洪工作;
5)各類操作人員必須按操作規(guī)程操作;
6)要有專職的安全員隨時(shí)檢查,發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)排除。
總之,高速公路高墩臺(tái)施工并不是一成不變的，需根據(jù)實(shí)際工程的具體情況,精心地進(jìn)行總體布局,選用相對(duì)合理的施工方法，在施工前編制出詳盡的施工組織計(jì)劃,并對(duì)施工全過(guò)程加強(qiáng)控制力度,以全面實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、進(jìn)度、安全、效益、環(huán)保目標(biāo)。
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