高速公路橋梁薄壁空心墩施工技術探討

黃浙銀 江良

摘? 要：高速公路橋梁工程是國家建設的重要項目，高速公路橋梁工程中較為關鍵的就是橋墩設計，橋梁的橋墩高度基本都在30m，墩身采用的是空心結構，以薄壁空心墩為主。高速公路橋梁面臨著惡劣的施工環境，增加了薄壁空心墩的施工難度，必須規劃好薄壁空心墩施工技術的應用，這樣才能發揮薄壁空心墩在高速公路橋梁中的應用優勢。本文中通過分析高速公路橋梁薄壁空心墩施工技術的應用現狀以及此項技術表現出的優勢，探討薄壁空心墩施工技術在高速公路橋梁工程中的應用表現。

關鍵詞：高速公路;公路橋梁;薄壁空心墩;施工技術

隨著我國交通事業的發展，高速公路橋梁成為重要的組成部分，高速公路橋梁是交通運輸的核心，負責著交通的轉運、通行，有著關鍵的作用。高速公路橋梁施工中大多采用的是薄壁空心墩施工技術，此項技術有較大的施工難度，施工現場應全面落實薄壁空心墩施工技術，維護好這項技術的安全性與可靠性。薄壁空心墩提高了高速公路橋梁結構的整體穩定性，提高了橋梁施工的安全水平。薄壁空心墩施工技術的發展速度很快，其能在很大程度上滿足高速公路橋梁的施工需求，提升高速公路橋梁的可靠性。

1、高速公路橋梁薄壁空心墩施工技術的現狀

我國高速公路橋梁事業發展快速，高速公路橋梁建設項目進入到飛速發展的階段，橋梁墩臺的設計也面臨較多的選擇。高速公路橋梁建設中遇到不同的地質環境、地勢位置等，工程中大量選擇高橋墩施工結構[1]。薄壁空心墩成為高橋墩施工中常用的技術方法，因此薄壁空心墩施工技術大量應用到高速公路橋梁工程內，致力于滿足現如今高速公路橋梁的工程需求，推進我國高速公路橋梁事業的發展。

2、薄壁空心墩施工技術在高速公路橋梁中的優勢

高速公路橋梁中薄壁空心墩施工技術有著明顯的優勢，此項技術適用于較大規模的橋梁工程內。首先高速公路橋梁的施工周期長，施工規模大，采用薄壁空心墩施工技術可以減少施工人員的勞動強度，薄壁空心墩施工中采用了較多機械設備，有助于提高施工的效率，也能減少零散零部件的使用，保證薄壁空心墩施工的工期效益;薄壁空心墩施工技術在高速公路中的安全水平比較高，機械設備拆卸、組裝對空心墩施工的影響性非常小，降低了施工工藝的復雜性，薄壁空心墩施工中所有的工藝都存在安全措施，保障工期內施工技術的安全性;薄壁空心墩在高速公路橋梁施工中不會產生較多的廢棄物和污染物，具有一定的環保優勢，薄壁空心墩施工中混凝土的泵送過程沒有明顯的噪聲，維護了施工秩序，降低環境中的噪聲污染。

3、高速公路橋梁薄壁空心墩施工技術的應用

本文中以某高速公路橋梁中的薄壁空心墩施工技術為例，主要從施工工藝、施工技術兩個方面分析此項技術的應用過程。

3.1案例背景

該案例為某高速公路上第二標段上K46+398通行大橋，該橋梁結構的上半部分選擇的是規格為30m的預應力混凝土T梁，按照先簡支再連續施工的順序進行，橋梁下部結構選擇的是薄壁空心墩結構[2]。案例橋臺設計的是U臺擴大基礎，該通行大橋的4#、5#橋墩的基礎配置的是4根鋼筋混凝土樁，以群樁的方式布置，承臺的規格是9.0m×8.5m×4.0m。案例中橋梁墩柱的設計為2個規格為4.0m×2.6m的薄壁空心墩，使用鋼筋混凝土結構，墩柱內設計2個空心段，空心墩的高度分別是60m、55m，空心墩內壁厚度設計為0.5m。薄壁空心墩距離橋墩頂部、橋墩底部的距離均為1.0m，相鄰墩柱的中間還需增設橫隔梁，設計厚度是0.5m。薄壁空心墩柱體的混凝土強度等級是C30。

3.2施工工藝

該通行大橋案例中，薄壁空心墩的施工工藝為翻模技術，具體的工藝流程圖如下圖1所示。

3.3施工技術

3.3.1鋼筋工程

考慮到該案例中墩柱高，鋼筋不能一次性焊接，所有鋼筋在鋼筋場加工、成型，分段運輸到施工現場以后，再采用分段機械焊接的方法連接起來[3]?，F場為了保證鋼筋定位準確，需采取上下預埋定位鋼筋的方法，避免施工期間鋼筋位置偏移。墩身上選用直螺紋機械連接的方法把主筋連接起來。

施工準備工作。公路橋梁的承臺經過養生以后達到設計強度，采用精確放樣的方法，把墩身鋼筋預埋到指定的位置?，F場施工人員根據墩身控制點的位置，使用墨斗在現場彈線，保證墩身控制線清晰可見。準備工作中最關鍵的就是墩身控制線，現場彈線必須要以設計圖為主，保證彈線專業、合理。

鋼筋配料。施工人員熟悉了施工設計圖紙以后，再熟悉所有墩柱配筋，仔細檢查現場所有鋼筋的編號，核對所有編號鋼筋的質量，包括鋼筋的長度、直徑、數量，還要檢查所有鋼筋的外觀，不能有銹蝕、彎曲、裂痕等問題，更重要的是要保證鋼筋配置準確無誤，這樣才能順利的施工。

鋼筋加工。以鋼筋施工設計圖紙為依據組織鋼筋下料工作，按照鋼筋連接設計要求橋梁墩身運用的是直螺紋套筒方法[4]。施工現場為了避免橋墩粗鋼筋出現質量問題，現場的粗墩直螺紋鋼筋加工時，每加工一根，就要依據通規、止規來組織檢測，目的就是避免工程中有不合格的鋼筋材料。鋼筋加工中如果遇到不符合標準的端頭，就要切除這部分位置重新加工鋼筋材料?，F場使用塑料套頭保護已經加工好的鋼筋材料，避免受到環境破壞或人為損壞。鋼筋加工中待第一根鋼筋加工成型以后，就要根據圖紙上標注的數據檢查，復核鋼筋尺寸，一定要確保第一根鋼筋沒有誤差以后再組織批量生產。

鋼筋綁扎。案例中公路橋梁薄壁空心墩的鋼筋綁扎技術中，在主筋上標記鋼筋位置信息，現場綁扎了十字花扣、反十字花扣，綁扎過程中應適當的調整主筋所在的位置，所有交叉點都必須使用鐵絲綁扎起來，而且要綁扎牢固，如果現場有需求就要采取點焊的方法，目的是保證鋼筋綁扎穩固。鋼筋綁扎過程中要求骨架為豎直狀態，骨架四角使用的豎向鋼筋應做垂直找正處理，防止鋼筋骨架綁扎好以后出現傾斜的問題。

保護層控制。薄壁空心墩鋼筋施工中，保護層厚度要控制在標準范圍內。為了讓保護層的厚度符合標準，就要設計異型砂漿墊塊夾在鋼筋、模板中間，還能提高鋼筋綁扎以后的牢固性。鋼筋頂面應使用木楔支墊，現場澆筑好混凝土之后，再拆除木楔即可，這樣混凝土拆模以后也不會出現木楔墊塊的痕跡，保證混凝土控制層的有效性。

3.3.2塔吊安裝

該案例中墩身施工中需借助塔吊機械，沿著橋梁墩身一側安裝好型號為QTZ63的附著式塔吊，塔吊負責施工設備、橋墩材料的垂直運輸。塔吊的安裝位置應臨近承臺，附墻架應該穩定的錨固到橋墩一側，嚴格按照施工方案的設計規定綁扎塔吊基礎的鋼筋，安排預埋件施工的過程中澆筑混凝土[5]。塔吊附墻架安裝時，參考廠家提供的數據資料，嚴格依照數據資料執行。橋墩上安裝供施工人員行走的梯架。工程中安裝模板時使用塔吊輔助上升，上升到合適位置再組織人工安裝。該案例所處的施工環境中面臨著較大的風力，薄壁空心墩的高度上升以后，就要做好塔身標準節的護墩保護，避免出現安全事故。

3.3.3腳手架工程

該案例中所有的腳手架都使用的是扣件式鋼管結構，墩身外部設計的有搭接腳手架的回旋梯子，便于施工人員上下。腳手架、回旋梯周圍設置防護網，而且腳手架、回旋梯要安裝穩定，為施工人員提供安全的上下環境。待橋墩澆筑結束以后，使用鋼管把支撐架和橋墩穩固好，確保施工期間的可靠性。

3.3.4模板工程

模板運輸到公路橋梁的施工現場以后，先要組織試拼裝，待驗收合格以后再使用[6]。墩身模板為分段施工，每段設定的高度是5.0m，墩身模板固定時運用對拉桿的方法，對于局部區域有特殊要求時應該加密對拉桿。薄壁空心墩的內部模板設計鋼管支撐架，確保內模結構可靠，同時為內部施工提供一些輔助手段。防護平臺使用對拉絲桿制作，周圍應掛上安全網，防止發生墜落事故。

薄壁空心墩采用的是翻模工藝，按照墩身設計方案中的高度，考慮工期要求，現場空心墩模板設計的高度組合為0.5+4.0×1+0.5，空心墩一次澆筑的高度是4.5m，預留0.5m的高度，這部分需下次澆筑，防止空心墩的混凝土結構有漏漿的情況。模板安裝時，豎向縫隙連接時選擇法蘭螺栓，為了預防縫隙位置漏漿，豎向接縫應粘貼泡沫密封條，保證澆筑成型。

該案例中的空心墩施工時運用了3套模板，每套模板的規格配置均為：正面分有2.0×0.5m的四塊、2.0m×1.0m的8塊，側面為2+4模式，也就是2.0×0.5m的2塊，2.0m×1.0m的4塊，最后這四塊為矩形模板，側面還需配置角模，角模的規格是0.3m×0.2m。這類模板施工方式節約了大量的材料及成本，在橋墩上吊裝時也非常便捷。具體的模板安裝方法為：先在承臺最頂端安裝上0.5m的高模板，形成首個5m的模板，接下來是三段1.0m高模板的安裝，之后是0.5m的高模板，這樣就會形成澆筑高度，澆筑5m，實際澆筑的過程中要考慮外觀的需求，順著模板澆筑到4.5m時就暫停，預留0.5m的澆筑段，逐步類推完成澆筑，當混凝土滿足強度條件時才能按順序拆除模板，也就是一段混凝土強度為10MPa，二段混凝土強度為3MPa，先拆除第一段的模板，剩余0.5m的模板不拆除?；炷劣不院笳麄€橋墩具備承載力。拆除的模板應繼續使用，模板之間固定好，再次構成4.5m的高模板，調整模板后組織混凝土澆筑。

模板外側設計有便于施工人員行走的平臺，模板外部焊接鋼筋，之后再鋼筋上鋪上木板，這樣既能提供行走的條件，又能便于拆卸操作。

3.3.5混凝土工程

混凝土是薄壁空心墩施工時的重要技術內容，現場根據薄壁空心墩的位置、大小規劃好混凝土澆筑的順序，實行降溫防裂縫處理，還要控制好施工過程中的保溫層[7]?；炷翝仓?，施工人員清理掉模板內附著的雜物、灰塵，同時還要清理鋼筋表面。實驗室內提前按照配合比拌和混凝土，以案例所在環境調整混凝土的配合比，降低環境對混凝土的影響，由此保證混凝土在薄壁空心墩內的性能?；炷僚浔葧r需控制好坍落度，該案例中，混凝土水灰比、和易性均是較為重要的控制對象，集中攪拌時的最佳時間范圍是1.0min～1.5min。薄壁空心墩首段、調平段混凝土澆筑時，提前預留出鏈接鋼筋的縫隙，便于鏈接上下段的混凝土，明確計算出混凝土的高度，這樣才能計算出橋墩上部翻模長度。

混凝土的運輸?；炷翉臄嚢枵具\輸到薄壁空心墩的使用現場，采用的是罐車工具，運輸前罐車內壁涂膜一層油，防止混凝土粘黏到內壁，設計好運輸路線，選擇最短的時間把混凝土運輸到施工現場，以免運輸時間過長出現混凝土離析的問題。

混凝土的澆筑?；炷吝\輸到施工現場以后采用泵送的方式存儲到倉內?；炷翝仓皣栏癜凑毡盟统绦蜉斔?，施工人員使用清水打濕泵送管，緊接著就要泵送砂漿、水泥漿，這樣起到潤滑泵送管道的作用。水與砂漿不能流入倉中，現場要求混凝土的自由坍落度超過2m時，就要使用串筒，以免混凝土發生離析。薄壁空心墩澆筑過程中采用水平澆筑方法，分層對稱澆筑，記錄下現場澆筑，要求混凝土一直澆筑到模板平端。施工縫、模板縫水平位置相同，澆筑時不能超出模板水平端，盡量保持距離模板頂端1mm。

混凝土的振搗。薄壁空心墩的墩身澆筑完混凝土以后實行振搗，施工人員使用規格為50型的振搗設備，施工人員從內操作臺和外操作臺上交錯布置振搗的插入點，按照次序組織振搗，一定要做到振搗密實。振搗操作要符合技術規范，這樣才能讓上下層混凝土密實起來，澆筑上層混凝土時應確保下層混凝土初凝完全。振搗棒從上層混凝土要插入到下層混凝土10cm左右，讓新舊混凝土能緊密結合起來。振搗時要求每個點位的混凝土都為不冒泡、不下沉的狀態，一直到混凝土表面泛漿為止，緩慢的拔出振搗棒?；炷翝仓r對模板、支架有一定的沖擊力，一旦發現模板、支架變形，就要及時校對、矯正，澆筑期間需安排專業人員檢查模板結構?，F場有挪動位置的鋼筋待澆筑后續盡快恢復。

脫模以及養護。薄壁空心墩施工中規劃好脫模的時間，混凝土強度為2.5MPa時就可以組織拆模工作。超出混凝土以外的模板暫時不拆除，需用作下一段施工的導向模板。薄壁空心墩的柱子比較高，增加了養護的難度。養護時混凝土外部包裹一層無色的塑料膜，模板拆除以后立即包裹上，讓混凝土在自然蒸養的條件下養護?；炷了芰夏つ鼙苊馑至魇?，待混凝土強度達到標準之前，不能拆除塑料膜，也不能讓向混凝土結構施加荷載?？紤]到施工現場溫度變化，外界氣溫降低到5℃以下時，需對墩身混凝土結構實行覆蓋保溫，避免發生溫度裂縫。

空心墩翻模施工。施工人員運用測量技術確定空心墩的線形結構，重點組織空心墩的高程、定位、垂直度測量。首先是空心墩的高程測量，選擇三角高程法，對應的墩身鋼筋結構上焊接橫條，用于觀測空心墩的豎直角，施工人員使用經緯儀測出豎直角，計算空心墩高程[8]?？招亩斩ㄎ粶y量時運用三維坐標法，設定四個角點，全站儀在這四個角點測量，現場規劃出橫向護樁、縱向護樁的位置，用于技術交底?？招亩盏拇怪倍瓤刂剖亲顬殛P鍵的，空心墩垂直度控制應該根據橋墩的特點，選擇吊垂線、全站儀測量，把控好墩身的豎直度。因為薄壁空心墩要經過多次翻模施工，所以必須確保墩身中心位置、垂直度的合理性。全站儀得出的坐標和理論設計坐標比較，調整千斤頂，要求誤差不能超過10mm。翻模施工中澆筑混凝土時，按照由兩邊到中間的澆筑順序，采取分層澆筑的方法，同時利用垂球把控每節施工的垂直度，規劃好混凝土的澆筑流程。

結束語：

從高速公路橋梁施工技術的發展來看，薄壁空心墩施工技術屬于一項新興的技術。薄壁空心墩施工技術在保證高速公路橋梁橋墩順利施工的前提條件下，發揮出此項技術的優勢。高速公路橋梁施工現場應該規劃好薄壁空心墩施工的工藝和技術，本文中以案例的形式分析了薄壁空心墩施工技術的應用，為高速公路橋梁施工提供可靠的技術，保證公路橋梁的整體質量，同時給出了預防質量通病的措施以及注意事項，強調了薄壁空心墩施工技術的嚴謹性。

參考文獻：

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