谈桥梁工程高墩施工技术要点

摘要：高墩在当今高速公路桥梁的建设中已经非常普遍，是桥梁工程中非常重要的一项施工技术，是桥梁整体质量和稳定的基础。文章以黄龙至蒲城高速公路项目为例，从中洛河特大桥主墩结构特点、施工方案比选、施工工艺流程及关键工序施工等方面出发，简要进行高墩的施工技术要点分析，采取有利的施工方式，保证桥梁的工程品质。

关键词：桥梁工程；高墩；施工技术要点

1工程概况

洛河特大桥是一座预应力混凝土刚构-连续梁组合体系桥，全长1538m，位于白水县王莽寨村西北侧，为线路跨越洛河而设，采用（13-40+65+3-120+65+13-40）m的孔跨布置形式，是该项目的控制性工程；主墩为薄壁空心墩，墩身高度较大，最高墩15#主墩高度为129m，其余14#、16#、17#主墩高度分别为98m、120m、82m。

2施工方案选择与优化

高墩的施工方法包括滑模法、翻模法以及爬模法，滑模施工质量控制难，需大量风险意识高、技术强的专业技术人员同时且不间断地进行钢筋的制作和安装、混凝土的浇筑及混凝土外观处理等多项工序的施工，施工困难；翻模施工时钢管脚手架需搭设到墩高的位置，材料周转困难；而爬模施工可以一次组装完成，避免了爬升时支拆模板、脚手架安装和材料的运输等，可使混凝土浇筑不间断，施工速度快，并可减少施工缝的产生，且整个施工过程所需模板、脚手架材料和劳动力相对减少，节约了经济投入，施工安全性高，在墙体、桥梁等竖直或倾斜的混凝土结构施工时能充分发挥其优势，又因为混凝土的外观品质在整体大块模板的使用和脱模时间充足的良好作用下得到了有力的保证，施工缝的处理难度相对较小。因洛河特大桥主墩的墩身高，质量要求严，桥墩的线性控制难度大，通过对上述方案的研究比选后，主墩采用爬模施工。洛河特大桥的主墩最大截面尺寸为7.5m×8.65m，根据墩身的构造形式，充分利用爬模施工技术的优势，墩身划分成22个施工节段浇筑混凝土，以6.0m（铅垂距离）作为标准节段的浇筑控制高度。

3施工技术要点

3.1工艺原理

爬模构造复杂，包括移动模板支架、下吊架、上爬架、内爬架等架体和爬升装置、外组合模板、模板及电器、液压控制系统等组件。它是利用液压油缸对导轨和爬架的交替顶升来完成自爬模的爬升，导轨和爬模架相对独立，两者之间可以作相互的运动。在爬模架工作时，爬模架和导轨保持相对静止，一起被预埋件支座支撑。液压自爬模结构及爬升流程如图1、图2所示。为适应工程需要，主墩墩身外侧选用ZMP-100型液压自爬模体系，内侧采用井筒平台施工。墩身外模的立面和侧面都分别布设3榀下架体和4榀上架体，在爬升过程中保持不变，架体及防护平台无需单独更改。

3.2施工工艺流程

首段混凝土的浇筑、模板的拆除→埋件的安装→爬架和模板的拼装→第2节段混凝土的浇筑、模板的拆除→埋件、导轨和液压系统的安装→爬架的爬升→下挂架的拼装→第3节段混凝土的浇筑、模板的拆除→埋件的安装、导轨的提升→爬架的爬升→重复第3节段混凝土浇筑步骤，依次进行其他节段墩身混凝土施工。

3.3关键工序

（1）施工测量。施工测量是第一道施工工序，作为施工的指导和参照，是整个工程能否高质量完成的先决条件，为避免返工，必须做到精确可靠。在施工中必须仔细选择优质的全站仪、水准仪、电子水准仪、铅垂仪等测量仪器，以保证数据的精确性和真实性，并由具备较高专业知识水平的测量人员有序地进行测量。

（2）模板配置及施工。模板是高墩施工精度的基础，其高度较高，自重较大，且受力复杂多变，直接影响着钢筋混凝土结构的规格和外观效果，以及其承载力，这就要求模板自身在尽可能减轻自重的同时保证足够的强度、刚度和稳定性。综合考虑，选用产自芬兰的厚度为20mm的自重较轻的维萨版作液压自爬模外模板面板，木工字梁高度为12cm，用14号槽钢作横背楞，20号槽钢作竖背楞。根据工程需要，在浇筑混凝土时模板需下包10cm，上挑5cm，因此外模板设计采用高度为6.15m、内模高度为4.5m的标准小块钢模或竹胶板组合安装成型的组合钢模，双12号槽钢作力口劲楞，间距对应外模的间距；拼装好的爬升模板，均匀涂抹防锈漆于金属件的表面，采用脱模剂涂抹板面，每向上爬升一次，进行清理并涂脱模剂，确保混凝土外观质量达标。

（3）液压爬模系统安装。ZPM-100液压自爬模体系的爬升系统由多个部分组成，结构相对复杂，且均为高空作业，组拼及施工过程中任一环节出现差错，都有可能引起施工困难、质量缺陷甚至造成安全事故，需由下向上按照正确的次序和流程顺次安装各个组件，或先拼装多个组件，然后利用机械进行二次安装。针对该工程的施工特点，组拼时先按爬锥中到中的距离摆好两块尺寸为300mm×2440mm的木板于水平地面上，两块木板不得出现交叉，轴线垂直于木板连线，两对角线的偏位上限为2mm；将三角架扣放在木板轴线上，定位使三角架的中到中和第1次浇筑爬锥中到中的距离一致；利用钢管扣件将平台立杆及两三角架牢固连接，同时加设斜拉钢管；然后平顺且坚固地安装好平台板，遇到部件妨碍处开孔，复核两三角架中到中间距避免移位；架体拼装完成后平缓地进行整体起吊，保证架体不出现晃动，并稳定地挂在第1次浇筑时已埋设完成的受力螺栓（挂座体）上，用安全插销锁定；之后实施桁架的组拼和全部操作平台的安装，先将模板支撑于4根木梁上面，确保坚固后在其上进行主背楞、斜撑及挑架的安装，不断检查模板背楞和背楞调节器，确保无异常，用钢管扣件连接挑架，同时设斜拉钢管进行加固，为使整体起吊时能够保持平稳，将模板背楞和斜撑绑好；最后平缓起吊被作为一个整体的拼装好的模板和架体，保证起吊过程不发生晃动，并稳定地挂在第1次浇筑时已埋设完成的受力螺栓（挂座体）上，用安全插销锁定，角度通过斜撑调好，保证复核模板的位置正确，完成吊装作业；严格按正确的顺序和位置依次安装各个组件，并严密稳固地进行各组件间连接，并用润滑油涂抹在各个组件的连接处，保证模板体系的爬升效果，起到阻挡杂物的作用。

（4）钢筋制作、安装。高墩的承载力很大程度上受钢筋骨架的影响，又因为空心高墩中的钢筋多、接头多，钢筋接头存在诸多质量隐患，所以需采取满足工程需要的连接方式。钢筋进场后，检验钢筋的种类、规格及各项性能，并通过受力分析和评价来保证钢筋的强度和刚度；通过试验确定钢筋下料和连接长度，在连接效果及承载能力达标情况下，减少不必要的浪费。根据现场实际情况，严格按图纸、现行标准和规范的要求在钢筋加工场制作钢筋，然后运至现场依次完成每一根钢筋的连接；用剥肋直螺纹套筒的方式连接主筋，其他钢筋根据设计、现行规范的规定焊接或者绑扎；加设可满足墩身钢筋刚度需求的架立钢筋；钢筋网片经现场加工完成后吊装绑扎。

（5）混凝土浇筑。混凝土浇筑的质量直接决定混凝土外观品质的好坏，是整个高墩施工的关键，需具备较好的和易性及均匀性，并应通过试验保证混凝土配合比符合工程需要。为保证墩身质量，墩身选取流动性小的混凝土分段、分层浇筑；混凝土被混凝土输送车泵送到模板的顶部，然后通过串筒自由下落，为确保混凝土匀质，下落上限2m高；混凝土每浇筑约30cm厚立即振捣，加强对作业人员的管控，确保混凝土被插入式振捣器充分作用，避免出现漏振和泌水现象；每节段浇筑混凝土到离模板上口100～150mm处，并连续、不间断作业，浇筑因特殊原因被迫中断时，留置施工缝；时刻观察模板受混凝土冲击作用下是否有异常，若有异常及时进行处理；同时检验混凝土配比、坍落度达标，不得使用不同来源的水泥、砂石料，以防混凝土外观颜色出现差异。墩身浇筑完毕后，复测浇筑结果，并及时养护，经检验满足设计要求后，爬升模板，浇筑后续混凝土。

（6）爬模、爬升及架体拆除。爬架架体和模板在导轨爬升到位后即可爬升；按设计要求设置预埋件，爬锥通过螺栓牢固地定于模板上；由专业人员提升导轨，使导轨被一起调为向上的上下换向盒内的换向装置；上下换向盒一起调为向下使下端依靠导轨实现架体的爬升；安排作业人员随时观察，并采取调整液压阀门的方式使每榀架子保持同步；爬模到墩身顶部后实施下爬到墩身底部，工艺与爬模上爬时一样，依次进行模型段、承力架段的拆卸，检修各部件后保管或再利用；通过吊机将模型架、承重架分块拆卸落地。

4结论

爬模施工技术较常应用于现阶段的高墩施工，在高速公路和桥梁建设发展中起了重要的作用。科技在不断进步，为更好地适应新的施工需求，需要不断创新桥梁施工技术。高墩必须采用更高新、更先进的施工技术来克服其施工难度大的困难，因此相关人员必须充分了解爬模施工技术体系，明确其施工工艺特点及技术要点，不断改进爬模施工技术，提升桥梁整体品质。

参考文献：

[1]司纲.桥梁高墩施工关键技术研究[J].科学家,2016,4(4):27-28.

[2]孙媛媛.大跨高墩桥梁施工全过程的稳定性研究[J].工程技术研究,2018,3(9):77-79.

[3]凌振国.高墩施工技术在桥梁工程项目中的应用[J].工程技术研究,2020,5(6):63-64.

作者：王俊杰 单位：中铁二十局集团第二工程有限公司