解析高速公路桥梁工程中高墩施工技术
刘同周 杜志文
陕西交控芳德建设有限公司 陕西省西安市 710038
高墩施工技术在公路桥梁工程中占有重要地位。创新施工工艺,优化技术方案,完善质量控制体系,是提高高墩施工技术水平的必然途径。
1 高速公路桥梁高墩施工综述
高墩桥梁是指桥墩高度超过 40 米的桥梁结构,其施工具有鲜明的特点。首先,高墩施工高度大,高空作业风险高,对施工安全提出了严格的要求。其次,高墩结构复杂,多为变截面或空心结构,施工精度要求高。高桥墩的施工质量直接影响桥梁的整体性能。高质量的桥墩体可以保证桥梁的稳定性和承载能力,延长其使用寿命。反之,施工质量问题可能导致桥梁结构存在安全隐患,甚至造成严重事故。因此,在施工过程中,必须严格控制各个环节的质量,确保施工质量符合设计要求和规范标准。
2 高速公路桥梁工程中高墩施工技术
2.1 测量放样与基础处理
首先,建立三维坐标控制网络。一级控制测量采用全站仪进行。控制点按二级导体标准布置,控制点之间的距离不超过 200 米。每个点应设置带强制定心装置的观测墩,以保证每次测量基准点的均匀性。随后,使用水平仪进行联合标高测量。关闭差值必须严格控制在 ±0.5mm/km 以内。施工前还应使用RTK-GPS 进行复核,确保整个控制网精度达到毫米级。
其次,进行桩头处理和定位。桩基检验合格后,用液压切割机在设计标高以上 10cm 处对桩头进行环切,形成整齐的切割面。为避免对桩基础内部结构造成机械损伤,需手工凿掉剩余的 10cm 。彻底清洗后,用激光放线机对墩柱中心点进行投影,并用墨线画出交叉控制线。然后,在基面上预埋φ25 定位钢筋,预埋间距为 50cm ,排列成梅花形。最后采用C30 细骨料混凝土进行找平,平整度误差控制在 3mm 以内。
最后,建立动态监控系统。在桥墩体的四个角点各安装一个棱镜观测点。观测点应埋设在混凝土结构中,以保证与墩体同步变形。同时设置自动化监测站,配备角度测量精度为 0.5”级的全站仪,每浇筑 5 米采集一次数据。
2.2 模板优化
优先采用定制的液压爬升模板系统,标准截面高度设定为 4.5 米。这保证了施工效率,同时减少了接缝的数量。模板面板采用 6mm 厚钢板,经冷压成型工艺加工,表面平整度误差控制在 1mm 以内。背面波纹采用间距300mm 的槽钢,形成刚性框架结构。液压系统配置200 吨级气缸,行程600毫米。系统设计荷载达到 12kN/m2 ,能够承受混凝土侧压力和建筑荷载。为进一步增强模板的耐久性和稳定性,可在模板表面进行热镀锌处理,形成均匀致密的锌层。厚度应控制在 80~100μm ,以防止空气和水分对模板的侵蚀,显著提高模板的耐腐蚀性,延长其使用寿命。适用于潮湿或腐蚀性环境下的桥梁施工。此外,在模板的接缝处,采用榫卯结合结构和螺栓紧固。榫卯结构可以增强模板连接的紧密性和完整性,减少螺栓松动引起接缝变形的风险,提高混凝土浇筑过程中模板的整体性能
2.3 刚度与稳定性。
第一段模板安装应采用带全站仪的三维定位方法。模板顶面标高应通过调节丝杠精确控制,误差必须小于 5mm 。后续分段采用交错连接方式,上下分段之间的交错连接不小于 30cm ,并用销键固定。相邻模板用螺栓连接,连接处粘贴EPDM 胶条,用玻璃胶密封。安装完成后,设置 φ16 对拉力螺钉,横向间距为 900mm ,纵向间距为 900mm ,形成网格状支撑体系。
为控制模板变形,浇筑混凝土前必须进行模板预压试验。采用分期加载方式,荷载分别为设计值的 60% 、 80% 、 100% 、 120% ,每阶段荷载保持2 小时。使用应变计监测关键应力点。当变形超过 2mm 时,应立即停止加载并调整支座。横向桁架支座设置在模板外侧,间距为3 米。采用 Φ48×3.5 钢管斜撑加固,形成稳定的三角形结构。模板拆下后,立即检查模板,用电动砂轮机打磨焊缝,并测量平整度,对误差超过 2mm 的部位进行校正。
2.3 钢筋工程
加固工程在高墩施工中起着至关重要的作用。钢筋增强了混凝土的抗拉能力,保证了结构的稳定性。合理布置钢筋可以有效增强抗震能力,合理的钢筋保护层厚度和防锈措施可以延长结构的使用寿命。钢筋材料应符合设计标准,有出厂合格证书和检测报告,并保证力学性能符合标准。钢筋加工按设计图纸精确切割材料,避免浪费。采用专用设备保证弯曲角度和尺寸的准确性,采用电弧焊或气焊,保证焊接质量。钢筋的安装应按照设计图纸准确定位,保证位置和间距的准确性。采用镀锌钢丝进行捆扎,确保捆扎牢固。设置垫片,确保保护层厚度符合要求。钢筋连接包括机械连接、焊接连接和绑扎连接。
2.4 混凝土工程
高墩施工混凝土工程是保证高墩结构强度、耐久性和外观质量的关键。根据设计图纸,明确规定混凝土强度等级、配合比、浇筑方法等要求。开启前,对混凝土搅拌设备、输送设备、振动设备等进行检查,确保其处于良好状态。检查模板和支撑混凝土的坍落度,确保混凝土具有良好的和易性。高墩施工时的坍落度一般控制在 160~200mm 。控制混凝土的运输时间,避免混凝土初凝前浇筑不全。在高温天气下,应采取降温措施,防止混凝土过早凝结。采用混凝土搅拌车或泵车进行运输,保证混凝土在运输过程中不分离、不流血。高墩混凝土应分层浇筑,每层厚度控制在30 ~ 50厘米。上层混凝土的浇筑应在下层混凝土初凝前完成,以保证层间粘结良好。使用可插入式振动器进行振动,以确保混凝土密实。振动时间应以混凝土表面充浆且无气泡出现为依据。应避免过振或漏振。浇筑顺序应由下往上,以避免混凝土离析。对于斜面或曲面,应采用分段浇筑,以保证混凝土均匀分布。混凝土浇筑完成后,应及时养护,养护期应不少于7 天。
综上所述,未来的研究应继续关注新技术的开发和应用,进一步提高高墩施工的机械化、智能化和信息化水平,促进公路桥梁建设的高质量发展。
参考文献:
[1] 高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用. 张新华.运输经理世界,2025(16)
[2] 高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用分析. 李培杰;宋锡勇.运输经理世界,2025(11)
[3] 高墩施工技术在高速公路桥梁施工中的应用. 杨明.四川建材,2024(02)