论述某山区高速公路高墩施工工艺应用
摘要: 由于高速公路向山区的不断开发与拓展,高速公路对线型等方面的要求，使公路中出现了许多高墩桥梁，增加了施工难度。跨越深沟谷的高墩高架桥不可避免地广泛应用于山区高速公路建设中,而高墩柱的施工往往成为控制工程施工进度和工程成本的关键。本文介绍了某高速公路高墩施工过程中，主要采用特制定型钢模板来组织施工的高墩施工工艺，供同行参考。
关键词:高速公路,高墩,施工技术,模板,墩身
引言
1桥梁工程概况
某高速C1合同段公路地处属于典型的山区高速公路，其中高墩大跨径桥梁居多，属于典型的山区高速公路，其中高墩大跨径桥梁居多，其中心桩为K0+450，该桥上部构造为23×30m的预应力连续T梁，桥长710.7m,下部构造为柱式墩配桩基、整体式台配桩基、重力式台配扩大基础，其中4-9号墩、16号墩、20号墩为薄壁式空心墩。该桥桥位位区属于低山丘陵之山间冲沟地貌，地形起伏较大，底面高程206.00～261.00m，桥最大加空高度为36m。本项目桥梁工程上部结构以预应力混凝土连续刚构为主，最大跨径为248m;桥墩以变截面空心薄壁墩为主，最高墩高105m;基础为钻孔灌注桩，桩径2.5m。
2高墩施工方案的选择
在选择高墩施工方案时首先要考虑以下因素:钢筋及模板的起吊方案;混凝土运输及入模形式;施工人员的上下墩方式，根据现场实际情况及权衡安全因素，对于高度大于60m的墩身，我们使用塔吊(80t·m)起吊模板、钢筋及施工机具;对于高度大于68m的墩身，则安装电梯来解决施工人员的上下问题，混凝土均采用罐车运输，用混凝土输送泵泵送入模。
此方案虽然有利于工程快速施工进度，并提高施工安全性，树立企业形象，但在一定程度上也增加了施工投入，比较适用于工期比较紧的项目。
3墩身模板的选择
该高速C1合同段的墩身主要为空心薄壁墩，针对这种墩身，我们主要采用了两种翻模进行施工:一种是木模板，一种是钢模板，选择木模板主要是考虑到其重量小、易拆装、施工安全性好;而选择钢模板主要考虑到经济问题(我们所选用的木模板的价格大于钢模板的价格)。
我们在施工高墩时采用的木模板是CB-240模板，该模板主要由以下部件组成:模板、主背楞、斜撑、后移装置、受力三角架、主平台、吊平台、埋件系统。该模板具有结构合理，标准化程度高等特点，在单块模板中，胶合板与竖肋(木工子梁)采用纤维板订连接，竖肋和横肋(双槽钢背楞)采用连接爪连接，在竖肋上两侧对称设置两个吊钩，角部的阳角拉杆、可调支撑采用芯带销轴固定在钢背楞上，用蝶形螺母等连接，使背楞受力更加合理、可靠;木梁直墙模板装卸接长和接高均很方便，模板为21mm厚的进口维萨板。﹙如图1﹚
图1 安装就位的CB-240模板与等待安装的CB-240模板
3.1 CB-240模板的组装顺序:
拼装模板并上好吊钩→组装主背楞三角架→第一次浇筑混凝土(预埋件)→组装三角架及后移装置、上好平台立杆并安装埋件支座→拆模、安装三角架及模板→第二次浇筑混凝土→提升模板及支架、安装吊平台→第三次浇筑混凝土。
木梁直墙模板为装卸式模板，拼装方便，在一定范围和程度上能拼装成各种大小的模板。该模板刚度大，接长和接高均很方便，最高可一次浇筑10m以上。
本项目所有使用的模板制作高度为4.65m，浇筑混凝土时(第一次除外)，模板下包混凝土100mm，上挑50mm，每次墩身浇筑高度均为4.5m，最后一次浇筑到墩顶部。其埋件系统沿竖直方向布置。
模板对拉螺杆的做法:墩身螺杆对拉长度不大于3.5m时螺杆采用通常的做法，用PVC管26mm×2和对拉螺杆对拉周转使用;在大于3.5m时，采用300mm长的对拉螺杆(内连杆)与22螺纹钢焊接，焊接长度须大于20cm，内连杆通过锥形接头与1400mm长的外连杆相连接，最后用蝶形螺母固定在钢背楞上。
本项目所用的翻转钢模板共3节，每节长2.25m，共长6.75m，第一次浇筑墩身混凝土高度为6.75m，然后每次只拆除下面的两节模板，并在第三节模板上支立及拼装拆下的两节模板从而进行下节墩身混凝土的浇筑施工，以后每次浇筑高度4.5m，如此重复，直至浇筑到墩顶。
4高墩墩身钢筋的加工及安装
墩身钢筋的连接采用的是滚压直螺纹机械连接方式，是一种“现场加工，现场连接”的方式，主要优点是安全可靠，适用于高空作业时钢筋的连接。在进行滚丝操作时，要求设备摆放位置要相对固定，安置位置周围有一定的空间，同时要求有防雨设施及电源(380kW/套≥4kW/套)。滚压机安装时中心轴线应与钢筋保持水平面同心高度。
4.1加工工艺及要求
1)工作流程及检验图见图2。
图2钢筋加工工作流程及检验图
2)操作要求。应使用砂轮切割机切断钢筋，切面必须与钢筋轴线垂直，不允许有马蹄形或翘曲，不许用冲切下料，严禁气割下料，这是保证钢筋丝头长度与直径的关键。同时在剥肋时进刀不能快，一定要慢剥肋，以防刀具崩刀或者中径变大，当剥完肋后，绝对不能用刀过猛，以免撞切滚丝轮。
4.2钢筋的连接
用扳手或管钳将直螺纹连接套与一端钢筋拧到位，再将另一端钢筋与连接套拧到位。
4.3注意事项
钢筋直螺纹丝头有效长度及螺纹中径符合环规尺寸，其有效长度内的牙数须符合要求，且牙型饱满，秃牙部分不超过一个螺距周长。
4.4钢筋绑扎
在钢筋绑扎上，墩身主筋连接接头间距取为4.5m，这样每次将9m长的定尺钢筋直接接上去，而不需要重新下料，既方便施工并提高了施工速度，又减少材料损耗。同时又提高了工人在高空中接长钢筋的安全性。
墩身钢筋安装及绑扎时的工作平台:由于高墩主筋竖向连接时比较困难，必须要有临时固定钢筋及提供工人操作空间工作平台，对于高度小于50m的墩身，我们采用的是搭设墩旁支架作为钢筋安装及绑扎的工作平台;对于高度大于50m的墩身，则采用增设劲性骨架作为钢筋安装及绑扎时的工作平台，劲性骨架主要由角钢组成，其主要作用是增加墩身的施工刚度及给安装钢筋和装拆模提供工作平台。
5墩身混凝土配合比
本项目连续刚构桥墩身混凝土标号均为55号，属于高标号混凝土，由于墩身混凝土均采用泵送，所以要求混凝土要有很好的和易性，在此基础上，经过多次试验，最终确定混凝土的水胶比为0.31，砂率为0.37，外加剂掺量为1%，坍落度为140mm～80mm，经过验证，7d强度为46MPa，28d强度为65.4MPa，其工作性及经济性较为理想。
6墩身混凝土的输送
在浇筑墩身混凝土时，混凝土采用罐车运输，用混凝土输送泵泵送入模，由于施工时点多面广，我们配备了两台HBT60及一台HBT80混凝土输送泵及1000m长的输送泵管，主要施工原则是:混凝土输送泵是机动的，哪里需要就置放在哪里;泵管是固定的，即泵管沿着墩身一直延长，施工到多高，泵管就接到多高，泵管主要是顺着塔吊架或附着在墩身向上接长。
7墩身施工的质量控制重点
1)在墩身的施工过程中要严格控制其平面位置，即每次在支模前用全站仪对墩身的控制点进行放样，在模板支好后再对模板顶的控制点继续拧复核，以确保墩身平面位置准确。对于变截面墩身，由于一定高度对应一定截面尺寸，故每次在放样时，须同时测出其高程，以便计算该位置处的墩身截面尺寸，从而确保放样的准确性。
2)钢筋安装过程中，钢筋数量必须符合设计及规范要求，要严格控制主筋根数、间距、角度、除锈、保护层厚度等，因为变截面墩身的主筋根数随着墩身的变化而变化，施工时多则浪费，少则影响结构的安全性，对此，我们对每节墩身的主筋根数统计成册，下发给各现场工程师及施工协作队伍，从源头上对根数进行控制，这样既方便了施工，又方便了质量检查与控制。
3)要认真检查主筋的机械连接质量，要逐一对墩身的机械连接情况进行检查，主要检查部分钢筋是否扳手拧到位，首先看露丝是否超限(超过一个挣丝)。如果超限，则可要求施工人员用扳手或者管钳继续拧紧钢筋，直至拧不动为止。由于主筋的连接质量直接关系到墩身的质量，要保证主筋的连接100%合格。
4)为了保证每节墩身之间混凝土的粘结质量，故在浇筑墩身混凝土前，须将已施工完成的墩身顶面的杂物或混凝土碎渣清理干净，如有条件，可用水进行清洗。
5)在固定混凝土输送管时，一定要注意泵管不要接触已支立好的模板，避免泵送混凝土时泵管的冲力使模板偏位。
8高墩施工注意的问题
1)要注意在施工时预埋电梯或者塔吊(如果配备电梯或塔吊)附着预埋件，这就需要预先与电梯或者塔吊厂家人员进行沟通，以便确定预埋件的位置及形式。
2)要认真选定塔吊或电梯的设置位置，要考虑塔吊或者电梯可升高到桥面以上;要考虑塔吊或者电梯附着件的允许长度及角度。
3)要事先考虑好泵管的附着方案，如果借助塔吊架向上接长，则不用在墩身上预埋泵管附着件;如果借助墩身向上接长，则需要在墩身上预埋泵管附着预埋件。
4)要有混凝土在输送堵管时的应急预案，以便发生堵管时能够在最短的时间内恢复混凝土泵送，确保施工顺利进行。
5)要高度重视高墩施工安全，须派专人负责高墩施工安全检查，主要检查高空作业安全防护措施是否到位，电梯及塔吊作业人员是否经过培训且持证上岗，高空施工安全管理制度是否完善。
参考文献:
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[4]李志良.客运专线桥梁高墩外观质量控制技术[J].山西建筑，2010，36(8):334-335.