周洋洋、閆梅

（1.山東高速基礎設施建設有限公司，山東 濟南 250001；2.山東省新宇建筑工程設計有限公司，山東濟南 250001）

0 引言

隨著我國交通基礎設施的不斷發(fā)展，道路和橋梁建設速度加快。高墩施工技術在高速公路橋梁建設中的應用越來越廣泛，該技術應用效果對整體施工水平和高速公路的質量有重要影響。加強高墩施工技術研究，促進高墩建造水平的提高，對全面提高高速公路建設水平有重要作用?；诖?，文章采用理論研究與實踐驗證相結合的方法，對高墩施工技術進行分析，以更加直觀地說明其技術要點、施工參數等。

1 高速公路橋梁高墩施工難點分析

1.1 環(huán)境復雜、施工難度大

高速公路高墩橋梁多建在地勢較為復雜的山區(qū)，施工過程中材料、設備運輸較為困難。高墩的截面面積相對小、墩身和重心高，施工過程中需要精確控制準確度，必須準確定位。因高墩施工必須分節(jié)澆筑混凝土，每次澆筑完成后要進行一次復核測量，同時高墩施工的管理控制難度大，涉及大量數據分析及原材料、設備的協(xié)調管理，整體施工復雜性高。

1.2 施工安全風險高

高速公路橋梁高墩施工屬于典型的高空作業(yè)，需要施工人員長期在高處進行復雜、精細的作業(yè)，安全風險高。施工現場常常需要平行施工，需要搭設多套腳手架及安全爬梯，同時現場多種高空作業(yè)、起吊設備同時作業(yè)，需購入大量的安全防護設施及臨時結構，施工安全風險高、安全管控投入大。

1.3 施工質量要求高

高速公路橋梁高墩施工對質量管理要求高。由于分節(jié)施工導致施工過程中會產生大量接縫，接縫處理效果不僅影響結構安全，同時影響外觀質量，因此對接縫處理的質量要求高。在混凝土澆筑過程中必須加強質量控制，確保支架、拉桿、模板、鋼筋及預埋件的位置及尺寸符合要求，要保證混凝土坍落度在允許范圍內，不得離析、泌水等。

1.4 工期控制難度大

高墩的墩身高度較高，所需的混凝土方量較多，且必須分節(jié)澆筑，單次澆筑高度通常為4～6m，對于高度大于40m 的墩柱澆筑次數最少要達到8 次，單個墩柱施工周期長，為保證項目工期，需投入多套自成體系的模板，采用平行作業(yè)的施工組織方法[1]。此外，高墩施工質量受施工人員專業(yè)水平、機械設備性能及周圍環(huán)境等因素所影響，所以整體的施工工期控制難度較大。

2 高速公路橋梁高墩施工技術分類

2.1 翻模工藝

高速公路橋梁高墩施工技術中所使用的翻模工藝是將施工平臺修建于高墩墩身周圍，在施工平臺上進行翻模機構的架設。在施工過程中，通過液壓機構提供動力實現施工平臺舉升。施工平臺舉升至特定位置后，作業(yè)人員開始進行定型模板的安裝，施工區(qū)域配有起吊裝置，增為模板的提升及鋼筋的加固增加便捷性。

2.2 爬模工藝

另一種高速公路橋梁高墩施工技術為爬模工藝[2]。在該工藝中，同樣使用液壓驅動的爬升裝置，并將裝置安裝于高墩墩壁周圍，其中爬升裝置主要由液壓支撐結構和內爬支腳等結構組成。液壓油缸與上、下爬架間采用鉸接類機械連接形式。在施工過程中，對液壓缸體進行固定，通過液壓桿相對運動實現上、下爬架的舉升與降落。在此過程中，上爬架與內套架構成獨立結構，相對應的下爬架與外套架組成另外一套運動結構，在施工過程中，兩結構相互交替上升，從而實現結構的爬升與校正。

3 工程概況

臨淄至臨沂高速公路是山東省“九縱五橫一環(huán)七射多連”高速公路網中“縱四”線的重要組成部分，北起G20 濟青北線，跨越濟青中線、濟青南線，南接G1511 日蘭高速，項目主線全長192.639km，采用雙向六車道高速公路標準，設計速度120km/h。其中S509分離立交共7 聯(lián)，上部為預應力混凝土T 梁，橋墩采用兩種形式，分別為柱式墩和方墩。小于40m 墩柱共42 根，40～60m 墩柱共54 根，大于60m 墩柱 共4 根。

經過綜合技術對比，該橋高墩施工采用翻模和爬模兩種方式施工，其中S509 分離立交3～8#墩（4m×2.5m 截面）采用液壓爬模，9～12#墩（4m×2.5m 截面）采用翻模，2.2m×2.2m 截面和2m×2m 截面矩形墩均采用翻模。高墩施工采用塔吊、梯籠上下配合作業(yè)。

3.1 翻模施工

在翻模施工中，模板方案中需要對澆筑狀態(tài)下面板、橫肋與豎肋、法蘭等的強度和剛度進行驗算，對拉筋的強度進行驗算，對模板的抗風性能及穩(wěn)定性進行驗算。

施工采用定型鋼模，共加工模板4 套，每套模板高度為6m，分4 節(jié)拼裝，每節(jié)1.5m。首件墩柱澆筑高度為4.5m，作為翻模施工的基礎墩，然后以高度4.5m為一個作業(yè)循環(huán)澆筑混凝土，翻轉外模。施工時，先立第一節(jié)模板，由下至上依次為第一、第二、第三、第四節(jié)段模板。當混凝土強度達到15MPa 時，拆除第一、第二、第三節(jié)段模板，將第一、第二、第三節(jié)段模板翻升至第四節(jié)上面，形成拆模、翻升、組拼依次循環(huán)，鋼筋綁扎、澆筑混凝土、養(yǎng)生混凝土、墩身十字線測量定位、測量標高的不間斷作業(yè)，直到達到墩柱的設計高度。模板由下至上排列為第一循環(huán)第一、第二、第三、第四、第二循環(huán)第四、第三、第二、第一。

3.2 爬模施工

按照墩柱的設計尺寸，采用翻模工藝施工第一節(jié)墩身，高度為9m，模板用拉桿對拉固定。利用塔吊吊裝鋼筋、模板，墩身混凝土澆筑采用泵送。

第一節(jié)已澆筑混凝土強度達到標準后，拆除已經固定的模板，鑿毛處理墩頂混凝土，在已安裝的預埋件的基礎上安裝爬升機、液壓平臺及模板后移平臺支撐模板，綁扎第二節(jié)墩身鋼筋，并安裝爬模的導軌及液壓系統(tǒng)預埋件，進行第二節(jié)墩身的混凝土澆筑，第二節(jié)墩身高度4.5m。第二節(jié)已澆筑混凝土強度達到標準后，將模板后移后安裝爬模系統(tǒng)的導軌及液壓系統(tǒng)，調節(jié)泵站自動爬升架體到位，安裝吊平臺；進行勁性骨架安裝及鋼筋綁扎，安裝預埋件后合模，進行第二節(jié)墩身的混凝土澆筑，澆筑高度與第二節(jié)相同，之后循環(huán)爬升，逐節(jié)進行施工[3]。

3.3 質量控制

3.3.1 模板質量控制

施工前進行模板的專項設計，并進行預拼裝。施工中確保模板螺栓全部安裝到位，并經自檢合格后報監(jiān)理人員驗收，驗收合格方能進行下一步施工，施工時應檢查復核模板的軸線、標高、截面尺寸、表面平整度、拼接縫等[4-5]。

3.3.2 混凝土質量控制

第一，采用拌和站集中拌和混凝土，混凝土拌和站應配備電子計量裝置，確保混凝土配合比符合設計要求。

第二，嚴把材料關，不合格的原材料堅決不能進入現場。保持材料料源的穩(wěn)定性，石子、砂、水泥應該來自同一廠家，以保證混凝土質量穩(wěn)定。

第三，選用專業(yè)性強、技術水平高、施工經驗豐富的勞務隊伍，施工前做好技術交底，每天上崗前做好班前教育，嚴格控制混凝土振搗的部位、時間等，不得漏振、缺振。

第四，嚴格控制混凝土坍落度，既要保證和易性，又要保證流動性?；炷翝仓瓿珊蠹皶r養(yǎng)生，施工現場環(huán)境溫度高于5℃時，采用灑水養(yǎng)生方式，高墩柱灑水養(yǎng)生采用高壓水泵養(yǎng)生系統(tǒng)，在墩腳設高壓水泵，順墩柱設鍍鋅管上升與爬架連接，在新澆筑的混凝土上圍繞軟管與鍍鋅管連接，在環(huán)繞水管上等距布孔噴水，確保新澆筑的墩柱混凝土均能得到養(yǎng)生。環(huán)境溫度低于5℃時，采用帶模板養(yǎng)生的方式，在模板外噴涂8～10cm 的聚氨酯泡沫劑，這樣既能起到保溫混凝土的作用又能起到養(yǎng)生的作用。

3.3.3 大體積混凝土質量控制

改善混凝土的骨料級配，降低水灰比，通過摻加高質量減水劑增強混凝土流動性。降低混凝土入模溫度，如采用冷水沖洗骨料、攪拌混凝土等方式。減小每次墩柱混凝土的澆筑厚度，同時在混凝土中埋設冷卻水管，以加快混凝土散熱速度，降低水化熱，防止混凝土內部產生裂縫?；炷翝仓瓿珊蠹皶r灑水養(yǎng)生、及時覆蓋，避免暴曬，夏季氣溫高時避免進行混凝土澆筑[6]。

3.4 安全控制

3.4.1 高空作業(yè)安全控制措施

第一，嚴格落實“安全晨會”制度，每天施工前對施工人員進行安全教育，定期對高空作業(yè)人員進行體檢，嚴禁患有不適合高空作業(yè)疾病的人員上崗。

第二，從事高空施工作業(yè)人員必須戴安全帽、系安全帶/繩、穿防滑鞋，施工用的工具必須在工具包內用繩掛好。

第三，平臺周圍安裝安全網并結實扎牢，在冬季寒冷季節(jié)施工時平臺上的步行板要釘設防滑條。

第四，氣溫降低結冰時嚴禁梯籠升降和塔吊作業(yè)。

第五，不得使用有嚴重銹蝕、彎曲、壓扁或裂紋的鋼管，禁止使用有脆裂、變形、滑絲的扣件。

第六，對作業(yè)區(qū)域進行封閉，并設置安全警示牌，非施工人員不得入內。

第七，物品上下傳遞時嚴禁拋擲。

3.4.2 夜間施工作業(yè)安全技術措施

第一，嚴格落實領導帶班、值班制度，確保只要工地施工就有領導在場[7]。第二，夜間施工前，檢查照明設備、照明電路是否完備、運行狀態(tài)是否良好，保證各作業(yè)面配備足夠的照明。第三，夜間施工前對作業(yè)人員進行班前教育，不斷提高其安全意識，消除麻痹大意思想。第四，夜間機械施工作業(yè)時，至少配備1 名人員配合司機進行現場指揮，防止機械傷人、車輛翻車等安全事故發(fā)生。

3.4.3 高溫作業(yè)安全技術措施

第一，制訂詳細的施工作業(yè)時間表，嚴格控制作業(yè)人員作業(yè)時間，連續(xù)作業(yè)時間不得超過8 個小時，嚴禁疲勞和超時間作業(yè)。第二，制訂嚴格用人標準，對作業(yè)人員年齡進行控制，定期要求作業(yè)人員進行體檢，清退年齡較大或不適合高空作業(yè)的施工人員。第三，施工地點配備防暑降溫物資和藥品。第四，加強防暑降溫知識教育培訓，不斷提高作業(yè)人員的防暑降溫意識。

4 施工工藝對比

4.1 翻模施工工藝

翻模施工工藝簡單，沒有特別復雜的技術操作，鋼制翻模具有很好的強度和剛度，整體性也較高，能夠最大限度地確?；炷潦┕べ|量，施工所投入的機具設備相對較少，整體經濟性比較合理，成本低，有利于項目的工期控制；模板采用定制5+1 復合板，施工時便于模板及時清理、整修、刷脫模劑，每節(jié)長度1.5m，共4 節(jié)，澆筑高度4.5m，能夠逐節(jié)校正墩身施工誤差，誤差不積累。

但是采用翻模施工工藝時，需在高空中調整模板垂直度，難度大，為保證在翻模施工過程中模板的接縫平整、緊密，必須確保底節(jié)模板頂面保持水平；施工時原材料的垂直運輸、模板翻升時的吊裝等均需要大型起吊設備，風險較大；模板采用的拉桿較多，后期澆筑完混凝土后，需要采用專用材料進行處理，以免影響墩柱外觀。

4.2 爬模施工工藝

爬模施工工藝具備滑模體系和大模板施工工藝的優(yōu)點，作業(yè)人員少、安全性高、施工質量好，在橋梁高墩施工中爬升安全、平穩(wěn)，一次組裝爬模架體后，施工完成前不落地，可大大減少塔吊的吊裝次數，同時可在原位置清理模板，能有效節(jié)省場地、避免模板磕碰；能夠提供全方位的操作平臺，可以節(jié)省重復搭設操作平臺的材料和人工；液壓自爬模體系的模板安放在模板支架操作主平臺上，同時可以為模板前后移動脫模和合模提供大于500mm 的操作空間，同時可以進行模板表面清理、涂刷脫模劑等工作；模板垂直度、水平度調整較容易，可保證墩柱的垂直度精準[8-10]。

但是爬模施工工藝采用的是木模板，澆筑后外觀不如鋼模板澆筑的混凝土有光澤，爬升系統(tǒng)對混凝土早期的強度要求高，整體施工進度較慢，且需要定期檢查模板狀況、爬升系統(tǒng)，維護成本高；對現場施工人員的要求較高，爬模的組裝精度要達到規(guī)定要求，組裝時平臺必須對中調平，平臺上機具、材料對稱放置，腳手鋪板必須固緊，同時模板必須嚴格按墩身尺寸拼組，保證模板間接縫密貼，以防止漏漿和錯臺。

5 結語

綜上所述，在高速公路橋梁高墩施工中，應根據施工條件、工程特點、周邊環(huán)境等因素，合理選擇、科學優(yōu)化、積極創(chuàng)新施工技術和施工工藝，以不斷提升施工企業(yè)綜合技術水平和自身發(fā)展能力，保證高速公路工程順利推進，為民眾的安全、舒適出行提供保障。