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        高墩施工技術(shù)在高速公路橋梁施工中的應(yīng)用研究

        2022-04-26 03:58:14覃智
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2022年16期
        關(guān)鍵詞:支架橋梁混凝土

        覃智

        (貴州省公路工程集團(tuán)第六工程公司,貴州 貴陽 550008)

        0 引言

        在交通運(yùn)輸路網(wǎng)建設(shè)中,高速公路屬于關(guān)鍵工程。由于我國山地、丘陵地質(zhì)較多,高速公路橋梁建設(shè)難度較高。為化解高速公路橋梁施工的技術(shù)難點(diǎn),需要將高墩施工技術(shù)應(yīng)用于橋梁施工建設(shè)中。相較于普通路橋建設(shè)而言,高墩施工通常需要更高的成本,施工周期相對較長,并且施工質(zhì)量要求相對嚴(yán)格。為此,高墩施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)要確保施工技術(shù)應(yīng)用的嚴(yán)謹(jǐn)性,加強(qiáng)施工質(zhì)量控制,把握施工關(guān)鍵技術(shù)成為高墩施工效果強(qiáng)化的必要措施。

        1 高墩施工要求分析

        高速公路橋梁施工中高墩施工的特征在于需要高空作業(yè),并且需要修建較長的墩體,因而高墩施工較普通橋梁施工要求更為嚴(yán)格。

        1.1 合理選用施工高度降低方式

        由于高墩施工具備較高的高度,吊裝施工及混凝土施工要求也相對嚴(yán)格,既可采取腳手架搭設(shè)方式施工,也可酌情采取筑土增高的方式,有效縮短施工作業(yè)面與高墩之間的距離。

        1.2 保持混凝土規(guī)劃施工連續(xù)性

        混凝土橋墩的施工高度越大,施工應(yīng)力水平要求也越高。施工高度每提升1m,應(yīng)力水平的提高幅度應(yīng)在80%左右,因此,混凝土施工時(shí)必須要采取分層施工方式,并且要確保施工過程能夠連續(xù)開展,進(jìn)而保障混凝土施工的均勻性,確保各個(gè)層級能夠有效融合。

        1.3 滿足高墩應(yīng)力需求

        高墩施工過程中具備較高的應(yīng)力要求,由于高速公路橋梁施工屬于脫離路基的工程,因而應(yīng)在垂直應(yīng)力需求滿足的前提下做好水平方向的應(yīng)力規(guī)劃。為提升施工后橋梁應(yīng)力水平可適當(dāng)提高橫截面積,同時(shí)也要在施工時(shí)適當(dāng)提升圍堰的水平應(yīng)力。

        2 高速公路橋梁施工中高墩施工技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例分析

        2.1 工程概況

        某長度為700m 的高速公路橋梁建設(shè)時(shí),上部結(jié)構(gòu)應(yīng)用的是預(yù)應(yīng)力T 梁,下部結(jié)構(gòu)為柱式墩,采用的是擴(kuò)大基礎(chǔ)形式,橋墩當(dāng)中,共設(shè)置了9 個(gè)薄壁空心墩,分別是5、6、7、8、9、10、11、17、21墩。本橋梁架設(shè)于沖溝地貌區(qū)域,地形起伏較大,橋梁架空高度的最高點(diǎn)約為36m。

        2.2 施工難點(diǎn)

        由于受到復(fù)雜地形及交通不夠便利因素的影響,加之部分橋梁建設(shè)高度較大,因而本橋梁工程的施工存在一定難度。高于20m 的墩柱施工時(shí)存在的主要難點(diǎn)如下:

        2.2.1 施工周期長

        本橋梁工程施工時(shí)需要高空作業(yè),因而需要建立模板受力體系,通過分析模板自身的受力性能,可判定出墩柱一次澆筑高度應(yīng)為5m 左右。因而高于20m的墩柱需要分四次完成施工,因而墩柱施工周期相對較長,在設(shè)備等其他因素的影響下,墩柱施工完成的周期需要5 個(gè)月以上。

        2.2.2 需大量施工物資

        由于該項(xiàng)目的高墩施工需要較長時(shí)間,因而要在總工期時(shí)長內(nèi)完成施工,高墩施工時(shí)必須采取平行作業(yè)方式,各墩柱均需設(shè)置6m 高的模板,因而所需的模板材料數(shù)量較高。同時(shí),高墩施工時(shí)還需要應(yīng)用大型吊車,然而由于該項(xiàng)目所建設(shè)高墩量較大,且高墩分散分布于不同山溝之中,吊車調(diào)配難度較高,因此較正常施工所需配備的機(jī)械設(shè)備數(shù)量更多。

        2.2.3 施工定位控制難度大

        高墩施工的顯著特征是高度大、重心高,并且具備截面積小、柔度過大的特點(diǎn),因而施工時(shí)的精度要求相對嚴(yán)苛,這會(huì)對施工過程中的定位控制帶來較大的難度,若是定位出現(xiàn)偏差,將會(huì)對高墩施工效果產(chǎn)生一定的限制。

        2.2.4 接縫處理要求高

        高墩施工中,高墩除了承載壓力作用之外,還兼具變矩扭矩承受功能,因而墩身的柔度要符合要求,在受到外界因素影響或承受荷載壓力之時(shí),墩身會(huì)出現(xiàn)搖擺或彎曲變形問題。為此,施工時(shí)對施工縫的控制要求較為嚴(yán)格,若是接縫處理不到位將會(huì)出現(xiàn)薄弱點(diǎn),從而會(huì)影響高墩施工質(zhì)量。

        2.3 施工方案

        2.3.1 模板設(shè)計(jì)

        通過分析高墩施工特征及難點(diǎn),該項(xiàng)目施工中需應(yīng)用定形鋼模作為模板,將鋼模制作成半圓形,兩個(gè)鋼模拼成一個(gè)整體模板??稍O(shè)置三種單節(jié)模板高度,以D140 鋼模作為1.5m 與2.5m 高模板制作材料,3.0m 高模板則采用D180 鋼模制作。施工時(shí)模板應(yīng)采用吊車吊裝,若吊車難以滿足吊裝高度要求,還可設(shè)置吊架并利用卷揚(yáng)機(jī)輔助完成模板安裝,并需以風(fēng)纜繩加固處理模板中部及頂部,從而確保立模之后模板能夠保持垂直且剛度性能符合要求。

        2.3.2 混凝土施工

        施工高度在吊車吊裝高度范圍內(nèi)時(shí),可利用運(yùn)輸車向施工現(xiàn)場運(yùn)送混凝土,將吊斗安裝于吊車之上,而后利用串筒完成澆筑。若是高墩高度過大,超出吊車吊裝范圍,則可利用輸送泵將混凝土輸送到模板內(nèi)完成澆筑,并利用振搗器實(shí)現(xiàn)混凝土均勻振搗,并采取分層澆筑法,一次性完成混凝土澆筑,注意分層時(shí)各層厚度不能超過30cm,必須中斷澆筑時(shí),應(yīng)于前一層混凝土初凝完成前恢復(fù)澆筑。

        2.4 施工工藝流程

        本橋梁工程的高墩施工工藝流程如圖1 所示。

        圖1 高墩施工工藝流程

        2.5 關(guān)鍵技術(shù)

        2.5.1 測量放樣

        正式施工之前,需要精準(zhǔn)測量與合理放樣,應(yīng)將墩柱中線及結(jié)構(gòu)線之間的標(biāo)線精準(zhǔn)劃出,并將中心線及墩柱邊緣之間的間距誤差控制在10mm 之內(nèi)。且需要先利用高壓水槍清沖樁頂,將樁頂之上的雜物全部清除之后再進(jìn)行墩柱施工,應(yīng)全面清除結(jié)構(gòu)線中存留的浮漿,而后整體性連接鋼筋,進(jìn)而保障后續(xù)墩柱施工的順暢開展。

        2.5.2 搭設(shè)支架

        (1)支架技術(shù)要求,要求遵循高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性的原則搭設(shè)腳手架,應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置支承面積,保證下方基礎(chǔ)具備一定排水性能。同時(shí)還要按照施工要求設(shè)置支架立桿之間的距離,并合理設(shè)置橫桿步距。

        (2)支架搭設(shè)方法,搭設(shè)之前應(yīng)做好基層清理及平整處理,確?;A(chǔ)壓實(shí)后,在墩柱周圍架設(shè)腳手架,應(yīng)根據(jù)墩柱大小確定立桿數(shù)量,并利用搭接法將各個(gè)立桿連接穩(wěn)固,通常兩根立桿之間的搭接長度不能低于50cm。立桿設(shè)置時(shí),有兩種立撐方式,一是剪刀撐,二是水平撐,這兩個(gè)支撐立桿之間應(yīng)留有45夾角。立桿橫向及縱向之間應(yīng)預(yù)留出1.4m 的距離,橫桿之間的步距不可低于1.6m。立桿長度應(yīng)為2.4km,并且需要應(yīng)用1180 個(gè)扣件。

        (3)支架受力分析與計(jì)算,該項(xiàng)目中所用支架總量與施工荷載之和為29.1kN 左右,在施工中不均勻性的影下,通常需要以1.5 這一不均勻系數(shù)計(jì)算具體的總荷載,即29.1×1.5=43.65kN。每一個(gè)立桿均要承載5.45kN 的荷載,可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定鋼筋的直徑應(yīng)為16mm,且鋼管面積應(yīng)為42.4mm。在得出這些數(shù)據(jù)之后,可計(jì)算出每平方毫米立桿所需承受的壓力,受力應(yīng)力則應(yīng)以100 為宜。經(jīng)分析得知,此立桿受力與規(guī)定要求相符合,因而本支架搭設(shè)方案相對合理。

        2.5.3 鋼筋工程

        (1)鋼筋加工制作

        在立桿搭設(shè)方案審核通過后且支架搭設(shè)施工完成后,需要綁扎鋼筋。需在加工棚完成鋼筋下料、加工制作過程,應(yīng)根據(jù)規(guī)定要求截取鋼筋,并合理調(diào)整鋼筋的彎折度與平直度。應(yīng)對各個(gè)完成加工的鋼筋分別標(biāo)號并按類別存放于不同位置,運(yùn)抵施工現(xiàn)場后,利用定滑輪組進(jìn)行鋼筋起吊,安放于要求位置后,進(jìn)行鋼筋的綁扎與焊接施工。

        (2)鋼筋籠制作與下放

        若高墩截面不一致,應(yīng)加強(qiáng)各個(gè)墩柱主筋接長的控制,確保接頭之間相互交錯(cuò),鋼筋搭接面積應(yīng)為鋼筋總長的1/4 左右。箍筋接頭連接時(shí),要在四角處進(jìn)行交錯(cuò)設(shè)置,應(yīng)按照施工要求的抗震值以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行彎鉤長度設(shè)置。鋼筋籠加工完成后,利用吊車進(jìn)行吊裝與下放,下放時(shí)要控制好下放位置的精準(zhǔn)性,定位時(shí)盡可能應(yīng)用垂線法,以便確保下放位置與中心點(diǎn)之間的偏差不超過20mm。并在鋼筋籠下方放置墊塊,并確保連接用鋼筋裸露在外。

        2.5.4 模板工程

        該項(xiàng)目按照設(shè)計(jì)要求應(yīng)用的均是定形鋼模,且每塊模板由兩個(gè)大小一致的半圓形鋼模拼接而成。模板安裝時(shí),應(yīng)根據(jù)模板高度選用吊臂大小適宜的吊車,若是吊車無法滿足吊裝高度要求,此時(shí)應(yīng)搭設(shè)臨時(shí)吊架,并使用卷揚(yáng)機(jī)繼續(xù)完成模板的安裝施工。同時(shí),需要利用提前準(zhǔn)備好的風(fēng)纜加固處理模板的中心處與頂部位置處,盡可能一次完成模板的安裝,之后要對模板安裝效果進(jìn)行檢查,安裝不合格需拆除重裝,若達(dá)到要求則可進(jìn)入混凝土澆筑工序。

        2.5.5 混凝土工程

        (1)澆筑前的準(zhǔn)備

        混凝土澆筑前應(yīng)做好鋼筋、支架以及模板的檢查,所有工序均與規(guī)定要求相符便可實(shí)施澆筑施工。采用一次性澆筑法,確保不間斷澆筑直至到達(dá)模板頂部,澆筑過程中無需設(shè)置施工縫。采取集中式拌和的方式制備混凝土材料,拌和時(shí)重點(diǎn)在于控制好各個(gè)材料的添加量,并做好混凝土坍落度檢測,還要將混凝土的水灰比控制在要求范圍之內(nèi)。

        (2)混凝土運(yùn)送

        混凝土配制完成后,利用攪拌車將配制好的混凝土運(yùn)送至施工現(xiàn)場。澆筑區(qū)域若在吊車吊臂范圍之內(nèi),則利用運(yùn)輸車向施工現(xiàn)場進(jìn)行混凝土運(yùn)送,利用安裝于吊車之上的吊斗及串筒完成高墩混凝土的澆筑施工。若需澆筑高墩高度超過吊車吊臂范圍,需要采取泵送的方式將混凝土運(yùn)送至施工位置處,進(jìn)而確保模板澆筑施工順利完成。

        (3)混凝土澆筑與振搗

        澆筑的過程中同步進(jìn)行振搗,重點(diǎn)在于保證振搗的均勻性。各在一層澆筑完成后再澆筑下一層,并且每層澆筑均要確定一次性完成,各層澆筑厚度均不可超過30cm。澆筑時(shí)若因意外因素中斷施工,必須立即排查導(dǎo)致中斷的原因,并且及時(shí)解決,盡可能趕在上一層混凝土初凝完成之前繼續(xù)進(jìn)行本層澆筑,以免對兩個(gè)混凝土層的融合效果產(chǎn)生影響。

        (4)檢查與平整處理

        澆筑過程中,應(yīng)派遣人員監(jiān)督鋼筋、模板以及支架,采取抽查方式排查隱患,以便問題及時(shí)消除,從而確保澆筑質(zhì)量。澆筑完成后,應(yīng)利用木抹子針對混凝土表面做平整處理,并于混凝土初凝完成之前,采取適當(dāng)?shù)墓茏o(hù),以免混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

        2.5.6 模板拆除與后期養(yǎng)護(hù)

        混凝土澆筑完成后應(yīng)預(yù)留充足的凝固時(shí)間,在混凝土強(qiáng)度高于75%之時(shí)方可拆除模板,在模板拆除之后,應(yīng)立即將塑料薄膜覆蓋于混凝土表面之上,以免混凝土內(nèi)部水分快速蒸發(fā)。拆模施工的重點(diǎn)在于控制好拆模順序,遵循先澆先拆的原則,以免后澆混凝土未完全凝固便拆除而破壞混凝土表面。

        2.6 高墩施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)

        高墩施工要連續(xù)性開展,非必要情況下中途不可停頓,應(yīng)盡可能將各個(gè)分項(xiàng)工程的施工時(shí)間進(jìn)行壓縮,以免施工時(shí)間過長而增大資金周轉(zhuǎn)壓力。施工時(shí)應(yīng)注重于施工現(xiàn)場的安全監(jiān)管,強(qiáng)化施工人員的安全意識,嚴(yán)格監(jiān)督各道工序,確保所有施工人員均按照安全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施操作。在模板重復(fù)利用的過程中可能出現(xiàn)變形現(xiàn)象,因而可將對拉螺桿從模板肋中部區(qū)域穿入并穿過墩身,并在高墩的高度方向上每隔1m 設(shè)置一道加強(qiáng)箍,如此可增強(qiáng)模板穩(wěn)定性,從而保障施工效果。

        3 結(jié)語

        高速公路橋梁施工中,高墩施工是適用于高度較大橋梁工程的施工方法,該項(xiàng)目的高墩施工實(shí)例工程應(yīng)用的是支架搭設(shè)方法建設(shè)高墩,并且應(yīng)用的是定形鋼模,此方法可增強(qiáng)高墩施工的安全性,也可有效提升高墩施工效率,能夠有效節(jié)約高速公路橋梁工程建設(shè)成本。經(jīng)該項(xiàng)目實(shí)例驗(yàn)證,高速公路橋梁高墩施工中應(yīng)用此種高墩施工技術(shù)方法具有可行性,但施工過程中要注意控制好測量放樣的精準(zhǔn)度,在明確支架搭設(shè)要求的前提下合理設(shè)計(jì)支架搭設(shè)方案,并要控制好后續(xù)的鋼筋工程、模板工程、混凝土澆筑工程,還要做好拆除及養(yǎng)護(hù),從而保障高墩施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)。

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