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        公路橋梁墩柱施工方法研究

        2023-12-04 10:58:22曹亮
        運輸經(jīng)理世界 2023年27期
        關(guān)鍵詞:墩身墩柱薄壁

        曹亮

        (宜春市公路事業(yè)發(fā)展中心萬載分中心,江西宜春 336000)

        0 引言

        墩柱是公路橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分,直接關(guān)系著橋梁的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命。在公路交通不斷發(fā)展的背景下,為滿足日益增長的交通需求,橋梁的設(shè)計、施工和維護面臨著新的挑戰(zhàn)和要求。因此,對公路橋梁墩柱技術(shù)的研究和探索有重要意義。

        1 公路橋梁墩柱施工的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

        隨著經(jīng)濟的發(fā)展和交通需求的增加,公路橋梁施工規(guī)模越來越大、建設(shè)數(shù)量越來越多,推動了墩柱施工技術(shù)的發(fā)展。

        公路橋梁墩柱在設(shè)計方面采用先進的結(jié)構(gòu)分析方法,能夠提高橋梁整體結(jié)構(gòu)的安全性和抗震性。公路橋梁墩柱施工借助模板支架系統(tǒng)、自卸式混凝土澆筑設(shè)備等,施工效率和質(zhì)量有一定的保障。并且,當(dāng)前公路橋梁墩柱施工主要采用環(huán)保材料,如高性能混凝土、再生材料等,能夠減少資源消耗和環(huán)境污染,可提高工程的環(huán)保效益。

        然而,公路橋梁墩柱施工也面臨著一些挑戰(zhàn)。一方面,設(shè)計和施工中受地質(zhì)和地下水等因素的影響較大,因此必須綜合考量多方面因素,施工過程中采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧┑取A硪环矫?,維護和管理不當(dāng)容易導(dǎo)致墩柱損壞和老化,影響公路橋梁的安全運行和使用壽命[1]。

        2 常見的墩柱構(gòu)造形式

        2.1 雙(多)圓柱式墩

        雙(多)圓柱式墩是一種常見的橋墩形式,是指在橋梁中央或大跨度位置設(shè)置兩(多)個圓柱形墩柱,以有效分擔(dān)荷載壓力,提供穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu),并增強橋梁的抗震性能。這種墩設(shè)計不僅能滿足橋梁的結(jié)構(gòu)要求,還具有一定的美觀性。雙(多)圓柱式墩在公路橋梁工程中的應(yīng)用較為廣泛,適用于各種跨度和地形條件,能夠為橋梁的安全穩(wěn)定和建筑美感提供一種有效的解決方案。

        2.2 薄壁空心墩

        薄壁空心墩(見圖1)的特點是內(nèi)部為空心,墩壁相對較薄,內(nèi)部通常由縱向和橫向隔板組成,用以分散荷載,并提升結(jié)構(gòu)的抗彎剛度和承載能力。與實心矩形墩相比,薄壁空心式矩形墩能顯著減輕墩身自重,降低橋墩的總承載荷重,有利于增大跨徑、提高經(jīng)濟性。由于薄壁空心結(jié)構(gòu)能夠提供更大的裂縫延展空間,延緩或避免墩身脆性破壞,因此薄壁空心式矩形墩的抗震性能也優(yōu)于實心矩形墩,并且薄壁空心式矩形墩在外觀上具備簡潔、美觀的特點。

        圖1 薄壁空心墩構(gòu)造

        2.3 獨柱墩

        獨柱墩(見圖2)的特點是橋梁支撐部位只設(shè)置一個柱子,獨柱墩在橋梁工程中有一定的優(yōu)勢。第一,獨柱墩的設(shè)計相對簡單,施工也相對便捷。第二,由于只有一個柱子支撐,橋梁的視覺效果較好,且在造型設(shè)計上有更大的發(fā)揮空間,有利于融入周圍環(huán)境,提升橋梁的景觀價值。

        圖2 獨柱墩構(gòu)造

        然而,獨柱墩也有其應(yīng)用局限性,由于只有一個支撐柱,通常適用于跨度較小的橋梁,如短跨橋、干線公路橋等,無法滿足大跨度、高荷載的橋梁需求。此外,其適合一些地形較平坦的地區(qū),在一些特殊地形和地質(zhì)條件下,獨柱墩的應(yīng)用也可能受到限制,施工時需要根據(jù)具體情況進行合理選擇。

        2.4 花瓶墩

        花瓶墩(見圖3)是一種獨特而精致的公路橋梁墩型結(jié)構(gòu),其外形猶如一個花瓶的底座,底部較寬,逐漸向上收縮,呈現(xiàn)出優(yōu)美的曲線形態(tài)?;ㄆ慷詹粌H能在橋梁結(jié)構(gòu)中起到支撐功能,也能起到裝飾和美化橋梁的作用。

        圖3 花瓶墩構(gòu)造

        3 薄壁空心墩施工技術(shù)

        結(jié)合工程案例,對薄壁空心墩施工技術(shù)進行分析。

        3.1 工程概況

        某橋梁項目是當(dāng)?shù)刂匾幕A(chǔ)設(shè)施,對提升通行效果有重要意義。在橋型孔設(shè)置中,采用8 孔29m 的設(shè)計方式,上部采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)T 梁結(jié)構(gòu)形式,下部采用鋼筋混凝土薄壁墩形式。其中,1#~7#墩均設(shè)計為等截面矩形空心墩,其中1#~3#及7#墩高度不足40m,4#~6#墩的高度分別為46.8m、59.4m、58.9m。按照工程要求,選擇合適的承臺結(jié)構(gòu)形式,以及群樁布置方式,以確保結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)[2-3]。

        3.2 施工測量與控制

        3.2.1 空心墩定位控制測量

        鑒于橋梁施工現(xiàn)場地形復(fù)雜,必須在施工區(qū)域設(shè)置全站儀,建立平面三角控制網(wǎng),并與附近的GPS 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合,構(gòu)建一個完備的測量體系,通過聯(lián)合測量的方式提升測量的精確度。在此基礎(chǔ)上,對墩身結(jié)構(gòu)的垂直度參數(shù)進行檢測,根據(jù)實際情況調(diào)整模板的安裝位置,以滿足精確性要求。在測量過程中,應(yīng)用全站儀檢測高墩的四個側(cè)面模板的平面位置,通過垂線法控制墩身的垂直度[4-5]。

        3.2.2 空心墩高程控制測量

        采用三角控制網(wǎng)的方式進行墩臺高程參數(shù)檢測,根據(jù)設(shè)計單位提供的GPS 基準(zhǔn)點,結(jié)合實際現(xiàn)場情況,設(shè)置適當(dāng)?shù)母叱炭刂凭W(wǎng),并定期進行復(fù)測工作,以確保測量的準(zhǔn)確性。特別需要關(guān)注墩身頂部高程的控制,確保其精確性符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以免影響整體施工效果。每個墩臺的檢測工作完成后,必須按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在承臺表面設(shè)置臨時水準(zhǔn)點,布置沉降觀測點[6]。

        3.3 模板制作和安裝

        3.3.1 墩身模板制作

        從成本角度出發(fā)進行分析,選用A3 鋼板(厚度為5mm)制作該橋梁項目的外模。同時,需要重視加勁板設(shè)置,豎向間隔應(yīng)為20cm,橫向間隔為25cm,單節(jié)模板的長度為6m。在現(xiàn)場安裝過程中,采用吊裝方式移動模板,安裝過程中需確保安裝精度達標(biāo),以保證施工質(zhì)量[7]。

        內(nèi)側(cè)模板采用竹膠板拼接制作。竹膠板具備較高的穩(wěn)定性,能夠承受現(xiàn)場施工中的各項荷載作用力,且保證結(jié)構(gòu)尺寸容易控制,能夠做到精確性達標(biāo)[8]。

        3.3.2 模板組合安裝施工

        在該橋梁工程項目中,空心墩的水平斷面呈方形,四個角均設(shè)計為半徑為10cm 的圓角。為了確保墩身設(shè)計符合要求,模板加工制作需要考慮到這些圓角。墩身的外模和空心的內(nèi)模采用箱式結(jié)構(gòu),設(shè)置直徑為20mm 的光圓鋼筋對拉螺桿,通過錨固方式將它們連接成整體。每塊模板布置兩排拉螺桿,同時采用塑料墊塊保護結(jié)構(gòu),以確保厚度尺寸合格。進行模板組裝時,要嚴(yán)格按照設(shè)計方案要求進行操作,尤其要確保拉螺桿被鎖緊,以防止在澆筑過程中發(fā)生爆模、跑模等突發(fā)狀況[9]。

        3.3.3 模板安裝檢查

        模板組合安裝施工后,專業(yè)工程師需進行嚴(yán)密的檢查,核對模板的位置、尺寸、標(biāo)高、軸線等精度是否符合要求。若經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有不合格情況,應(yīng)立即組織施工人員進行調(diào)整,確保模板的安裝質(zhì)量,以免對最終的施工效果造成不良影響[10]。

        3.4 鋼筋制作安裝施工

        根據(jù)該項目的施工方案和標(biāo)準(zhǔn)要求,每個單獨的薄壁空心墩總共包含232 根直徑28mm 的豎向主筋。在該薄壁空心墩橋梁施工中,由于主筋接頭數(shù)量多、工作量大,采用螺紋鋼筋接頭的方式,以有效提高連接效果,同時縮短施工時間。開始第一次綁扎工作之前,由于此時未設(shè)置爬架結(jié)構(gòu),因此需要在墩身內(nèi)部安裝預(yù)埋架,并設(shè)置勁性骨架,以確保墩身內(nèi)鋼筋的固定、連接效果達到標(biāo)準(zhǔn)。安裝爬架后,需要在上部設(shè)置限位型鋼筋,用于連接和固定,同時確保這些限位鋼筋可用于周轉(zhuǎn)使用,以提高材料的利用率。勁性骨架的安裝按照方案執(zhí)行,由專業(yè)技術(shù)人員進行加工制作,同時應(yīng)用型鋼焊接定位框,以防止在施工過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)變形影響結(jié)構(gòu)的性能。鋼筋安裝過程中,需要加強控制各個結(jié)構(gòu)部分的焊接質(zhì)量,確保無焊接缺陷[11]。

        3.5 墩身混凝土施工控制

        其一,每次進行混凝土施工之前,需要涂抹脫模劑(不可使用廢棄機油作為脫模劑)。模板安裝完成后,在連接位置應(yīng)使用海綿條進行密封處理,以防止在澆筑環(huán)節(jié)發(fā)生混凝土漏漿的情況。由于混凝土的收縮問題可能導(dǎo)致混凝土與模板之間產(chǎn)生微小的縫隙,因此在下一節(jié)模板安裝之前,應(yīng)用玻璃膠進行密封處理,以確保連接處的緊密性。

        其二,選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的塑料墊塊制作鋼筋保護層,進行鋼筋安裝之前,需要進行復(fù)測,才能進行下一步的施工工作[12-13]。

        其三,澆筑施工中,如果下落高度在2m 以上,需要在現(xiàn)場設(shè)置串筒結(jié)構(gòu),保證下落高度在合理范圍內(nèi),以免發(fā)生離析問題。每次澆筑結(jié)束后及時進行修面調(diào)平處理,保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量合格。

        其四,在同一層混凝土澆筑施工過程中,必須保持對稱澆筑,以確保各個部位的性能和質(zhì)量都能達到標(biāo)準(zhǔn)要求。澆筑完畢后,使用插入式振搗棒進行振搗處理,振搗時的移動距離應(yīng)在振搗棒直徑的1.5 倍以內(nèi),同時要注意避免振搗棒接觸模板、鋼筋、預(yù)埋件等其他構(gòu)件,以確保振搗結(jié)束時沒有氣泡產(chǎn)生且表面平整、無下沉情況。

        4 結(jié)語

        總的來說,在公路橋梁項目施工中,采用針對性的橋墩施工技術(shù),對提高公路橋梁建設(shè)的效率及質(zhì)量都有重要幫助。在實際施工中,要結(jié)合工程要求,合理選擇橋梁墩柱形式與施工技術(shù),并注重施工方案的優(yōu)化創(chuàng)新,從材料、工藝、現(xiàn)場管理方面入手,加強各方面的控制,以此提高橋梁墩柱施工的整體施工效果,為項目的開展提供保障。

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