山區(qū)公路橋梁施工技術(shù)探討

1、山區(qū)公路橋梁施工技術(shù)探討高明鶴（中建六局基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部開發(fā)區(qū)第一大街79號(hào)泰達(dá)MSD-C1區(qū)300457）摘 要：山區(qū)公路橋梁因其所處區(qū)域地形、地質(zhì)條件復(fù)雜多變，施工技術(shù)具有其一定的特點(diǎn)。本文介紹了我國(guó)山區(qū)的高速公路橋梁施工的技術(shù)和特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：山區(qū)公路橋梁 特點(diǎn) 施工技術(shù) 1 山區(qū)公路及橋梁特點(diǎn)山區(qū)地形、地質(zhì)和水文情況復(fù)雜。山區(qū)地面高差大坡陡且險(xiǎn)要；多存在巖溶、滑坡、不穩(wěn)定斜坡、崩塌、陡崖、煤氣地層等不良地質(zhì)；且水系眾多，水文地質(zhì)情況沿路線不盡相同。山區(qū)高速公路往往是沿溪展線，受地形、地質(zhì)、水文的影響，公路路線布設(shè)時(shí)平縱橫三個(gè)方面都受到不同程度約束，導(dǎo)致山區(qū)高速公路平曲線多，平面半徑小，縱坡

2、大，橋梁比例高，橫坡陡，高擋墻多。而山區(qū)高速公路橋梁路線反復(fù)沿河岸交替設(shè)線，斜、彎及縱向橋多，橫坡陡，橫斷面半幅橋和半幅路基多；路線跨越眾多溝壑，高墩大跨多，墩臺(tái)形式多?；谏絽^(qū)復(fù)雜的地形地貌，致使山區(qū)高速公路橋梁在路線中所占比例大，往往選擇曲線、大縱坡、高墩、長(zhǎng)橋等設(shè)計(jì)方案。另外，山區(qū)高速公路橋梁多為彎、坡橋，曲線梁橋在彎扭耦合作用下，具有沿某一不動(dòng)點(diǎn)變形的趨勢(shì)，單向行駛的大縱坡長(zhǎng)橋在長(zhǎng)期反復(fù)的汽車制動(dòng)力作用下，梁體具有沿汽車行駛方向滑移的趨勢(shì)，如果采用全連續(xù)結(jié)構(gòu)，即上下構(gòu)之間為橡膠支座連接時(shí)，這種滑移趨勢(shì)往往造成梁體受力不平衡，支座脫空甚至破壞，從而導(dǎo)致粱體開裂。因此山區(qū)高速公路橋梁宜采用

3、先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或墩梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)混合體系，既適應(yīng)平面線形，又適應(yīng)橋梁受力特點(diǎn)。2 山區(qū)公路橋梁施工特點(diǎn)由于山區(qū)的高速公路橋梁多為小曲線、大縱橫坡、高墩、長(zhǎng)橋的設(shè)計(jì)。因此山區(qū)的公路橋梁施工也有其有別于平原區(qū)橋梁施工的特點(diǎn)，其特點(diǎn)主要為：（1）施工組織難度大。由于橋梁路線多反復(fù)沿河岸交替設(shè)線，跨越眾多溝壑，地面高差大，山區(qū)交通不便，施工材料、機(jī)械、人員調(diào)配困難。（2）施工周期長(zhǎng)。由于施工組織難度大，不易形成流水作業(yè)。分項(xiàng)分部工程的施工周期較平原地區(qū)橋梁施工周期長(zhǎng)。（3）機(jī)械設(shè)備和模板等施工措施投入大。山區(qū)橋梁多處深溝受地形等條件限制，施工便道等施工措施投入大，基礎(chǔ)、高墩等分項(xiàng)工程的施工周期長(zhǎng)

4、，且受總工期的限制，各大橋的基礎(chǔ)、高墩柱多數(shù)只能采取平行作業(yè)的施工組織方法，使其自成施工體系，機(jī)械設(shè)備、模板等很難相互調(diào)配使用，這樣模板、機(jī)械設(shè)備的投入也大。（4）施工安全風(fēng)險(xiǎn)大。由于山區(qū)橋梁基礎(chǔ)開挖多為石方爆破開挖，且墩柱多為高墩，爆破和高空施工作業(yè)多、風(fēng)險(xiǎn)大。3 山區(qū)公路橋梁施工技術(shù)山區(qū)公路橋梁因其所處區(qū)域地形復(fù)雜，與平原區(qū)公路橋梁施工技術(shù)選擇存在一定差異，因此對(duì)山區(qū)公路橋梁施工技術(shù)進(jìn)行探討顯得很有必要。山區(qū)橋梁施工前應(yīng)首先對(duì)地形、工程地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)考察，核對(duì)其是否與勘查、設(shè)計(jì)圖紙存在差異，并根據(jù)實(shí)際地形、地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)情況，考慮能否對(duì)橋梁橋跨、結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化或調(diào)整，以確保橋梁

5、能夠滿足其設(shè)計(jì)要求的同時(shí)盡量降低施工與組織難度，減少施工措施投入，增加安全性和經(jīng)濟(jì)性。另外值得注意的是鑒于橋梁結(jié)構(gòu)物特別是高等級(jí)公路的重要性，對(duì)于滑坡橋位設(shè)計(jì)，基本上采取是先治理滑坡再建橋，避免橋梁滑動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。一些低等級(jí)和小規(guī)?；轮蟹娇衫脴蛄憾张_(tái)抗滑。3.1 樁基施工樁基的成孔工藝的選擇應(yīng)根據(jù)山區(qū)地形、地質(zhì)、水文、進(jìn)場(chǎng)道路、施工場(chǎng)地等條件，因地制宜的選擇機(jī)械鉆孔或人工挖孔。對(duì)山區(qū)地形復(fù)雜、地勢(shì)陡峭、進(jìn)場(chǎng)道路狹窄、水源困難、地質(zhì)條件較好，無(wú)地下水或少量地下水的樁基，宜采用人工挖孔灌注樁施工。但從安全角度考慮，人工挖孔深度不宜大于15m。人工挖孔工藝成孔，應(yīng)特別重視施工安全。嚴(yán)格遵守人工挖孔的

6、安全操作規(guī)程、并對(duì)可能出現(xiàn)的安全問題制定防措施和應(yīng)急預(yù)案。值得注意的是位于陡坡上的樁基上方邊坡巖體破碎易坍塌時(shí)，應(yīng)采用必要的防護(hù)加固措施，如用錨索、錨桿穩(wěn)定山體。開孔時(shí)經(jīng)常造成開挖上方是山體，下方則為鄰空面，無(wú)法有效護(hù)壁，孔口也不能形成安全的挖孔施工平臺(tái)的樁基?？稍卩徔諅?cè)裝外半圓模，靠山體側(cè)設(shè)錨桿置入山體。安裝護(hù)壁鋼筋網(wǎng)。安裝孔圓模。澆注原護(hù)壁混凝土，這樣拆除模后，第1段護(hù)壁就可在陡坡上形成一個(gè)安全穩(wěn)定的孔口平臺(tái)，保障了后續(xù)工作的進(jìn)行。對(duì)于入巖后需要爆破的，應(yīng)遵循“多打眼少裝藥”原則，以達(dá)到松動(dòng)巖層又不破壞山體穩(wěn)定。對(duì)于半路半橋地段可先施工緊靠橋梁的路基地段，后施工橋梁基礎(chǔ)，防止爆破失穩(wěn)等不利

7、因素對(duì)基礎(chǔ)的影響。對(duì)于部分樁基吊車不能靠近的。人工成孔后在孔口搭設(shè)井字鋼管支架，在架分節(jié)制作，用拉鏈葫蘆分節(jié)放入孔。為縮短時(shí)間，接頭可采用直螺紋機(jī)械聯(lián)接，但應(yīng)在運(yùn)輸過程中保護(hù)好絲口。陡坡地段搭設(shè)的鋼管支架應(yīng)設(shè)置支撐、風(fēng)纜，保持支架的整體穩(wěn)定性。人工挖孔樁一般無(wú)滲水或滲水量小于6mmmin的，可采用導(dǎo)管小坍落度混凝土干澆。滲水大于6mmmin，必須用水下混凝土灌注。用該法灌注，要求孔水位大于6m，不足時(shí)用水泵反灌水；同時(shí)隨著混凝土表面上升，山坡孔壁漏水嚴(yán)重，接近樁項(xiàng)，孔可能變成無(wú)水或少水，終灌后樁頂以下5m圍應(yīng)用振搗棒插搗，保證混凝土密實(shí)。施工過程中，可根據(jù)橫向陡坡實(shí)際地形，調(diào)整系梁底面高程。以

8、山體上側(cè)的樁頂?shù)孛婵刂聘叱?，盡量減少開挖山體。3.2 高墩臺(tái)施工山區(qū)公路橋梁高墩臺(tái)施工的兩種主要方法為滑模施工與翻模施工技術(shù)。3.2.1 液壓滑模施工液壓滑模施工的原理是利用爬升式千斤頂提升模板及工作平臺(tái)，隨著混凝土的澆注，不停向上滑動(dòng)的原理施工。在正常施工中，每滑升lm就要進(jìn)行一次中心校正?；腥绨l(fā)現(xiàn)偏扭，應(yīng)即刻查明原因并進(jìn)行糾正。每次糾正量不宜過大，以免產(chǎn)生明顯的彎曲現(xiàn)象?？刂撇僮髌脚_(tái)的水平度也是滑模施工的關(guān)鍵技術(shù)之一，因?yàn)椴僮髌脚_(tái)如發(fā)生傾斜，將導(dǎo)致墩臺(tái)扭轉(zhuǎn)和滑升困難。為避免平臺(tái)傾斜，平臺(tái)上材料堆放要均勻，并應(yīng)注意混凝土澆筑順利，還要經(jīng)常進(jìn)行觀測(cè)和調(diào)整。液壓滑模技術(shù)在高墩臺(tái)的施工中，具有

9、機(jī)械化程度高、施工速度快、施工占地面小、用材省、勞動(dòng)力消耗少、工程成本低等優(yōu)點(diǎn)。但也存在工作技術(shù)性強(qiáng)、須有專業(yè)技術(shù)工人操作、外觀不美觀等缺點(diǎn)。3.2.2 翻模施工高墩翻模的施工工藝，即是采用塔吊或吊車提升大塊鋼模的方法進(jìn)行施工。將工作平臺(tái)支撐于鋼模板的牛腿支架或橫豎肋背帶上，以塔吊或吊車提升工作平臺(tái)和模板，施工人員在工作平臺(tái)的上下層進(jìn)行模板的裝、拆、扎筋、澆、搗、測(cè)等作業(yè)。墩柱模板均采用廠制定型的大塊鋼模，每套三節(jié)，節(jié)高23m；除墩底一段一次澆筑外，以上按2節(jié)+1節(jié)的循環(huán)交替翻升作業(yè)。第三節(jié)混凝土灌注完成后，提升工作平臺(tái)，拆卸并提升第一二節(jié)模板至第三節(jié)上方，安裝校正后，澆筑混凝土，依次循環(huán)至完

10、成。高墩翻模的施工工藝克服了高墩滑模、爬模的缺點(diǎn)，吸取了滑模、爬板的優(yōu)點(diǎn)，把施工作業(yè)平臺(tái)和模板分成兩個(gè)獨(dú)立的體系，克服了滑模施工要求的連續(xù)性、施工組織的復(fù)雜性及混凝土外表質(zhì)量差的不足，解決了爬模形成施工平臺(tái)困難等問題。高墩塔吊翻模的施工工藝比高墩液壓滑模的施工工藝更適合。高墩液壓滑模的施工工藝容易使墩身產(chǎn)生較大的水平及豎向接縫，且液壓平臺(tái)提升過程中容易發(fā)生偏扭、偏斜過大等弊病，造成提升平臺(tái)過程中套管傾斜、頂端混凝土拉開、墩身的垂直度及幾何尺寸的控制偏差較大的缺點(diǎn)。而高墩塔吊翻模的施工工藝既能很好地確保高墩的線型和混凝土的外觀質(zhì)量，又能確保施工的安全，提高了工作效率。3.3 蓋梁施工蓋梁施工采用

11、無(wú)支架式，原有支架只作為操作平臺(tái)。對(duì)于雙柱墩，可采用預(yù)埋牛腿孔穿d=9Omm厚壁鋼管作為支承點(diǎn)，上托貝雷架或I40工字鋼承受模板、混凝土荷載。對(duì)于獨(dú)柱墩，可采用預(yù)埋牛腿+抱箍斜撐法施工，可避免高柱墩帽施工搭設(shè)支架。加工抱箍應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，制作規(guī)，精確定位。抱箍也可代替預(yù)埋牛腿作為雙柱蓋梁的支承點(diǎn)。3.4 橋梁上部構(gòu)造先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁施工由于山區(qū)地形條件限制。上部構(gòu)造一般采用無(wú)支架施工。主要方法有預(yù)制安裝法、懸臂澆注法等，以標(biāo)準(zhǔn)化程度高的預(yù)制箱梁、T梁、工字梁和空心板為多，其中先簡(jiǎn)支后連續(xù)T、箱梁運(yùn)用較多?；谏絽^(qū)復(fù)雜的地形地貌，致使山區(qū)高速公路橋梁在路線中所占比例大，往往選擇曲線、大縱坡、高墩、

12、長(zhǎng)橋等設(shè)計(jì)方案。另外，山區(qū)高速公路橋梁多為彎、坡橋，曲線梁橋在彎扭耦合作用下，具有沿某一不動(dòng)點(diǎn)變形的趨勢(shì)，單向行駛的大縱坡長(zhǎng)橋在長(zhǎng)期反復(fù)的汽車制動(dòng)力作用下，梁體具有沿汽車行駛方向滑移的趨勢(shì)，如果采用全連續(xù)結(jié)構(gòu)，即上下構(gòu)之間為橡膠支座連接時(shí)，這種滑移趨勢(shì)往往造成梁體受力不平衡，支座脫空甚至破壞，從而導(dǎo)致粱體開裂。因此山區(qū)高速公路橋梁宜采用先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或墩梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)混合體系，既適應(yīng)平面線形，又適應(yīng)橋梁受力特點(diǎn)。先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：(1) 具有剛度大、變形小、伸縮縫少和行車舒適等優(yōu)點(diǎn)；(2) 簡(jiǎn)支梁的預(yù)應(yīng)力鋼束在工廠進(jìn)行拉，而負(fù)彎矩區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼束布置及拉均在主梁上進(jìn)行，僅

13、需吊裝設(shè)備起吊豐梁，減少了施工設(shè)備，又能避免拉預(yù)應(yīng)力鋼束造成地面上的障礙；(3) 預(yù)制梁能采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，進(jìn)行工廠化統(tǒng)一生產(chǎn)和管理，有利于質(zhì)量控制管理，有利于技術(shù)操作，節(jié)省了旋工時(shí)間，縮短工期，提高經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)制場(chǎng)的設(shè)置應(yīng)考慮山區(qū)橋梁建設(shè)的特點(diǎn)，宜設(shè)在橋頭，但不宜設(shè)在填方路基上。對(duì)于架梁設(shè)備的可操作性、穩(wěn)定性、安全性提出了更高的要求，能自由橫移。輔助鋪設(shè)軌道，自行縱移跨孔，無(wú)須吊車配合。值得注意的是，根據(jù)不同體系，現(xiàn)澆連續(xù)段即為縱向連接兩跨簡(jiǎn)支梁，橫向連接同跨梁板的現(xiàn)澆混凝土段。根據(jù)施工情況及受力效果，施工時(shí)墩頂現(xiàn)澆連續(xù)段連同其上的橋面鋪裝，圍為梁端頭到第一塊預(yù)應(yīng)力筋錨塊混凝土間一起澆筑混凝土。

14、體系轉(zhuǎn)換后，先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋剪力和彎矩(負(fù)彎矩)最大的位置均在兩梁銜接處(支座處)即現(xiàn)澆段濕接頭處，因此，現(xiàn)澆段濕接頭承受著最大的剪力和最大的彎矩為先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁的危險(xiǎn)截面?？傮w來(lái)說，先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工序煩瑣且專業(yè)性強(qiáng)，對(duì)施工要求較高。施工發(fā)現(xiàn)，對(duì)于新老混凝土的連接結(jié)合是現(xiàn)澆連續(xù)段混凝土存在的主要問題，為此預(yù)制梁板的端頭必須嚴(yán)格進(jìn)行鑿毛處理。為了防止現(xiàn)澆連續(xù)段混凝土在養(yǎng)生硬化過程中發(fā)生收縮性裂縫影響混凝土在二次拉過程中的承載力和橋梁的整體受力性能，現(xiàn)澆連續(xù)段接頭混凝土添加微膨脹劑，摻加劑量一般控制在水泥用量的0.5l之間。先簡(jiǎn)支后連續(xù)每聯(lián)各現(xiàn)澆連續(xù)接頭的澆筑氣溫應(yīng)基本相同，溫差控制在

15、5以，并盡量安排在一天氣溫最低時(shí)施工。接頭混凝土澆筑順序應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件要求執(zhí)行，從主梁預(yù)制到澆筑完橫向濕接縫的時(shí)間不宜超過3個(gè)月。濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工，模板應(yīng)采用鋼模板，并應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。模板安裝牢固后，沖洗已經(jīng)鑿毛處理的混凝土表面，在澆筑次層混凝土前對(duì)施工縫應(yīng)刷一層水泥凈漿?；炷翝仓驼駬v與預(yù)制主梁頂板澆筑同樣要求，宜采用平板振搗器與插入棒配合的方式，并保證設(shè)計(jì)厚度。濕接縫澆筑時(shí)宜在氣溫較低條件，并作好養(yǎng)護(hù)，防止裂縫?，F(xiàn)澆接頭段混凝土可采用微膨脹水泥?？傊群?jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力梁的施工，可以節(jié)省大量的臨時(shí)支架，優(yōu)化受力結(jié)構(gòu)，采用工廠集中預(yù)制，節(jié)省了臨時(shí)用地，降低了造價(jià)，加快施工進(jìn)度。現(xiàn)澆連續(xù)段工程量雖小，但工序繁瑣且專業(yè)性強(qiáng)，每道工序都會(huì)影響整座橋梁的質(zhì)量，應(yīng)組織專業(yè)化的施工隊(duì)伍施工，同時(shí)考慮該部分的經(jīng)濟(jì)效益?？傊?，先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)形式相對(duì)于傳統(tǒng)意義上的連續(xù)梁而言，降低了施工難度，同時(shí)在一定程度上達(dá)到了結(jié)構(gòu)連的目的，提高了結(jié)構(gòu)的承載能力，減少了梁部的伸縮縫，控制橋面橫向裂縫的產(chǎn)生。隨著施工方法不斷提高與完善，越來(lái)越多的橋梁設(shè)計(jì)采用了此種橋型。因此，在施工中應(yīng)該加強(qiáng)質(zhì)量的控制，明確注意事項(xiàng)，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)吸取教訓(xùn)，逐步提高和控制好結(jié)構(gòu)連續(xù)施工質(zhì)量。4 結(jié)語(yǔ)山區(qū)公路橋梁施工技術(shù)的選擇有很多區(qū)別