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（中建六局有限公司基礎(chǔ)設(shè)施事業(yè)部天津開發(fā)區(qū)第一大街79號泰達MSDC1區(qū)300457）摘要:山區(qū)公路橋梁因其所處區(qū)域地形、地質(zhì)條件復雜多變，施工技術(shù)具有其一定的特點。本文介紹了我國山區(qū)的高速公路橋梁施工的技術(shù)和特點.關(guān)鍵詞:山區(qū)公路橋梁 特點 施工技術(shù) 1 山區(qū)公路及橋梁特點山區(qū)地形、地質(zhì)和水文情況復雜.山區(qū)地面高差大坡陡且險要；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)時平縱橫三個方面都受到不同程度約束，導致山區(qū)高速公路平曲線多,平面半徑

2、小，縱坡大,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,墩臺形式多?；谏絽^(qū)復雜的地形地貌，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、長橋等設(shè)計方案。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，具有沿某一不動點變形的趨勢，單向行駛的大縱坡長橋在長期反復的汽車制動力作用下,梁體具有沿汽車行駛方向滑移的趨勢，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，這種滑移趨勢往往造成梁體受力不平衡,支座脫空甚至破壞，從而導致粱體開裂。因此山區(qū)高速公路橋

3、梁宜采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或墩梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)混合體系，既適應平面線形,又適應橋梁受力特點。2 山區(qū)公路橋梁施工特點由于山區(qū)的高速公路橋梁多為小曲線、大縱橫坡、高墩、長橋的設(shè)計。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，其特點主要為：（1)施工組織難度大。由于橋梁路線多反復沿河岸交替設(shè)線，跨越眾多溝壑，地面高差大,山區(qū)交通不便，施工材料、機械、人員調(diào)配困難。（2）施工周期長。由于施工組織難度大，不易形成流水作業(yè)。分項分部工程的施工周期較平原地區(qū)橋梁施工周期長。(3）機械設(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)、高墩等分項工程的施

4、工周期長，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,機械設(shè)備、模板等很難相互調(diào)配使用，這樣模板、機械設(shè)備的投入也大。(4)施工安全風險大。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、風險大。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,因此對山區(qū)公路橋梁施工技術(shù)進行探討顯得很有必要。山區(qū)橋梁施工前應首先對地形、工程地質(zhì)條件進行詳細考察，核對其是否與勘查、設(shè)計圖紙存在差異,并根據(jù)實際地形、地質(zhì)情況和設(shè)計情況，考慮能否對橋梁橋跨、結(jié)構(gòu)形式設(shè)計進行適當優(yōu)化或調(diào)整，以

5、確保橋梁能夠滿足其設(shè)計要求的同時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)濟性.另外值得注意的是鑒于橋梁結(jié)構(gòu)物特別是高等級公路的重要性，對于滑坡橋位設(shè)計，基本上采取是先治理滑坡再建橋，避免橋梁滑動的風險。一些低等級和小規(guī)?；轮蟹娇衫脴蛄憾张_抗滑。3.1 樁基施工樁基的成孔工藝的選擇應根據(jù)山區(qū)地形、地質(zhì)、水文、進場道路、施工場地等條件,因地制宜的選擇機械鉆孔或人工挖孔。對山區(qū)地形復雜、地勢陡峭、進場道路狹窄、水源困難、地質(zhì)條件較好,無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，應特別重視施工安全。嚴格遵守人

6、工挖孔的安全操作規(guī)程、并對可能出現(xiàn)的安全問題制定防范措施和應急預案。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,應采用必要的防護加固措施,如用錨索、錨桿穩(wěn)定山體。開孔時經(jīng)常造成開挖上方是山體,下方則為鄰空面,無法有效護壁,孔口也不能形成安全的挖孔施工平臺的樁基?？稍卩徔諅?cè)裝外半圓模,靠山體側(cè)設(shè)錨桿置入山體。安裝護壁內(nèi)鋼筋網(wǎng)。安裝孔內(nèi)圓模。澆注原護壁混凝土,這樣拆除內(nèi)模后，第1段護壁就可在陡坡上形成一個安全穩(wěn)定的孔口平臺,保障了后續(xù)工作的進行。對于入巖后需要爆破的，應遵循“多打眼少裝藥”原則，以達到松動巖層又不破壞山體穩(wěn)定。對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

7、止爆破失穩(wěn)等不利因素對基礎(chǔ)的影響.對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，在架內(nèi)分節(jié)制作，用拉鏈葫蘆分節(jié)放入孔內(nèi).為縮短時間，接頭可采用直螺紋機械聯(lián)接，但應在運輸過程中保護好絲口。陡坡地段搭設(shè)的鋼管支架應設(shè)置支撐、風纜，保持支架的整體穩(wěn)定性。人工挖孔樁內(nèi)一般無滲水或滲水量小于6mmmin的，可采用導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,要求孔內(nèi)水位大于6m，不足時用水泵反灌水；同時隨著混凝土表面上升，山坡孔壁漏水嚴重,接近樁項，孔內(nèi)可能變成無水或少水，終灌后樁頂以下5m范圍內(nèi)應用振搗棒插搗,保證混凝土密實.施工過程中，可根據(jù)橫向陡坡

8、實際地形，調(diào)整系梁底面高程。以山體上側(cè)的樁頂?shù)孛婵刂聘叱?，盡量減少開挖山體.3。2 高墩臺施工山區(qū)公路橋梁高墩臺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,隨著混凝土的澆注，不停向上滑動的原理施工.在正常施工中，每滑升lm就要進行一次中心校正?；腥绨l(fā)現(xiàn)偏扭,應即刻查明原因并進行糾正。每次糾正量不宜過大，以免產(chǎn)生明顯的彎曲現(xiàn)象.控制操作平臺的水平度也是滑模施工的關(guān)鍵技術(shù)之一，因為操作平臺如發(fā)生傾斜，將導致墩臺扭轉(zhuǎn)和滑升困難。為避免平臺傾斜，平臺上材料堆放要均勻，并應注意混凝土澆筑順利，還要經(jīng)常進行觀測和調(diào)整.液壓

9、滑模技術(shù)在高墩臺的施工中，具有機械化程度高、施工速度快、施工占地面小、用材省、勞動力消耗少、工程成本低等優(yōu)點。但也存在工作技術(shù)性強、須有專業(yè)技術(shù)工人操作、外觀不美觀等缺點.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行施工。將工作平臺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和模板，施工人員在工作平臺的上下層進行模板的裝、拆、扎筋、澆、搗、測等作業(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，拆卸并提升第一二節(jié)模板至第三節(jié)上方，安裝校

10、正后，澆筑混凝土，依次循環(huán)至完成.高墩翻模的施工工藝克服了高墩滑模、爬模的缺點，吸取了滑模、爬板的優(yōu)點，把施工作業(yè)平臺和模板分成兩個獨立的體系,克服了滑模施工要求的連續(xù)性、施工組織的復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.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

11、。3。3 蓋梁施工蓋梁施工采用無支架式，原有支架只作為操作平臺。對于雙柱墩,可采用預埋牛腿孔穿d=9Omm厚壁鋼管作為支承點，上托貝雷架或I40工字鋼承受模板、混凝土荷載。對于獨柱墩,可采用預埋牛腿+抱箍斜撐法施工,可避免高柱墩帽施工搭設(shè)支架。加工抱箍應進行嚴格計算,制作規(guī)范,精確定位。抱箍也可代替預埋牛腿作為雙柱蓋梁的支承點。3.4 橋梁上部構(gòu)造先簡支后連續(xù)梁施工由于山區(qū)地形條件限制。上部構(gòu)造一般采用無支架施工.主要方法有預制安裝法、懸臂澆注法等，以標準化程度高的預制箱梁、T梁、工字梁和空心板為多,其中先簡支后連續(xù)T、箱梁運用較多.基于山區(qū)復雜的地形地貌，致使山區(qū)高速公路橋梁在路線中所占比例

12、大,往往選擇曲線、大縱坡、高墩、長橋等設(shè)計方案。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，具有沿某一不動點變形的趨勢，單向行駛的大縱坡長橋在長期反復的汽車制動力作用下，梁體具有沿汽車行駛方向滑移的趨勢，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，這種滑移趨勢往往造成梁體受力不平衡，支座脫空甚至破壞,從而導致粱體開裂.因此山區(qū)高速公路橋梁宜采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)或墩梁固結(jié)的連續(xù)一剛構(gòu)混合體系,既適應平面線形，又適應橋梁受力特點。先簡支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)點有以下幾點:（1）具有剛度大、變形小、伸縮縫少和行車舒適等優(yōu)點;（2）簡支梁的預應力鋼束在工廠進行張拉，而負彎矩區(qū)的預應力

13、鋼束布置及張拉均在主梁上進行,僅需吊裝設(shè)備起吊豐梁，減少了施工設(shè)備，又能避免張拉預應力鋼束造成地面上的障礙；（3）預制梁能采用標準構(gòu)件，進行工廠化統(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)省了旋工時間，縮短工期，提高經(jīng)濟效益.預制場的設(shè)置應考慮山區(qū)橋梁建設(shè)的特點，宜設(shè)在橋頭,但不宜設(shè)在填方路基上。對于架梁設(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,施工時墩頂現(xiàn)澆連續(xù)段連同其上的橋面鋪裝，范圍為梁端頭到第一塊預

14、應力筋錨塊混凝土間一起澆筑混凝土。體系轉(zhuǎn)換后,先簡支后連續(xù)梁橋剪力和彎矩（負彎矩)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支后連續(xù)梁的危險截面.總體來說,先簡支后連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)復雜，工序煩瑣且專業(yè)性強，對施工要求較高.施工發(fā)現(xiàn)，對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，為此預制梁板的端頭必須嚴格進行鑿毛處理.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張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。先簡支后連續(xù)每聯(lián)各現(xiàn)澆連續(xù)

15、接頭的澆筑氣溫應基本相同,溫差控制在5以內(nèi)，并盡量安排在一天氣溫最低時施工。接頭混凝土澆筑順序應嚴格按設(shè)計文件要求執(zhí)行,從主梁預制到澆筑完橫向濕接縫的時間不宜超過3個月.濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工，模板應采用鋼模板,并應有足夠的剛度和強度.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施工縫應刷一層水泥凈漿?；炷翝仓驼駬v與預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)計厚度。濕接縫澆筑時宜在氣溫較低條件，并作好養(yǎng)護，防止裂縫.現(xiàn)澆接頭段混凝土可采用微膨脹水泥?？傊群喼Ш筮B續(xù)預應力梁的施工,可以節(jié)省大量的臨時支架,優(yōu)化受力結(jié)構(gòu)，采用工廠集中預制，節(jié)省了臨時用地，降低了造價，加快施工進度?，F(xiàn)澆連續(xù)段工程量雖小，但工序繁瑣且專業(yè)性強，每道工序都會影響整座橋梁的質(zhì)量，應組織專業(yè)化的施工隊伍施工，同時考慮該部分的經(jīng)濟效益.總之,先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)形式相對于傳統(tǒng)意義上的連續(xù)梁而言，降低了施工難度,同時在一定程度上達到了結(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，越來越多的橋梁設(shè)計采用了此種橋型。因此，在施工中應該加強質(zhì)量的控制，明確注意事項，認真總結(jié)經(jīng)驗，及時吸取