祁晓颖 王旭强
中交第二航务工程局有限公司福州分公司 福建 福州 350000
摘要：本文主要介绍了高海拔地区恶劣条件下高墩及超高墩施工所存在的施工难点，以及针对这些难点所采取的有效措施。通过优化钢筋绑扎作业平台方式，优化模板系统、利用外爬内滑的整体模板系统提升以及防风封闭、带模养护、蒸汽养生和包裹养护的养生方法，有效的提高了高墩施工的混凝土质量、和优化了高墩施工工艺、增长了施工有效时间。
关键词：高墩;工艺优化;高海拔恶劣条件
1 引言
高海拔（约2950m）严寒（低温-28.5℃，持续降雪8个月）区施工155m的超高空心薄壁墩时，年有效工作时间7个月，混凝土养护难，施工工效低，为解决以上问题，研究采用的简易高墩钢筋笼的绑扎平台、内滑外爬模板整体提升系统，复合滑动模板面板装置及其施工方法、及适用于大体积混凝土结构冬季保温的新型复合模板安装方法以保证高墩有效施工时间。
2 工程概况
依托于甘肃双达公路建设项目，该项目位于甘青两省交界临夏回族自治州境内，地处青藏高原与黄土高原过渡地带的太子山北麓，海拔约2950m。主桥卧龙沟3号特大桥主墩（2#～7#）、部分引桥墩（8#~10#）均采用矩形空心薄壁截面，壁厚 70cm，最大墩高155m。
3 高海拔地区高墩施工重难点
3.1 施工有效时间短
⑴该地区属于高寒阴湿气候，垂直差异大，昼夜温差大，光照充裕，降水较多。长冬无夏，春秋短促，且气温变化明显，降水多，气候多变。历年极端最低气温-28.5℃，降雪持续时间高达8个月，最大积雪深度可达32cm；
⑵ 该地区雨季降雨强度大、持续时间长，地质复杂，长时间降水引起交通主干道滑坡，滑坡路段实行交通封锁，交通封锁会导致原材料无法进场、项目停产、降雨期间桥梁及路基工程基本无法施工。
⑶ 春季风速较大，最大风速18.0m/s，沿线年平均风速1.6m/s，导致有效作业时间短 ，高空作业安全风险大。
导致现场年有效施工时间不足8个月。
3.2 高墩养护难度大
液压爬模工艺在高墩施工应用中，受液压爬模本身特殊构造及施工空间限制，外模养护难度较大，尤其在冬期施工时，因无法采用单一暖棚或蓄热措施进行冬期保温养护，导致施工周期延长、混凝土易受冻。为保证冬期液压爬模高墩施工顺利进行，除混凝土生产、运输、入模需满足规范中冬期施工要求外，液压爬模高墩的冬季施工还需要解决以下四个问题：
⑴ 防止温度散失较快，需解决高空中防风问题；
⑵ 混凝土浇筑完成后，防止模板散热较快，需解决拆模前带模养护防冻问题；
(3) 自然环境温度较低，为保证混凝土强度增长，需解决脱模后混凝土的保温养护问题；
⑷ 液压爬模爬升后，为防止温度及干缩裂缝，需解决外露新浇节段继续包裹养护问题。
3.3 施工功效低
⑴ 卧龙沟3#特大桥主墩墩柱高达155m，按照常规4.5m标准段分节施工，施工周期长；
⑵ 高海拔、高空作业人员效率低
高海拔对人类的影响是相当大的。其主要作用于人体血液中红血球内的血红素与氧气的亲密度上，当人体处于海拔约2,100米（即7,000英呎）左右，血红素与氧气的亲密度出现的氧化血红蛋白的型成比例暴跌，可以理解为血红素将不在能有效吸引及输送氧气去到身体各处在同一氧气的百分比下，更别提高海拔出现空气稀薄等情况。
在高海拔、高原的高度时，一个立即的缺氧的情况会被为与颈动脉的颈动脉球，这样会引起身体进行加快呼吸频率过度换气行为，不过如字眼所示有一系列副作用其中因呼吸型血碱中毒产生的抑制中枢性呼吸系统再产生一连串对抗型的肺与肾疾病。
还有在在高海拔、高原的高度时，心跳加快心率加速，导致心输出量微微减少，及非必要性的生理行为被抑制、如消化行为、消化工效下降，从而引起心肺疾患。
4 针对施工难点施工工艺优化
为了在年有效时间不足8个月完成高墩155m施工，确定了三个快速施工优化方向：
4.1 研发高墩钢筋块绑扎平台
墩身钢筋绑扎平台一般是借助于特制的外架，来辅助完成钢筋的绑扎。传统的外架一般采用脚手管搭设。但因一般脚手管结构较复杂，搭建时间长，扣件螺栓易损坏丢失，占用空间较大，易形成封闭的空间，不方便钢筋吊装以及工人作业，搭建完成的支架高度不便于调整。且脚手管结构存在安全隐患多，拆除较麻烦，施工周期长，不便于深基坑围堰及较高墩身钢筋绑扎施工。
研发了一种高墩钢筋笼的绑扎平台，简单、便于操作和加工的简易挂架平台用于较高墩身、结构物较复杂的钢筋笼绑扎平台，以解决上述问题。
（1）钢筋绑扎平台设计
①平台由简易挂钩、护栏、木跳板组成，简易挂钩又可分为五个部分组成：拉钩；架底挡杆；主胎架；胎架连接杆；护栏安置杆。
②拉钩：带弯钩侧固定于墩身水平钢筋外侧，给整个悬挂系统提供竖向支撑力。
③主胎架：“V”字形结构，一端与拉钩连接另一端与架低挡杆连接，组成三角形，结构稳定。
胎架连接杆：将两个胎架连接起来，用于增加胎架系统的稳定性和承载力；
④架底挡杆：与拉钩钢筋垂直布置，设置在“V”字形主胎架上方，为脚手板提供稳定支撑。
⑤护栏安置杆：安装在主胎架上，设置护栏连接预留件，便于后期安装作业平台护栏。
（2）现实应用
该装置主要采用采用￠20钢筋弯曲而成，经过焊接、拼装完成简易挂架平台，该项目采用长度为12m/节钢筋作为主筋，￠16的螺纹钢作为水平钢筋，通过劲性骨架对墩身主筋完成定位后，开始绑扎水平钢筋，墩身水平钢筋绑至1.5m高左右时，对水平向钢筋进行加固，然后在水平钢筋上挂设该平台，再铺设脚手板，并做好相应的安全防护工作。作业人员可在平台上进行上层钢筋绑扎及其他相关作业。该平台加工简单，结构简单可靠，安装简便，可灵活调整附着高度节约成本，提高工作效率。
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4.2 使用内滑外爬模板同步整体提升系统
本项目超高墩（155m）因有效施工工期短（年不足8个月）及施工难度大，导采用常规的翻模工艺进度无法满足要求及墩身偏位等问题，存在较大的质量及合同违约隐患，就此提出了6m大节标准段快速施工工艺。
在混凝土高墩施工中，常规高墩柱施工方法主要有滑模、爬模和翻模，各系统的特点及优缺点。
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综合滑模速度快、爬模自适应强、外观混凝土质量好等特点，提出一种内滑外爬内滑外爬同步整体提升系统，主要能够解决收分高墩施工难度大、施工风险高、混凝土内在质量和外观质量等一些较难控制的施工难题。
内模采用滑模系统、外模采用爬模系统，内外模板同步整体提升：
（1）内模采用滑模系统，研发了一种施工快、混凝土表面密实度好的复合滑动模板装置及其施工方法。复合模板装置结构的组成：包括支撑系统、顶升系统、GMT模板、钢模板、桁架式主梁、平台系统、支撑滑动装置。其中GMT模板和钢模板两部分组成滑模模板系统。
（2）外模采用爬模系统，根据卧龙沟3号特大桥的具体要求及相关技术条件(节段高度6m、浇筑速度等)，采用液压自动爬模系统的技术成果,选用其通用部件配置成两套液压自动爬模系统，专用于2-7号墩墩身施工，本系统爬模标准施工节段高6m，共配置8套液压爬模系统
（3）内外模板同步整体提升，通过预埋件，使得内外模板同步提升，缩短时间。
4.3 超高墩新型养护技术
4.3.1 防风封闭
常规模板外部围挡系统为安全防护网或铁丝隔栅，为保证混凝土浇筑区环境稳定，减少雨雪及强风天气影响，并且为工人高空操作创造舒适环境，采用“FRP透光瓦”对模板上爬架“模板区域”进行四周围挡，透光瓦有节能、环保、封闭、抗冲击等优点，可有效保证模板施工环境稳定，减少环境对施工影响，提高施工效率。
4.3.2 带模养护
墩身混凝土浇筑完成后拆模前，钢模板具有很好的保湿作用，但需对模板增加保温措施，在钢模板背愣间安装一层5cm厚“聚苯乙烯绝热挤塑保温板”，保温板具有阻燃、低导热系数、高强轻质、易安装等优点，可有效解决钢模板散热快问题，使混凝土自身水化热得到有效利用，提高混凝土表面温度，减小环境温度对结构影响。
4.3.3 蒸汽养护
在带模养护24小时后，达到早期强度后进行拆模作业，模板退模20-30cm，对模板上下底口和四边使用保温棉封闭，这样形成以模板本身为主的墩柱节段养护罩，利用模板拉杆孔安装蒸汽管路，通过电动蒸汽锅炉对养护罩内通入蒸汽加热养护，起到保温保湿效果。待混凝土达到70%强度后，可关停蒸汽，待上层钢筋制按好后，可进行爬模爬升作业。
4.3.4 包裹养护
模板爬升后，已浇筑节段外露，为保证混凝土后期养护及强度增长，在模板下架体设置固定包裹体系——防火布可有效防止上层钢筋安装过程中电焊火花伤害，将防火布固定于四面爬模下架体内侧，辅以铁丝扎牢，形成封闭包裹养护系统，并可跟随模板上升，达到自动包裹目的。
5 结束语
在现今的桥梁建设过程中，高墩柱有着广泛的应用，特别是在一些山区与城市中，因地形、环境因素的制约，需要采用高墩柱的桥梁建设模式。由于高墩柱是在桥梁的建设的基础部分，其稳定性与质量直接影响到桥梁的建设质量。该优化系统有助于促进桥梁施工技术的进步和管理水平的提升。
参考文献
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