山區(qū)高速公路薄壁空心高墩翻模施工技術(shù)

黃金根，劉曉義

（安徽省路橋集團(tuán)工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

目前國內(nèi)外對橋梁工程薄壁空心高墩施工主要有爬模、滑模、翻模等幾種施工方案[1、2]。

爬模施工因外爬式支架剛度較小，無法用自身結(jié)構(gòu)糾正模板偏差；支架承載力小，墩身模板單塊面積受到限制，模板接縫較多，容易出現(xiàn)錯臺；作業(yè)平臺狹小，安全隱患多，風(fēng)險大。

滑模施工極易產(chǎn)生支承桿彎曲、混凝土水平裂縫或被模板帶起、局部坍塌，混凝土外觀質(zhì)量較差；需裝飾混凝土表面、配套設(shè)備較多，投入較大；一旦施工開始，中途不能停止，在雨季施工，混凝土質(zhì)量難以保證等多種問題，且模板耗鋼量大，一次性投資費用較多。

翻模施工技術(shù)具有施工速度快、工程質(zhì)量好、人員操作安全、勞動強(qiáng)度低、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點。綜合考慮施工質(zhì)量、工程造價、施工工期、勞動強(qiáng)度等多種因素，對薄壁空心高墩的外模施工采用翻升模板系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。

本文結(jié)合岳西至武漢高速公路路基工程第九標(biāo)段雙畈河大橋高墩墩身施工，具體探討翻模施工技術(shù)的應(yīng)用。

1 工程概況

岳西至武漢高速公路（安徽段）第九標(biāo)段地處安徽省安慶市岳西縣境內(nèi)，雙畈河大橋橋區(qū)位于大別山東南腹地，區(qū)內(nèi)多山，地形以中、低為主。該橋位區(qū)地貌單元屬丘陵和山間洼地，橋位區(qū)地標(biāo)高程在220m～300m之間，高差變化大。橋梁上部采用先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，下部采用墩式、實體墩、空心薄壁墩、肋臺、柱臺、樁基礎(chǔ)。其中空心薄壁墩16個，最高墩柱高57m。該橋全部薄壁空心高墩均采用翻模施工技術(shù)，取得了理想的效果。

2 翻模技術(shù)特點

①易控制墩身偏心、扭轉(zhuǎn)，能夠隨時糾正墩身施工誤差，保證墩身垂直度要求。混凝土表面平整光潔，外觀質(zhì)量高。

②模板和內(nèi)外作業(yè)平臺可一次安裝。

③一次澆筑6m～8m，施工速度快，減少直螺紋連接用量，降低成本。

3 工藝原理

薄壁空心高墩翻模施工工藝原理（見圖1、2、3）。翻模是由四節(jié)段大塊鋼模板、內(nèi)外工作平臺、塔式起重機(jī)組合而成的成套模具。施工時第一節(jié)模板支立于承臺基頂上，第一次澆筑高墩柱底座混凝土（空心墩底部倒角部分混凝土），待混凝土澆筑完畢終凝后，綁扎二、三、四層鋼筋。綁扎完畢后，利用塔式起重機(jī)安裝第二、三、四節(jié)模板，模板安裝完成后澆筑該段混凝土。待混凝土澆筑完畢終凝后，綁扎第五、六、七層鋼筋，拆除第一、二、三節(jié)模板，將其翻升至第五、六、七層。以后每次澆筑6m高度混凝土，形成鋼筋綁扎、拆模、翻升立模、測量定位、接長泵送管道、澆筑混凝土、養(yǎng)生和標(biāo)高復(fù)核的循環(huán)作業(yè)，直至達(dá)到設(shè)計高度。

每節(jié)模板高度為2m，主要由內(nèi)外模板、橫背杠、豎背杠、拉筋、工作平臺組成。

4 工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程（見圖4）

4.2 操作要點

4.2.1 模板設(shè)計與加工

模板的設(shè)計應(yīng)保證模板有足夠的剛度，以保證一次澆筑6m～8m高混凝土。在設(shè)計計算時，應(yīng)考慮混凝土對模板的最大側(cè)壓力、泵送混凝土?xí)r對模板的沖擊力及振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。以圖1所示墩身截面模板設(shè)計為例，外模分為6塊邊模和4塊端模；模板之間用M22螺栓連接。橫背杠均采用[10槽鋼，橫背杠間距為50cm，邊模豎背杠采用[10槽鋼，豎背杠間距應(yīng)根據(jù)墩柱尺寸確定。外模模板面均采用5mm厚鋼板。內(nèi)模分為4塊邊模和8塊倒角模，寬度分別為6.25m和2.7m；模板之間用M22螺栓連接。模板橫背杠均采用[10槽鋼，橫背杠間距為50cm，邊模豎背杠采用[10槽鋼，豎背杠間距與外模豎背杠間距對應(yīng)。內(nèi)模模板面均采用5mm厚鋼板。拉筋布置應(yīng)配合內(nèi)模尺寸考慮。

每節(jié)模板均設(shè)置工作平臺，利用角鋼焊接在模板豎背杠上，與模板形成整體，工作平臺上鋪3mm厚鋼板或用直徑12mm的螺紋鋼筋焊接成走道，外側(cè)工作平臺沿周邊設(shè)立防護(hù)欄桿并掛安全網(wǎng)，可供操作人員作業(yè)、行走，存放小型機(jī)具。

對于其他結(jié)構(gòu)形式橋墩，可根據(jù)墩身形式調(diào)整模板尺寸構(gòu)造。

4.2.2 立模準(zhǔn)備

對已加工好的大塊鋼模進(jìn)行試拼，檢查模板加工精度、拼裝精度是否達(dá)到設(shè)計要求。利用全站儀恢復(fù)承臺縱、橫中線，根據(jù)承臺中心放出墩身邊線。為使施工空心墩部分時內(nèi)外模板對應(yīng)，先沿墩身邊線位置砌臺座，以便在臺座上立模，臺座高度以便于拆除底節(jié)模板為準(zhǔn)。

對實心墩形式，該臺座尺寸可改為墩身高度減去2m的整數(shù)倍，剩下不足一節(jié)模板的高度，以便于施工。

4.2.3 綁扎鋼筋和模板安裝

在承臺頂面設(shè)計位置開始綁扎鋼筋，待第一節(jié)2m高鋼筋綁扎完畢后，先安裝第一節(jié)模板，并檢查模板垂直度，用水準(zhǔn)儀和全站儀檢查模板邊線是否與墩身設(shè)計位置吻合。檢查完畢后，安裝第一節(jié)模板并澆筑該層混凝土。待該節(jié)段混凝土終凝后，繼續(xù)綁扎第二、第三節(jié)和第四節(jié)鋼筋，并安裝二、三、四節(jié)模板。在鋼筋綁扎時，將墩身水平勾筋綁扎牢固，并間隔1m焊接在墩身豎向鋼筋上，使墩身鋼筋形成整體骨架（圖紙設(shè)計有勁性骨架的墩柱可以不進(jìn)行次步驟），焊接前先檢查鋼筋骨架尺寸；根據(jù)圖紙設(shè)計的保護(hù)能厚度，在鋼筋骨架外掛高強(qiáng)砂漿墊塊；立模板時，將模板貼緊墊塊，穿上拉筋并擰緊，保證模板的結(jié)構(gòu)尺寸。在拉筋外套PVC管，以增加拉筋周轉(zhuǎn)使用次數(shù)。

4.2.4 澆筑混凝土

混凝土采用水平分層灌注，每層厚度一般為30cm，用插入式震動器搗固，注意不要漏振、重振和過振。澆筑完畢后要及時養(yǎng)生，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后，人工清除浮漿，鑿毛豎向銜接的混凝土表面。

4.2.5 模板翻升作業(yè)

在澆注完第二節(jié)段混凝土后，綁扎上節(jié)段鋼筋。綁扎完2m高鋼筋后，拆除第一節(jié)模板拉筋，將第一節(jié)模板用塔吊吊運至第五節(jié)模板上，以第四節(jié)模板為基座立模，立模完畢后繼續(xù)綁扎2m高鋼筋，再將第二節(jié)模板用塔吊吊運至第一節(jié)模板上，以此類推的向上進(jìn)行翻模施工，直至墩頂。4.2.6 墩頂封閉

當(dāng)模板翻升至墩頂封閉段底模設(shè)計起點標(biāo)高時，在內(nèi)外側(cè)模上安裝封閉段模板。其內(nèi)模支架采用焊接鋼桁架，模板采用5cm厚的木板，拼縫要嚴(yán)密。

4.2.7 拆除模板

施工至墩頂后，墩頂仍保留3個節(jié)段模板，待墩身混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求時，拆除模板。拆除時按先底節(jié)段、再中節(jié)段、最后頂節(jié)段的順序進(jìn)行。

5 質(zhì)量保證措施

5.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[3]

①符合現(xiàn)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》、《公路鋼筋混凝土工程施工規(guī)范》、《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》要求。

②每節(jié)段立模前和混凝土灌注后，在無太陽強(qiáng)光照射、無大風(fēng)、無振動干擾的條件下測定墩身縱向、橫向中心線，偏差不大于10mm。

③每節(jié)段混凝土灌注完后及時抄平，墩身總高度誤差不大于20mm。

④混凝土強(qiáng)度合格率100%，表面平整，無蜂窩、麻面，外觀美觀。

⑤模板加工安裝按表1規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量控制，按表2規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模板組裝質(zhì)量控制。

加工鋼筋的允許偏差 表1

加工鋼筋的允許偏差 表2

5.2 質(zhì)量控制

①墩中心和扭轉(zhuǎn)控制。先用全站儀測設(shè)每節(jié)墩身立模中心，再分別測設(shè)縱、橫向中心線，進(jìn)行校核，每次校核在一個方向上進(jìn)行多測回測量和換人測量，通過比較選擇正確結(jié)果。

②堅持對原材料進(jìn)行進(jìn)貨檢驗和進(jìn)場后試驗，確保使用優(yōu)質(zhì)材料。

③如在雨天澆筑混凝土，應(yīng)在墩身鋼筋上搭設(shè)彩條布防雨。混凝土澆筑應(yīng)在倉內(nèi)無水的情況下進(jìn)行。

④編制完善的模板制作、安裝拆除以及鋼筋、混凝土作業(yè)的工序作業(yè)指導(dǎo)書，嚴(yán)格按作業(yè)指導(dǎo)書要求操作，保證工序操作質(zhì)量。

⑤認(rèn)真細(xì)致地做好工程預(yù)檢、隱檢和不定期質(zhì)量檢查、評定工作，發(fā)現(xiàn)問題后與責(zé)任人一起制定糾正措施，報項目部總工程師批準(zhǔn)后，組織實施。

⑥對全部上崗人員進(jìn)行崗前質(zhì)量培訓(xùn)，做好施工前的安全技術(shù)交底。

6 安全保證措施[4、5]

①進(jìn)行安全教育，建立健全各項規(guī)章制度，加強(qiáng)崗位責(zé)任制；嚴(yán)格施工紀(jì)律，嚴(yán)格按照操作規(guī)程作業(yè)。

②高空作業(yè)人員作業(yè)時必須配戴安全帽、穿施工鞋、系安全繩。

③工作面掛安全網(wǎng)，墩下便道應(yīng)搭設(shè)防護(hù)棚；應(yīng)定期檢查工作平臺欄桿是否牢固，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。

④遇到暴雨、雷電及6級以上大風(fēng)時，應(yīng)停止施工并切斷電源，保護(hù)好各種設(shè)備。

⑤認(rèn)真細(xì)致地做好工程預(yù)檢、隱檢和不定期質(zhì)量檢查、評定工作，發(fā)現(xiàn)問題后與責(zé)任人一起制定糾正措施，報項目部總工程師批準(zhǔn)后，組織實施。

⑥塔式起重機(jī)和電梯的司機(jī)要經(jīng)培訓(xùn)考核，持證上崗。定期檢查各種限位開關(guān)、起重鋼絲繩、卡環(huán)、附著桿，如有損壞及時更換。

⑦塔式起重機(jī)作業(yè)要有專人指揮。禁止超負(fù)荷起吊，起重機(jī)頂部、大臂前部要設(shè)置信號燈。

⑧對全部上崗人員進(jìn)行崗前質(zhì)量培訓(xùn)，做好施工前的安全技術(shù)交底。

7 結(jié) 語

翻模施工薄壁空心高墩具有顯著的效果。常規(guī)方法施工速度為0.5m/d～0.6m/d，采用翻模施工，根據(jù)雙畈河大橋薄壁空心墩施工應(yīng)用情況統(tǒng)計，施工速度可達(dá)到1.2m/d，功效提高100%。

由于施工速度快，節(jié)省了塔吊、電梯、混凝土攪拌、運輸?shù)葯C(jī)械設(shè)備費用；而且由于高墩一般為控制工期的部位，所以墩的工期縮短直接帶來總工期的縮短，節(jié)約管理費用。該施工技術(shù)對類似工程施工具有較高的實際價值。

[1]牛保金.阿克巴斯套撒依大橋空心墩施工方法[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2009(5).

[2]李現(xiàn)平.橋梁薄壁空心高墩施工和質(zhì)量控制[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2014(24).[3]JTG/TF50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2011.

[4]JGJ46—88，施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.

[5]JTG076—95，公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程[S].北京:人民交通出版社,1995.