重慶嘉悅大橋下塔柱無(wú)支架翻模施工技術(shù)

宋家武，朱建中，周友明

（重慶建工橋梁工程有限責(zé)任公司，重慶400060）

重慶嘉悅大橋下塔柱無(wú)支架翻模施工技術(shù)

宋家武，朱建中，周友明

（重慶建工橋梁工程有限責(zé)任公司，重慶400060）

1 工程概況

重慶嘉悅大橋工程為跨嘉陵江的特大橋，起于重慶市北碚區(qū)蔡家鎮(zhèn)，止于渝北區(qū)悅來(lái)鎮(zhèn)。大橋全長(zhǎng)767m，設(shè)5墩2臺(tái)6孔，跨徑布置為66+75+75+145+250+145m，其中4#、5#墩為主墩，最大跨度250m。采用雙塔雙索面矮塔斜拉橋+連續(xù)剛構(gòu)+連續(xù)梁組合結(jié)構(gòu)形式，主跨為Y字形矮塔雙塔雙索面斜拉橋，結(jié)構(gòu)支撐體系采用塔梁固結(jié)方式。大橋橋面標(biāo)準(zhǔn)寬度為28m，雙向六車道設(shè)計(jì)。

圖1 主墩下塔柱墩身構(gòu)造圖

2 下塔柱施工概況及特點(diǎn)

2.1 施工概況

重慶嘉悅大橋4#、5#主墩分下塔柱和上塔柱（該文不作討論），下塔柱為柔性雙矩形空心變截面薄壁高墩，4#、5#主墩下塔柱高分別為60.5m和54m，橫向分左右兩肢。下塔柱為三面同時(shí)收坡的變截面空心結(jié)構(gòu)體系（如圖1），墩身壁厚順橋向?yàn)?.4m，橫橋向?yàn)?.9m，采用C50混凝土。

2.2 施工特點(diǎn)

由于本工程為市政橋梁工程，大橋建成后將是主城區(qū)又一道亮麗的風(fēng)景線，對(duì)其外觀質(zhì)量要求高，因此按照清水混凝土標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。下塔柱為三面同時(shí)收坡的變截面空心結(jié)構(gòu)體系，其外形尺寸、坡度控制均有很高要求，對(duì)模板設(shè)計(jì)、施工要求精度高，施工難度大。下塔柱施工正值嘉陵江洪水期，工期緊迫，部分節(jié)段工期要求在洪期來(lái)臨之前必須將墩柱施工出洪水位，因此搶水是否成功是整個(gè)項(xiàng)目工期目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

3 下塔柱施工布置及翻模工藝

3.1 施工布置

4#、5#墩下塔柱變截面墩身分別分14節(jié)段和12節(jié)段施工。除第1節(jié)段按6m施工外，其余節(jié)段按4.5m施工。為降低成本、保證工期，經(jīng)過(guò)比選最終采用無(wú)支架翻模施工法對(duì)4#、5#墩下塔柱進(jìn)行施工。下塔柱附近安裝80 t.m塔吊及升降機(jī)作垂直運(yùn)輸。

3.2 翻模施工工藝

下塔柱墩身采用大塊定制鋼模板拼裝、型鋼固定，每層模板采用兩排行架式水平背楞，既增大了模板的整體剛度，又作為操作平臺(tái)。當(dāng)一節(jié)段塔柱混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后，利用塔吊將最下面三層模板系統(tǒng)依次拆除放置于場(chǎng)地，派專人負(fù)責(zé)對(duì)其打磨、清理模板，并涂刷脫模劑。而最頂層模板不拆除，作為導(dǎo)向模板。導(dǎo)向模板承受上部三層模板系統(tǒng)荷載和施工荷載，經(jīng)對(duì)拉螺桿將各荷載傳遞到已澆筑的混凝土上。待下一節(jié)段鋼筋安裝檢驗(yàn)合格后，依次將每塊清潔后的模板安裝在導(dǎo)向模板上，再根據(jù)下塔柱設(shè)計(jì)收坡情況，采用全站儀精確定位出塔柱四角位置。局部存在偏差處，利用手拉葫蘆調(diào)整，采用螺栓連接固定并加固，校核合格后，澆筑下一層混凝土，如此循環(huán)。

圖2 模板大樣圖

4 下塔柱模板設(shè)計(jì)及制作

4.1 下塔柱模板設(shè)計(jì)

模板的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及表面平整度是影響塔柱混凝土外觀的重要因素[1]。因此下塔柱內(nèi)、外模均采用大塊定制鋼模板，背楞采取豎向[8和橫向2[12.6組焊而成。下塔柱第1節(jié)段混凝土澆筑高度均按6m考慮，其余節(jié)段按4.5m考慮。根據(jù)下塔柱結(jié)構(gòu)要求，下塔柱外模板最大塊鋼模板的尺寸為6.3× 1.5m，每塊模板的高度均為1.5m（如圖2）。

擬定面板采用A3鋼板，δ=6mm；豎向楞方為∠75×8的角鋼，間距為30cm；橫向楞方為2[12.6的槽鋼，間距為1.0m；模板拉桿選用Φ25的對(duì)拉桿，采用Q45號(hào)鋼，拉桿橫向間距為L(zhǎng)a=0. 65～1.1m，豎向間距Lb=0.5～1.0m。

4.1.1 模板設(shè)計(jì)考慮因素

下塔柱模板在澆筑混凝土最不利的情況下，模板主要承受側(cè)向的側(cè)壓力，以及振搗和傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載等，在設(shè)計(jì)模板時(shí)，還應(yīng)綜合考慮以下幾方面對(duì)模板的影響[1]：

(1)按最大高度6m綜合考慮混凝土的側(cè)壓力。

(2)混凝土的坍落度及搗固。

(3)上、下端變截面內(nèi)混凝土自重對(duì)內(nèi)模產(chǎn)生向下的壓力及上浮力。

(4)混凝土入模時(shí)產(chǎn)生的水平方向的沖擊荷載。

(5)便于模板、操作平臺(tái)安裝、拆除及混凝土施工。

4.1.2 模板設(shè)計(jì)要求

模板設(shè)計(jì)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求[2]：

(1)結(jié)構(gòu)外表面的模板，其撓度不應(yīng)超過(guò)模板構(gòu)件跨度的1/400。

(2)結(jié)構(gòu)隱蔽表面的模板，其撓度不應(yīng)大于模板構(gòu)件跨度的1/250。

(3)模板表面局部變形不應(yīng)大于1.5mm。

(4)支架受載后受彎桿件的彈性撓度不應(yīng)大于相應(yīng)結(jié)構(gòu)跨度的1/1000。

4.2 模板材料的選用

對(duì)面板、槽鋼豎橫楞方以及拉桿進(jìn)行強(qiáng)度和撓度驗(yàn)算[1][2]，

需滿足規(guī)范要求。所選用的模板材料Q235（3鋼號(hào)）抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f，彈性模量E應(yīng)滿足相關(guān)的力學(xué)性能，符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，每批原材料均有其材質(zhì)檢驗(yàn)合格證。

4.3 模板的制作

鋼模板采用大塊定型模板。模板加工時(shí)所有連接采用陰陽(yáng)止口，各種螺栓連接件符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。由于下塔柱內(nèi)、外模在兩個(gè)方向變化很大，因此，施工時(shí)將根據(jù)下塔柱不同部位制作相應(yīng)的專用內(nèi)模和外模。

模板制作時(shí)電鋸切割一律用小直徑合金鋼鋸片，以保證模板切割質(zhì)量，配模時(shí)所有接縫處要進(jìn)行刨光拼縫，不準(zhǔn)切割后直接使用。制作好的模板按順序編號(hào)，堆放整齊，放在陰涼干燥處，以防變形。配制塔柱、主梁背楞按照規(guī)定的間距進(jìn)行制作，防止過(guò)稀、模板剛度不夠產(chǎn)生側(cè)位變形和整體不穩(wěn)定，過(guò)密則浪費(fèi)材料。

5 下塔柱變截面高墩的施工

5.1 主要施工工藝流程

該橋下塔柱墩身主要施工工藝流程如圖3所示。

圖3 下塔柱施工工藝流程

5.2 鋼筋的制作與安裝

下塔柱主筋第一節(jié)段按9m定尺長(zhǎng)度供料，從第二節(jié)段開始，安裝鋼筋操作平臺(tái)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)鋼筋按4.5m進(jìn)行下料，墩身主筋采用套筒連接接長(zhǎng)，接頭位置按施工規(guī)范要求錯(cuò)開。綁扎箍筋、拉筋，安裝精度按設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求執(zhí)行，并按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行抽樣檢測(cè)；鋼筋的綁扎嚴(yán)格按圖紙中的位置、間距以及規(guī)范中規(guī)定的允許誤差進(jìn)行。鋼筋成型后，安裝防裂鋼筋網(wǎng)片，拆除操作平臺(tái)。在四周設(shè)置風(fēng)纜進(jìn)行臨時(shí)固定，防止鋼筋發(fā)生整體傾斜。

5.3 下塔柱墩身模板安裝

鋼筋綁扎完畢檢驗(yàn)合格后進(jìn)行模板的安裝，模板拼裝之前先將模板磨光清除干凈，涂抹脫模劑，涂刷時(shí)要輕、薄、均勻，以保證混凝土表面顏色一致。

模板分為外模和內(nèi)模。首先進(jìn)行模板預(yù)拼裝，檢查模板各部分尺寸、模板接縫及平整度，模板拼裝完畢后，逐一進(jìn)行模板的安裝。首先在承臺(tái)頂面用全站儀準(zhǔn)確放出墩身大樣，并放出墩身縱橫方向的護(hù)樁，以便在以后的墩身施工中校模時(shí)使用。第一節(jié)段模板安裝時(shí)，在第一層模板底部墊5cm厚的木方，方便混凝土澆筑后脫模。為防止在澆筑第一節(jié)段混凝土?xí)r模板上浮和鋼筋傾斜，采用鋼絲繩和5 T手動(dòng)葫蘆將模板朝四方下拉，固定在承臺(tái)上。

依次將每一層（四塊）內(nèi)、外模板安裝到位后，先由測(cè)量人員采用全站儀對(duì)模板的平面位置等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢查，如果有不合格的情況，用手拉葫蘆和千斤頂進(jìn)行調(diào)整。每層模板安裝完后逐一檢查校對(duì)，同時(shí)檢查三面收坡情況，待所有設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的各項(xiàng)指標(biāo)檢查合格后，穿入拉桿進(jìn)行模板加固。拉桿外套塑料膠管，以便拉桿循環(huán)使用。每層模板之間采用雙面膠密封后，再用Φ16螺栓擰緊固定，防止水泥漿流出，以保證混凝土外觀質(zhì)量。根據(jù)結(jié)構(gòu)三面收坡的要求，下塔柱墩身逐步變截面，模板安裝時(shí)逐一去掉和模板1#、2#活補(bǔ)塊，使模板滿足結(jié)構(gòu)幾何尺寸要求（如圖4）。

圖4 墩身模板安裝示意圖

施工人員在操作時(shí)，為保證施工的安全性，采用塔吊對(duì)模板進(jìn)行提升，初步安裝。操作時(shí)，要防止模板起吊過(guò)程中撞擊混凝土，設(shè)置多點(diǎn)纜風(fēng)繩，緩慢操作，嚴(yán)禁模板、支架在吊裝過(guò)程中劃傷混凝土表面及碰撞傷人事故。

5.4 混凝土的施工

5.4.1 混凝土運(yùn)輸

該工程采用商品混凝土，混凝土罐車運(yùn)輸，輸送泵與塔吊配合，在墩身中安置料斗集料或軟管，下接串桶（因工作平臺(tái)距澆筑面高差大于2m，防止混凝土離析[1]），混凝土通過(guò)串桶進(jìn)入模板內(nèi)。

5.4.2 混凝土澆筑

澆筑混凝土前，先將雜物清理干凈，接觸面灑水潤(rùn)濕?；炷恋恼駬v采用插入式振動(dòng)器，振動(dòng)器的移動(dòng)距離在30～35 cm范圍內(nèi)，與側(cè)模保持5～10 cm的距離[1]；混凝土放料時(shí)先將料分層扒平再開始振搗，振搗順序?yàn)椋合日駬v邊角處，再?gòu)膬蛇呄蛑虚g振搗，振搗以混凝土不再下沉和冒氣泡、表面泛漿為準(zhǔn)，不得漏振或過(guò)振。為保證混凝土的內(nèi)在及外觀質(zhì)量，技術(shù)人員在混凝土的澆筑過(guò)程中實(shí)行旁站，嚴(yán)格控制混凝土坍落度，保證混凝土具有良好的和易性、流動(dòng)性；混凝土澆筑過(guò)程中專人看護(hù)模板，防止螺栓松動(dòng)導(dǎo)致跑模影響混凝土質(zhì)量。

5.4.3 混凝土抹面及鑿毛

當(dāng)混凝土澆筑完畢后派專人用木抹子將上口模板四周附近的混凝土抹平，保證混凝土面與模板頂面平齊，使混凝土面稍高于模板頂，既可以保證相鄰兩節(jié)段墩身接縫良好，便于表面鑿毛與清洗處理，又可以保證上下兩節(jié)段為一條平齊的接縫；從而保證混凝土的外觀質(zhì)量。

為了保證上下兩節(jié)段混凝土的良好結(jié)合，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，首先將混凝土表面的浮漿鑿掉，露出石子，鑿深1 cm，鑿?fù)旰笙扔每諌簷C(jī)吹掉混凝土殘?jiān)儆酶邏核疀_洗干凈，保證鑿毛的混凝土面清潔。

5.4.4 模板拆卸和翻模

當(dāng)已澆筑節(jié)段混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后，利用塔吊依次拆除下三層模板。拆除的模板用塔吊直接吊在場(chǎng)地上進(jìn)行清潔、打磨，涂刷脫模劑。

安裝鋼筋操作平臺(tái)，即可進(jìn)行下一節(jié)段的鋼筋綁扎。鋼筋安裝驗(yàn)收合格，進(jìn)入下一節(jié)段翻模施工。

5.4.5 混凝土養(yǎng)生

混凝土拆模后派專人及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)，采用抽水機(jī)從養(yǎng)護(hù)專用蓄水池中抽水進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土始終保持濕潤(rùn)[1]。

6 結(jié)論

重慶嘉悅大橋下塔柱柔性雙薄壁空心變截面高墩采用大塊定制鋼模無(wú)支架翻模施工技術(shù)，成功地解決了嘉悅大橋工期緊、周轉(zhuǎn)材料投入大、外觀質(zhì)量要求高的問題，大大降低了項(xiàng)目成本，提高了施工速度，為今后類似工程施工積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

大塊定制鋼模無(wú)支架翻模施工技術(shù)雖然成功地解決了上述問題，但大塊鋼模在安裝、拆除過(guò)程中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，需作進(jìn)一步探討。

[1]田克平.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范：實(shí)施手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2011

[2]周水興,何兆益,鄒毅松，等.路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2001

責(zé)任編輯：李紅

Sliding formwork unbraced Construction Technology of the Underneath Pillarsof Chongqing Jiayue Bridge

該文結(jié)合重慶嘉悅大橋下塔柱施工實(shí)際情況，詳細(xì)介紹了大跨徑斜拉橋柔性雙薄壁變截面空心高墩大塊定制鋼模無(wú)支架翻模施工技術(shù)，為今后類似變截面高墩施工提供參考。

下塔柱；變截面高墩；無(wú)支架翻模；施工技術(shù)

Based on the realistic construction situation of the underneath pillars of Chongqing Jiayue bridge,the authors introduce in detail theSliding formwork unbraced construction technology of the bulk customized steelmold of the hollow high piers of the slender double thin-walled variable cross-section of long-span cable-stayed bridges,providing reference for future construction ofhigh pierswith similar cross-sections.

underneath pillar;high pillarw ith cross-section;Sliding formwork unbraced construction technology

TU 745.2

A

1671-9107（2012）06-0027-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2012.06.027

2012-04-10

宋家武(1982-)，男，重慶江津人，本科，工程師，主要從事路橋施工管理及質(zhì)量管理。