翻模施工技術(shù)在橋梁高墩中的應(yīng)用

喻其福 范靜

【摘 要】近年來(lái)，我國(guó)交通基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(fā)展，特別是在高速公路及高速鐵路建設(shè)中大跨、高墩橋梁的比例較以前有明顯提升，因此橋梁高墩施工技術(shù)及控制是當(dāng)前橋梁建設(shè)中的一個(gè)重要課題及環(huán)節(jié)，本文以兩江特大橋?yàn)槭┕ぐ咐攸c(diǎn)介紹了空心高墩及薄壁高墩翻模施工及翻模施工工藝特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】橋梁工程；空墩；翻模施工技術(shù)

序言

湖南省新溆高速公路兩江特大橋位于懷化市溆浦縣境內(nèi)，兩江特大橋主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：橋梁上部結(jié)構(gòu)采用分幅式，每幅主橋?yàn)?0+2×170+90米四跨一聯(lián)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，主橋長(zhǎng)520米。17#主墩高68.44m、18#主墩高115.0m、19#主墩高99.0m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及權(quán)衡安全因素等綜合因素，橋梁主墩施工采用翻模施工工藝。

一、工藝特點(diǎn)

⑴不搭設(shè)腳手架，利用主體支撐，施工操作安全快捷；

⑵翻模材料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分層、流水施工，利于加快施工節(jié)奏，縮短工期；

⑶翻模一般采用4層循環(huán)提升使用，模板使用面積小、節(jié)約材料；

⑷模板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理實(shí)用，有效的安全、質(zhì)量保證措施。

二、工藝原理

翻模施工工藝原理是利用具有一定工作強(qiáng)度的混凝土實(shí)體作為固定支撐體，已澆筑完成節(jié)段頂層模板作為上節(jié)連接模板依附，各種材料用塔吊提升，不需要另行搭設(shè)腳手架。墩壁混凝土澆注采用連續(xù)施工，鋼模板每節(jié)有效高度為1.5m，施工中保證4節(jié)鋼模板循環(huán)倒替使用。鋼模板安裝通過(guò)三角斜撐，對(duì)拉螺栓，斜拉索具等達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

三、模板施工方法

1.模板安裝概況

⑴空心薄璧墩：根據(jù)空心薄壁墩的結(jié)構(gòu)尺寸特點(diǎn)，其中18#、19#墩空心墩采用單箱三室結(jié)構(gòu)。外模跟內(nèi)模均采用單節(jié)1.5m高的定制大面積鋼模，共四節(jié)，由于墩身斷面尺寸較大，為確保墩身線型，在每?jī)蓧K模板拼接處設(shè)置橫向加強(qiáng)連接螺絲。模板必須具備足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，鋼模板厚度不小于5mm。模板設(shè)內(nèi)外架施工平臺(tái)，以角鋼及槽鋼進(jìn)行焊接成一個(gè)1.2米寬牛腿狀（部分因空間影響適當(dāng)調(diào)整），頂面上滿鋪鋼筋網(wǎng)并加以固定，四周設(shè)置圍欄使其完全封閉，并與外模焊接連接。內(nèi)外模以精軋螺紋鋼作為對(duì)拉桿，對(duì)內(nèi)模和外模進(jìn)行對(duì)拉加固?？招亩赵O(shè)置了兩至三道橫隔板。橫隔板底模采用大面積鋼模進(jìn)行拼裝，支撐體系采用在墩壁預(yù)埋鋼板焊接型鋼支架，支撐上搭設(shè)滿堂式碗扣支架。鋼模節(jié)段之間須增加定位銷(xiāo)。

⑵雙薄壁墩：模板采用單節(jié)高度為1.5m的定型大面積鋼模板，模板厚度5mm，共四節(jié)。為保證澆筑時(shí)模板受側(cè)壓力影響直線邊不膨脹變形，用精軋螺紋鋼作為對(duì)拉桿。由于在每個(gè)主墩均只設(shè)置一臺(tái)施工電梯，根據(jù)每排主墩共有4個(gè)墩柱的實(shí)際情況，因此在模板上布設(shè)通道連接板，以便安裝連接通道，滿足施工人員在各墩柱間通行的需要，連接通道寬1.2m，兩側(cè)設(shè)1.2m高封閉式護(hù)欄。

2.模板安裝前的準(zhǔn)備工作

⑴模板安裝前由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織現(xiàn)場(chǎng)管理人員、作業(yè)班長(zhǎng)及操作工人熟悉施工圖及模板設(shè)計(jì)圖，并對(duì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行學(xué)習(xí)、交底。

⑵施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)可靠的能滿足模板安裝和檢查需用的測(cè)量控制點(diǎn)。

⑶現(xiàn)場(chǎng)使用的模板及配件應(yīng)按規(guī)格和數(shù)量逐項(xiàng)清點(diǎn)和檢查，未經(jīng)修復(fù)的部件不得使用。

⑷鋼模板在使用安裝前應(yīng)先進(jìn)行除銹、打磨、涂刷脫膜劑。第一次使用時(shí)應(yīng)對(duì)模板進(jìn)行試拼、調(diào)校。

⑸底節(jié)模板的安裝底面應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，并采取可靠的定位措施，豎向模板應(yīng)按施工設(shè)計(jì)要求預(yù)埋支承錨固件。

⑹模板拼接縫處使用海棉膠帶或者橡膠帶進(jìn)行填充密實(shí)。

⑺安裝模板所需的預(yù)埋件、牛腿必須按要求進(jìn)行制作、埋置，焊接均要滿足設(shè)計(jì)要求。

3.模板安裝安全技術(shù)措施

⑴模板的安裝必須按模板的施工設(shè)計(jì)進(jìn)行，嚴(yán)禁任意變動(dòng)。

⑵配件必須裝插牢固，預(yù)埋件與預(yù)留孔洞必須位置準(zhǔn)確，安設(shè)牢固?；A(chǔ)模板必須支拉牢固，防止變形。模板應(yīng)有可靠的支撐點(diǎn)，其平直度應(yīng)進(jìn)行校正。

⑶結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，當(dāng)本次澆筑的混凝土強(qiáng)度達(dá)到5Mpa后，方可拆除下層混凝土的模板，一般應(yīng)在混凝土澆筑結(jié)束后24小時(shí)后方可進(jìn)行拆模；空心薄璧墩橫隔板的支持系統(tǒng)應(yīng)在混凝土澆筑結(jié)束后14天方可拆除，以防隔板混凝土下饒。

⑷模板及其支撐系統(tǒng)在安裝過(guò)程中，必須設(shè)置臨時(shí)固定設(shè)施，嚴(yán)防傾覆。

⑸橫隔板滿堂式支架搭設(shè)時(shí)要設(shè)置剪刀撐，并與支柱固定牢靠，水平撐設(shè)上、下兩道。滿堂式支架模板四邊與中間每隔四排支架立桿設(shè)置一道縱向剪刀撐，由底至頂連接續(xù)設(shè)置。

⑹支架立桿豎直設(shè)置，下部嚴(yán)禁墊磚及其它易碎物，2M高度的垂直允許偏差為15mm。每根立柱設(shè)置底托和頂托，用于調(diào)節(jié)支架及模板的平整度。

⑺支模應(yīng)按施工工序進(jìn)行，模板沒(méi)有固定前，不得進(jìn)行下道工序。

⑻模板在未裝對(duì)接螺栓前，模板要進(jìn)行臨時(shí)支撐，以防倒塌。主要措施為：模板吊裝至安裝位置初步固定時(shí)，模板下口處用插銷(xiāo)與已安裝模板進(jìn)行臨時(shí)固定，上口處用鐵絲或細(xì)鋼絲繩綁扎固定在勁性骨架上后在進(jìn)行模板的連接和校正工作。安裝過(guò)程要隨時(shí)檢查支撐的穩(wěn)定和受力情況，以保持模板處于穩(wěn)定狀態(tài)。

⑼同一道肋墻的兩側(cè)模板要同時(shí)組合，以確保模板安裝時(shí)的穩(wěn)定。

⑽橫隔梁模板安裝就位時(shí)，要在滿堂支架搭設(shè)穩(wěn)固，模板下橫楞與分配梁連接牢固后進(jìn)行。

⑾支模應(yīng)按施工工序進(jìn)行，模板沒(méi)有固定前，不得進(jìn)行下道工序。

⑿五級(jí)以上大風(fēng)，必須停止模板的安裝工作。

⒀模板安裝完畢，必須進(jìn)行自檢、質(zhì)檢、監(jiān)檢三方檢查驗(yàn)收通過(guò)后，方可澆筑砼，驗(yàn)收單內(nèi)容要量化。

4.模板拆除安全技術(shù)措施

⑴模板拆除前必須確認(rèn)砼強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定，嚴(yán)禁提前拆模。

⑵模板拆除前應(yīng)向操作班組進(jìn)行安全技術(shù)交底，在作業(yè)范圍設(shè)安全警戒線并懸掛警示牌，拆除時(shí)派專(zhuān)人看守。

⑶模板拆除的順序和方法：空心墩大塊翻模按先支先拆，后支后拆的順序進(jìn)行施工；其余按先支的后拆，后支的先拆，先拆不承重部分，后拆承重部分，自上而下的原則進(jìn)行。

⑷在拆模板時(shí)，要有專(zhuān)人指揮和切實(shí)的安全措施，并在相應(yīng)的部位設(shè)置工作區(qū)，嚴(yán)禁非操作人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)。

⑸工作前要事先檢查所使用的工具是否牢固，扳手等工具必須用繩鏈系掛在身上，工作時(shí)思想要集中，防止釘子扎腳和從空中滑落。

⑹遇五級(jí)以上大風(fēng)時(shí)，要暫停室外的高處作業(yè)，有雨、雪、霜時(shí)要先清掃施工現(xiàn)場(chǎng)，不滑時(shí)再進(jìn)行作業(yè)。

⑺拆除模板要用長(zhǎng)撬杠，嚴(yán)禁操作人員站在正拆除的模板上。

⑻拆模間隙時(shí)，要將已活動(dòng)的模板、拉桿、支撐等固定牢固，嚴(yán)防突然掉落、倒塌傷人。

⑼嚴(yán)禁在同一垂直面上操作。

⑽拆除時(shí)要逐塊拆卸，不得成片松動(dòng)和撬落、拉倒。

⑾每人要有足夠工作面，數(shù)人同時(shí)操作時(shí)要明確分工，統(tǒng)一信號(hào)和進(jìn)行。

5.翻模施工具體施工方法

⑴底節(jié)施工

墩身底節(jié)高4.5m，墩身鋼筋綁扎完成后經(jīng)驗(yàn)收合格，用塔吊將模板分塊安裝到位，采取在承臺(tái)頂預(yù)埋鋼件，加楔形木塊固定模板底腳，模板上方采用精軋螺紋鋼對(duì)拉固定，模板頂面四方采用纜風(fēng)繩加手拉葫蘆校正及固定。墩身底節(jié)模板的安裝質(zhì)量尤為重要，其中線、水平、垂直度的精度直接影響到上部墩身的整本效果，將嚴(yán)格控制，加強(qiáng)檢查、復(fù)核。

⑵底節(jié)模板安裝注意事項(xiàng)：

①模板安裝前，通過(guò)全橋控制網(wǎng)測(cè)放每個(gè)墩柱中心點(diǎn)和墩位中心點(diǎn)，并相互校核，確保無(wú)誤后，在承臺(tái)面用墨線彈出墩身截面輪廓線和立?？刂凭€。

②沿墩身輪廓線做3cm厚砂漿找平層，以調(diào)整基頂水平，達(dá)到各點(diǎn)相對(duì)標(biāo)高不大于2mm。

③模板安裝后再次進(jìn)行抄平、校正，達(dá)到模板頂相對(duì)高差小于2mm，對(duì)角線誤差小于5mm后，上緊所有螺栓和拉桿、支撐。

④承臺(tái)混凝土施工時(shí)，在墩身輪廓線以外70cm左右處埋設(shè)直徑16mm短鋼筋頭，以利墩身外模的支點(diǎn)加固。

⑤墩身截面范圍承臺(tái)頂混凝土面應(yīng)充分鑿毛沖洗干凈。

⑶標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段模板施工：

①外模的安裝：

a第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段模板在底節(jié)砼施工完成后，砼強(qiáng)度不小于3Mpa時(shí)開(kāi)始施工。

b外模拆除從底部開(kāi)始，先拆除底節(jié)下部的4.5米直板后，再拆除圓弧段模板；拆除下來(lái)的模板先進(jìn)行打磨、校對(duì)、刷脫模劑。

c待第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的鋼筋綁扎完成，并經(jīng)驗(yàn)收合格后開(kāi)始安裝第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的外模。第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外模以底節(jié)的頂層1.5米未拆除的模板為支撐面，進(jìn)行拼裝。經(jīng)測(cè)量組測(cè)量放樣，確認(rèn)模板的中心線、垂直度后緊固連接螺絲。

d第一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)模板安裝完成后，按設(shè)計(jì)要求在模板外安裝施工平臺(tái)。

e其余標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段外模按照以上工序進(jìn)行施工。

f模板在未裝對(duì)接螺栓前，模板要進(jìn)行臨時(shí)支撐，以防倒塌。主要措施為：模板吊裝至安裝位置初步固定時(shí)，模板下口處用插銷(xiāo)與已安裝模板進(jìn)行臨時(shí)固定，上口處用鐵絲或細(xì)鋼絲繩綁扎固定在勁性骨架上后再進(jìn)行模板的連接和校正工作。安裝過(guò)程要隨時(shí)檢查支撐的穩(wěn)定和受力情況，以保持模板處于穩(wěn)定狀態(tài)。其中雙薄壁墩在單個(gè)墩柱模板加固后，應(yīng)通過(guò)在前次澆筑混凝土后的翻模底模上布置纜風(fēng)繩的方式對(duì)模板進(jìn)行整體固定及平面位置控制。

g模板在砼澆筑過(guò)程中發(fā)生偏位時(shí)，要馬上停止砼的澆筑，迅速查找原因，進(jìn)行排除，并立即進(jìn)行模板的調(diào)整。如不能查找出原因時(shí)，應(yīng)停止砼的澆筑作業(yè)，在此處設(shè)置施工縫。

②內(nèi)模板安裝：

a由于主墩為薄壁空心結(jié)構(gòu)，空心內(nèi)模板采用鋼模板拼裝，鋼管加固支撐，鋼筋安裝完畢后進(jìn)行。

b內(nèi)模在墩身倒角處采用組合小鋼模拼裝或竹膠板制作而成。

c內(nèi)模模板間的拼縫要拼接嚴(yán)密，接縫采用雙面粘貼海棉帶及棉紗進(jìn)行堵塞。

d橫隔板采用支架現(xiàn)澆的方式進(jìn)行施工，50cm厚度的橫隔板直接采用搭設(shè)于前一道橫隔板上的鋼管支架進(jìn)行現(xiàn)澆，2m厚度的橫隔板采用型鋼支架作受力支撐，鋪設(shè)分配梁并搭設(shè)滿堂支架進(jìn)行支撐現(xiàn)澆。

e標(biāo)準(zhǔn)節(jié)以4.5米每節(jié)的高度往上翻爬至每道中橫梁底部的倒角起角處為止。

f待內(nèi)模安裝完成后，安裝穿心拉桿，并加以緊固。

g安裝并加固內(nèi)模的施工平臺(tái)。

③中橫梁及頂橫梁的模板施工：

a在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工至中橫梁底部倒角起角處時(shí)開(kāi)始進(jìn)行中橫梁的模板安裝。

b采用竹膠板做為橫梁底模時(shí)，分配梁應(yīng)加密布置。

c按設(shè)計(jì)要求的結(jié)構(gòu)尺寸埋設(shè)預(yù)留孔。

d在分配梁兩端支座處往上的橫梁的位置設(shè)置對(duì)應(yīng)的吊裝孔，用于橫梁模板分配梁的吊裝拆除。

e碗扣式腳手架拆除和安裝時(shí)要嚴(yán)格按照腳手架施工操作規(guī)程進(jìn)行。

f在墩柱內(nèi)壁預(yù)埋鋼板，焊接型鋼支架作為隔板受力承重架，再在支架上安裝分配梁并搭設(shè)鋼管支架作為橫隔板現(xiàn)澆支架。支架頂上滿鋪16a槽鋼，槽鋼上搭設(shè)鋼管支架，再鋪設(shè)橫梁的底模、外?；蛘咧衲z板作為橫梁的底模。

四、效益分析

翻模施工工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)和效益：

⑴少了高空作業(yè)的不安全因素，降低了施工難度，極大的減少了勞動(dòng)力投入。

⑵節(jié)約了大量的架設(shè)腳手架所需的支架材料，降低了施工成本。

⑶采用翻模施工技術(shù)，有效提升了模板使用周轉(zhuǎn)次數(shù)、縮短施工周期，其標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)可由原來(lái)10天、十幾天提升至5～7天，有效節(jié)約項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間，有利于項(xiàng)目提前完工運(yùn)營(yíng)、提前受益。

⑷模板總體積小，操作簡(jiǎn)單，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高，可廣泛應(yīng)用于公路、鐵路等類(lèi)似的建筑領(lǐng)域。

五、結(jié)語(yǔ)

采用翻模施工技術(shù)，有效解決了高墩施工難題，且有節(jié)約建設(shè)成本、安全系數(shù)高、外觀美觀及操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，在工程領(lǐng)域取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，有極強(qiáng)的推廣價(jià)值。