橋梁高墩爬模施工及墩頂臨時支承體系轉(zhuǎn)換技術(shù)探討

王沙

摘 要：以云南嵩明至昆明高速公路十三合同段橋梁高墩施工為背景，對橋梁高墩爬模施工及墩頂臨時支承簡支梁體系向連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)行研究，通過分析橋梁高墩結(jié)構(gòu)特征和現(xiàn)場施工條件，優(yōu)化高墩爬模施工和墩頂臨時支承簡支梁體系向連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換技術(shù)，保障橋梁高墩混凝土施工質(zhì)量和墩頂臨時支承的體系轉(zhuǎn)換。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;高墩爬模;支承體系;體系轉(zhuǎn)換;技術(shù)探討

中圖分類號：U445.5

1 工程概況

云南嵩明至昆明高速公路十三合同標(biāo)段地處低中山河谷區(qū)地貌，標(biāo)段范圍內(nèi)地形起伏變化各異，地面標(biāo)高約2000m，河谷兩岸自然坡角約為35°。標(biāo)段內(nèi)為雙向八車道，整體式路基寬約41m，分離式路基寬約20.5m，設(shè)計最高速度100km/h，主線橋梁結(jié)構(gòu)物最大設(shè)計荷載等級為高速-Ⅰ級。標(biāo)段內(nèi)的對龍河大橋為65m + 120m + 65m = 250m預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋，最高墩約高110m，引橋為40m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，最高墩高約55m。

對龍河大橋110 m高墩采用爬模施工，高墩外表面采用液壓式自爬模板施作，內(nèi)表面采用小塊鋼模板+腳手架施作，混凝土采用現(xiàn)場攪拌，并以輸送泵輔以溜槽串筒方式入模。

對龍河大橋預(yù)制主梁架設(shè)后形成由臨時支座支承的簡支梁狀態(tài)，現(xiàn)場現(xiàn)澆梁跨間接縫混凝土，并待其達(dá)到設(shè)計強度后，張拉負(fù)彎矩區(qū)鋼束，壓注水泥漿，梁支承體系逐漸從簡支梁體系向連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換。拆除臨時支座后，完成簡支梁體系向連續(xù)梁體系的轉(zhuǎn)換。

2 高墩爬模施工

對龍河大橋左右雙幅共24座橋墩，最高墩高約110m，采用爬模施工。110m高墩外表面依托液壓式自爬模板以4.5m /節(jié)施作，其內(nèi)表面則應(yīng)用小塊鋼模板+腳手架以4.5m /節(jié)施作，110m高墩所使用的混凝土由現(xiàn)場拌合站集中攪拌完成，其運輸則以輸送泵為主，并輔以溜槽串筒的方式實現(xiàn)入模（ 圖1）。

（1）110m高墩首節(jié)混凝土以4.5m/節(jié)完成木梁膠合模板制作安裝，并結(jié)合木工字梁模板構(gòu)成組合形式。爬模模板體系中，以木工字梁作豎肋，以槽型鋼作橫楞，模板面板采用木梁膠合板和木工字梁結(jié)合的方式，通過自攻螺絲與地板釘形成連接，豎肋和橫楞則通過連接爪緊固。不同模板間通過芯帶的方式予以連接，芯帶銷可將連接部位插緊鎖固。

（2）爬錐裝置通過螺栓與模板連接，爬錐孔內(nèi)注入黃油，保障高墩墩身的混凝土無法滲入螺隙，高強螺桿的另外一側(cè)與預(yù)埋板連接。若預(yù)埋板與布料鋼筋存在沖突關(guān)系，可將布料鋼筋作適當(dāng)?shù)囊莆灰源_保合模順利。

（3）待導(dǎo)軌提升至設(shè)計位置，可拆除下層附墻爬錐，共計3套，可多次周轉(zhuǎn)利用。

（4）預(yù)先標(biāo)識結(jié)構(gòu)物模板線，為安裝爬模模板做好準(zhǔn)備工作，已安裝就位的爬模模板要清洗干燥，然后在面板均勻涂抹脫模劑。形成合模后，對已經(jīng)安裝就位的分塊模板進(jìn)行垂直度校驗，校驗合格后即可通過斜撐作臨時緊固處理。

（5）完成爬模模板安裝后對爬錐做預(yù)埋處理，為混凝土澆筑做準(zhǔn)備。

（6）布料鋼筋的加工主要以現(xiàn)場綁扎為主，配合塔吊進(jìn)行垂直拉升。待完成主筋下料與安裝后，用水平箍筋作綁扎處理。若鋼筋豎向長度大于6m，為保證垂直度，可將臨時支承緊固于勁性骨架上。鋼筋接長則須按設(shè)計圖要求施作，鋼筋綁扎應(yīng)于骨架之外按3～5個/m2的規(guī)格鋪設(shè)預(yù)制混凝土塊，保障混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度達(dá)到最低設(shè)計要求。

（7）墩身混凝土澆筑以4.5m /節(jié)分次施作，并設(shè)置4.65m的模板拼裝高度。混凝土澆筑前的工作包括爬模模板拼裝、鋼筋下料、預(yù)埋件位置確認(rèn)以及混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度和外觀尺寸的檢查等。泵送設(shè)備應(yīng)盡量布置于橋梁承臺的邊緣部位，泵管依附高墩固定，通過爬錐每4.5m設(shè)置1道抱箍直至爬模操作臺。

（8）在墩身混凝土的澆筑作業(yè)時要確保整個施工過程的連續(xù)性，若間斷施工則需保證最大間斷時間不超過混凝土初凝時間，否則需返工處理。新澆筑混凝土前，應(yīng)提前清洗和潤濕（不得積水）舊混凝土表面，水平縫接面須鋪筑約2cm厚同標(biāo)號的水泥砂漿。當(dāng)高墩墩身混凝土強度不低于 10MPa 時可拆除模板，隨即進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段，通常采取塑料薄膜遮覆的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間按規(guī)范執(zhí)行。

（9）當(dāng)墩身混凝土澆筑強度達(dá)到最低設(shè)計強度后，進(jìn)行爬模模板整體拆除，之后可將移動支架移走并落地，然后分拆支架和拆除液壓配件。最后，將爬模模板支架按照單元構(gòu)成進(jìn)行吊拆。

3 高墩墩頂臨時支承體系轉(zhuǎn)換

橋梁高墩現(xiàn)澆段與跨中橫隔板采用高強竹膠板材質(zhì)的爬模模板，縱向濕接縫則選用鋼模板。梁的頂面標(biāo)高應(yīng)調(diào)整到設(shè)計標(biāo)高位置，按照施工圖要求依次完成橫梁、中隔板和縱向濕接縫的施作，待此部位現(xiàn)澆混凝土強度達(dá)到最低強度要求后，可進(jìn)行后續(xù)的孔內(nèi)注漿作業(yè)，待孔內(nèi)注漿作業(yè)完畢并拆除支架后，即可實現(xiàn)高墩墩頂臨時支承的體系轉(zhuǎn)換（ 圖2）。

（1）高墩現(xiàn)澆段與跨中橫隔板施作。墩頂臨時支承和跨中橫隔板應(yīng)預(yù)留布料鋼筋的位置，連接鋼筋前須在新、舊混凝土接觸面作鑿毛處理，采用高強竹膠板材質(zhì)模板，側(cè)模通過外套PVC塑料管的對拉螺桿加固，并通過增釘木方的方式提升側(cè)模整體剛度。底模下層鋪墊木方，起到支承蓋梁的作用。跨中橫隔板通過木方支承于橋面翼緣板上并通過雙排螺桿吊緊底模，保證側(cè)模和底模與梁體之間緊貼不出現(xiàn)漏漿。墩頂臨時支承采用D30振搗棒混凝土澆筑施工，待混凝土初凝后及時進(jìn)行養(yǎng)生處理，避免高溫引起混凝土開裂。

（2）濕接縫混凝土澆筑。濕接縫混凝土澆筑采用整體化鋼模板，確保濕接縫整體外觀尺寸和質(zhì)量達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。濕接縫混凝土澆筑前，需對預(yù)制翼緣板新、舊接觸面進(jìn)行局部鑿毛處理，裸露出新鮮的混凝土及骨料;對新、舊混凝土接觸面做清洗潤濕處理，澆筑高度與頂板上表面等高，翼緣板側(cè)面不得出現(xiàn)新舊接縫過大的情況（圖 3）。

（3）鋼束預(yù)應(yīng)力張拉和孔內(nèi)注漿。濕接縫混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的85%以上，且混凝土齡期超過7天后，對現(xiàn)澆段進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。使用2部千斤頂對預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，每1跨的張拉次序按對稱由端部梁向中部梁展開，單根鋼束的預(yù)應(yīng)力張拉值為193.9kN。預(yù)應(yīng)力鋼束張拉施作完成后，利用砂輪切割機對鋼束予以切除，并保證預(yù)應(yīng)力鋼束外露長度在35mm±5mm范圍內(nèi)，然后采用水泥凈漿對錨頭部位進(jìn)行包封，高溫環(huán)境下則需采用塑料薄膜作包裹處理，避免干縮裂縫。最后，在封錨水泥凈漿具有一定強度后（ 一般要求必須在鋼束預(yù)應(yīng)力張拉完成48h內(nèi)）進(jìn)行孔內(nèi)注漿。

（4）簡支梁體系向連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換。完成以上（1）～（3）的工作并且墩頂臨時支承的混凝土強度和孔內(nèi)壓漿強度達(dá)到設(shè)計要求后，拆除墩頂臨時支承支座，此時臨時支承的簡支梁體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁體系。

4 結(jié)束語

橋梁高墩混凝土爬模施工對鋼筋制作安裝、混凝土澆搗、鋼束預(yù)應(yīng)力張拉及孔內(nèi)注漿等工序要求嚴(yán)格，對高墩自身質(zhì)量和外觀具有決定性作用。高墩混凝土爬模施工可將工作平臺、支架、模板和提升設(shè)備集為一體，具有能升、能降，施工循環(huán)周期短、勞動力消耗小且節(jié)省用鋼量等特點。高墩墩頂臨時支承體系可實現(xiàn)墩頂結(jié)構(gòu)由簡支梁體系向連續(xù)梁體系的轉(zhuǎn)換，滿足高墩橋梁的結(jié)構(gòu)體系要求。

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收稿日期 2020-03-20

責(zé)任編輯 朱開明