淺談橋梁高墩身滑模施工技術

湖北省路橋集團有限公司 湖北省武漢市 430056

摘要：在山區(qū)修建高速公路必然會受到施工條件的限制，出現(xiàn)跨越深溝谷的高墩橋梁，采用何種施工方法將直接影響工程質量、進度、安全，成本。目前，橋梁高墩施工采用的方法主要有滑模、爬模和翻模三種，而滑模技術能夠有效降低工程建設的成本，提高施工進度、質量，如今已得到了廣泛的應用，本文以鄖十高速公路第9合同段肖家溝大橋高墩柱施工，簡要介紹高墩滑模施工技術，并從滑模、爬模和翻模三種施工方法對比、滑模施工工藝、滑模工藝原理及結構體系組成等方面，指出高墩采用液壓滑升模板施工工藝是道路跨越深溝寬谷的有效措施。

關鍵詞：高墩身；滑模施工；施工工藝

Summary：building a highway in the mountainous area will be limited by construction conditions，appears across the deep valley of the high Pier bridge construction method to be adopted will directly impact on project quality，schedule and safety，cost.Currently，bridge high DUN construction used of method main has sliding die，and climbed die and turned die three species，and sliding die technology can effective reduced engineering construction of cost，improve construction progress，and quality，now has get has widely of application，paper to a surname ten Highway 9th contract Duan Xiao home ditch bridge high DUN column construction，briefly introduced high DUN sliding die construction technology，and from sliding die，and climbed die and turned die three species construction method compared，and sliding die construction process，and sliding die process principle and the structure system composition，aspects，Points out that a hydraulic sliding formwork construction technology of high Pier Road across the deep valley of effective measures.

Key words：High Pier；slip-form construction；construction technology

1前言

湖北省鄖十高速公路肖家溝大橋位于鄖縣茶店鎮(zhèn)肖家溝附近，橋梁連續(xù)跨越兩個斜“U”型的山谷，為分離式橋梁，左橋中心樁號為Z1K53+833，，共5聯(lián)：4×30+4×40+4×40+5×30+5×30，長754m；右橋中心樁號為K53+754，共7聯(lián)：5×30+3×30+3×30+4×40+4×40+4×30+5×30，長929m。橋面凈寬12.25m。左橋上部結構采用預應力砼（后張）T梁，先簡支后連續(xù)；4、8、12、13#橋墩采用板式墩，墩身最高達42.12m。5、6、7、9、10、11#橋墩采用空心薄壁墩，墩身最高達67.65m。右橋上部結構采用預應力砼（后張）T梁，先簡支后結構連續(xù)；10、14、15、19#橋墩采用板式墩，墩身最高達45.85m。11、12、12、16、17、18#橋墩采用空心薄壁墩，墩身最高達69.12m。

山區(qū)橋梁高墩施工中受地形條件、工期壓力、安全風險、經濟效益等方面因素影響很多，通過對滑模、爬模和翻模三種施工方法的比較，根據(jù)本合同段高墩特點，收集各方面資料，在總結和汲取滑膜、翻模、爬模施工工藝的基礎上，結合工程施工現(xiàn)場具體情況以及業(yè)主對工期、質量、安全的要求，綜合考慮經濟、安全、技術等各項指標，肖家溝大橋最終選擇板式墩、空心薄壁墩采用采用液壓滑升模板（以下簡稱“滑?！保┦┕ぜ夹g。

2滑模、爬模和翻模三種施工方法對比分析

3滑模工藝原理及結構體系組成

滑模施工工藝原理是預先在墩身混凝土結構中埋置鋼管（稱之為支承桿），利用千斤頂與提升架將滑升模板的全部施工荷載轉至支承桿上，待混凝土具備規(guī)定強度后，通過自身液壓提升系統(tǒng)將整個裝置沿支承桿上滑，模板定位后又繼續(xù)澆筑混凝土并不斷循環(huán)的一種施工工藝。此技術的施工關鍵在于滑升模板的使用?；Ｑb置由模板系統(tǒng)、操作平臺系統(tǒng)、液壓提升系統(tǒng)和垂直運輸系統(tǒng)等四大系統(tǒng)組成。

3.1 模板系統(tǒng)

模板系統(tǒng)由面板、桁架、提升架及其他附屬配件組成，在施工中模板系統(tǒng)通過提升架和操作平臺系統(tǒng)相連，承受混凝土的側壓力、沖擊力和滑升時的摩阻力及模板滑空、糾偏等產生的附加荷載，并將它們傳遞給支撐桿和千斤頂，為操作平臺系統(tǒng)的控制提供數(shù)據(jù)依據(jù)。面板作為混凝土成型的模具，其質量（剛度、表面平整度）的好壞直接影響脫?；炷恋某尚图氨碛^質量。提升架是安裝千斤頂并與內外桁架、模板連接成整體的聯(lián)系構件。主要用于支撐模板體、桁架、操作平臺，加固桁架梁，避免變形。

3.2 操作平臺系統(tǒng)

操作平臺系統(tǒng)主要包括操作平臺和吊腳手架，除了供材料、工具、設備堆放和施工人員進行操作的場所，還能擺放一定數(shù)量的施工器材。由于平臺上有施工人員以及相應器材，因此需要設置一些安全防護設施，防止人員或器材的墜落而造成不必要的人身傷亡或財產損失，給施工操作帶來麻煩與不便。為了安全施工，常在平臺外側設置防護欄的措施，并且防護欄韌性好，強度大，設置穩(wěn)固。平臺上的腳手架主要為施工人員裝卸模板，以及檢查墩身等工作提供方便。

3.3 液壓提升系統(tǒng)

施工中液壓提升系統(tǒng)主要起著承受施工載荷，提升滑升模板的作用。其工作原理主要是利用高壓油泵及各類閥門在管線中實現(xiàn)油流的不斷循環(huán)，通過千斤頂產生巨大推力，用以承受施工載荷和提升滑升模板。牛腿采用型鋼和厚鋼板組成，支撐桿采用鋼管，頂桿和千斤頂?shù)臄?shù)量頂桿的數(shù)量按下式確定：n=KP/N（2）式中：K為工作條件系數(shù)，對于液壓千斤頂，其值為0.8；P為頂桿承受的全部垂直荷載；N為單根頂桿的容許承載力，其值應根據(jù)計算結果結合工程實踐經驗確定。千斤頂?shù)臄?shù)量遵循與頂桿數(shù)量相同的原則，即一根頂桿安裝1臺千斤頂，因此，在確定頂桿與千斤頂?shù)臄?shù)量時，應綜合考慮，使頂桿的承載能力與千斤頂大致相同。頂桿與千斤頂一般應均勻布置，局部承受荷載較大時，可考慮集中布置?？刂乒癫捎靡簤嚎刂乒?。本橋滑模裝置采用Φ48鋼管作為支承桿，其長度為6m，采用焊接加長。支承桿接長時相鄰的接頭應相互錯開，在同一標高上的接頭數(shù)量不超過25%，以防上接點過分集中而削弱滑模結構的支承能力。

3.4 垂直運輸系統(tǒng)

垂直運輸系統(tǒng)的作用是運送施工人員及施工器材，實現(xiàn)平臺與地面的連通。是鋼筋、混凝土等材料上下的通道，由卷揚機、料斗、門字架、滑輪等組成。卷揚機配備調整型電阻器，用于控制卷揚機的提升速度。

4滑模施工工藝

施工準備→鋼筋綁扎安裝→模板系統(tǒng)及操作平臺整體安裝→提升系統(tǒng)安裝→安裝液壓系統(tǒng)及電力系統(tǒng)液壓設備系統(tǒng)→混凝土澆筑→滑模系統(tǒng)初滑→模板滑升→混凝土修飾→鋼筋安裝→混凝土澆筑（如此循環(huán)至墩頂）。

4.1 滑模拼裝

滑模拼裝較為簡單，由于各組成構件重量較輕，安裝時由人工或其自身簡易提吊設備配合，在已竣工的承臺上安裝即可。其安裝順序一般先形成骨架后再完善細部，當模板滑升到一定高度時（一般為3m左右），安裝內外吊腳手架。

4.2 初滑

所謂初滑是指在滑升模板組裝完畢后澆筑水泥混凝土，使滑動模板進行小位移的滑動，記錄澆筑水泥混凝土的時間、速度以及強度。分析水泥混凝土的出模強度是否合適，并進行適當調整以免造成出模強度偏大，滑升困難。

控制水泥混凝土的出模強度是滑模施工的關鍵技術之一，也是確保結構水泥混凝土質量的必要條件。出模的強度過小，會使結構水泥混凝土流墜、跑漿、坍塌；出模時水泥混凝土強度過高，會使結構水泥混凝土出現(xiàn)拉裂、劃痕、疏松、不密實、不美觀等現(xiàn)象。按照《液壓滑動模板施工技術規(guī)范》要求，水泥混凝土出模強度宜控制在0.2～0.4MPa。根據(jù)對現(xiàn)場水泥混凝土拌合物成型后1h、2h、3h、4h、6h的強度測試，正常氣溫（20℃±2℃）下，3～4h后水泥混凝土強度可達到0.25～0.41MPa，此時，若用手指去摁水泥混凝土表面，表面有輕微痕跡但不下陷，水泥混凝土表面砂漿不沾手，滑升時有“沙沙”的摩擦聲，在現(xiàn)場施工時，可按經驗來確定水泥混凝土出模強度。

4.3 滑升

完成初滑后，即可進入正?；Ｕ；A段，每次澆筑水泥混凝土高度30cm，每次提升高度不大于30cm，并嚴格控制滑升速度。正?；绦驗椋簼仓嗷炷痢嗷炷吝_出模強度→松柔道→提升操作平臺→校正→緊柔道→澆筑水泥混凝土→綁扎鋼筋。

滑模裝置通過支承桿上的千斤頂不斷向上滑升，滑升過程中，在滑升過程中需要嚴格控制滑升高度、速度以及水泥混凝土的澆筑高度并按照正常的滑升程序進行滑升。此外，在滑動模板不斷提升的過程中，內外模與已澆筑的水泥混凝土表面摩擦，勢必會造成水泥混凝土表面粗糙不光滑，有的地方甚至會有劃痕。因此，在滑動模板向上滑升的過程中，還需利用漿液向下不斷對墩身進行壓光操作，以保證橋墩表面的光潔。墩身主筋一般每節(jié)高為4.5m，鋼筋連接采用A級等強度鋼筋機械直螺紋套筒接頭。

4.4 混凝土修飾

砼脫模后，由于模板的接縫不平或提升拉裂等情況，砼表面可能出現(xiàn)凹凸不平或裂縫等缺陷，必須及時修補，用抹子抹平，或用同等級的混凝土漿補平壓光?；炷琉B(yǎng)生采用混凝土養(yǎng)護劑養(yǎng)生，脫模后的混凝土由泥工涂刷混凝土養(yǎng)護劑及時養(yǎng)護，修飾用的漿液采用混凝土原漿，不能采用配制的漿液。

4.5 滑模拆除

滑模裝置拆除順序正好同安裝順序相反，原則上先裝后拆，后裝先拆，同時遵循安全方便的原則。橋墩全部澆筑完畢，施工完成后便需要拆卸滑動模板。因橋墩不設爬梯，滑模拆除后，無上下通道，故滑模拆除前必須慎重，尤其是最后一批人員如何安全返回地面，尤為重要。為便于最后一批人員返回地面，可采用外掛吊籠的方法進行拆除，合理運用外掛吊籠大大降低拆卸工作的難度，節(jié)約施工時間。

4.6 線形控制

高墩身滑模施工中，控制墩身垂直度、軸線偏位以及高程非常重要。高程測量用水準儀將基準標高引測到支承桿上，以后每次用直尺向上引測標高，同時用長鋼尺在已完成的墩身上引測，利用全站儀引測，對三種測量方式的合理運用，測量結果的互相校核，因此，橋墩高程測量結果的準確無誤相當關鍵。軸線測量用重22kg的線錘測中法和全站儀測定法相結合，以滑升平臺水平為基準，在提升架的兩條軸線上引一點作為線錘校對點，每提升30cm時，將限位器調至該裝置，提升完后，觀測線錘情況，結合水平基準來處理。每提升10m用全站儀校核縱橫軸線，確保墩身垂直度和中線偏差不積累。如果不能對這些基礎數(shù)據(jù)進行準確測量，極有可能會對施工方案的決策作出錯誤引導，導致施工中出現(xiàn)沒能預估的困難，降低施工效率，影響工程質量。因此，務必準確提供測量基礎數(shù)據(jù)，做到勤觀測、勤測量，注意預防并及時糾正滑模系統(tǒng)及混凝土墩身的偏斜和扭轉，及時發(fā)現(xiàn)滑模施工中的常見問題，及時采用正確的處理方法，嚴格按照高墩施工測量精度控制軸線偏差，垂直度控制、應力監(jiān)控，才能確保施工順利進行。

5經濟效益分析比較

通過肖家溝大橋高墩滑模施工證明，滑模施工的經濟效益與社會效益是顯著的，橋墩越高經濟效益越顯著。采用滑模施工，用于腳手架上的費用幾乎為零，且無需塔吊設備，可進行多墩同時施工，不僅如此，滑模一天24小時可以滑升2.5M～4M（甚至更多），進度相當可觀。按一個45.85m板式高墩計算，分析主要社會效益和經濟效益如下：

1、滑模施工速度快，縮短工期，節(jié)省工程投資，翻模、爬模按4.5m高一節(jié)，綁扎鋼筋、安拆模板及灌注混凝土（不含安拆腳手架及其他輔助工作）以四天為一個循環(huán)計算，共需施工40天，滑模按日平均滑升4.5m計算（含滑模拆裝），只需施工14天，滑模施工速度大為加快，提前工期一個多月。此期間節(jié)省的人工、設備折舊及租金等各項費用，估計約20萬元。

2、節(jié)省墩身所用的木材，按工程預算定額，一個橋墩可節(jié)省墩身木模板60m3以上，以及節(jié)省腳手架及塔吊等各項費用，綜合節(jié)省費用約7萬元。

3、滑模施工勞動強度較低，施工更為安全，質量能夠得到保證，社會效益十分顯著。

6結束語

1、在山區(qū)復雜惡劣的地形條件下進行高墩橋梁施工，滑模施工技術是目前最為經濟高效的高墩橋梁施工技術之一。由于滑模是連續(xù)作業(yè)，減少了結構施工接縫，加強了水泥混凝土的整體性，提高了水泥混凝土質量。而且滑模施工管理簡便，受外界條件的制約少，它又集工作平臺、支架、模板、提升設備為一體，施工循環(huán)周期短，勞動力消耗量少，節(jié)省用鋼量，混凝土外表平整光滑美觀，是當前高橋墩較為理想的施工工藝。

2、滑模施工技術，簡化施工工序，縮短了工期，大大節(jié)約了施工成本，省去了其他高墩施工方法中的滿堂支架、模板的周轉、支模、拆模，以及起吊設備的投入，節(jié)省工程造價。顯示出滑模施工是橋梁墩臺施工的先進工藝，反映橋梁建設發(fā)展的方向和水平，今后滑模施工技術在橋梁建設及其他領域會有更為廣闊的發(fā)展與運用前景。

3、與爬模、翻模的施工方法相比，滑模施工技術更為安全。由于減少了高空安裝和拆除模板作業(yè)，整個滑模裝置荷載由提升架、支承桿等傳至已澆筑的墩身混凝土，保證了結構安全穩(wěn)固以及施工期間的人員安全。

4、當然滑模施工對天氣的依賴性很大。夏季里有可能每天（24小時）滑升四到五米，甚至更多，而冬天則只有兩到三米（保溫措施較好的情況下）。因此，合理安排滑模的施工工期，直接影響工程進度、質量、安全、成本。

5、滑模高墩主筋使用直螺紋聯(lián)接技術，具備連接方便、強度高、節(jié)約材料、降低成本、節(jié)能環(huán)保的新工藝，在橋梁高墩施工中值得廣泛推廣。

在高墩施工中正確選用合理的施工工藝十分重要。實踐表明，肖家溝大橋高墩采用液壓滑模的施工工藝、技術是成功的，可供類似橋梁施工作參考。

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