變截面空心薄壁墩懸臂爬模的施工技術(shù)探究

孟 啟 基

(山西八建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030027)

0 引言

改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人們的衣食住行變得越來越便利，交通網(wǎng)絡(luò)也逐漸變得越來越復(fù)雜?，F(xiàn)階段，我國的高速公路橋梁墩臺構(gòu)造設(shè)計(jì)中普遍應(yīng)用了一種變截面空心薄壁墩的施工工藝，這種橋墩的高度可以設(shè)計(jì)的很高，而且施工技術(shù)相對簡單，也不需要投入大量的人力物力。業(yè)界專家研究出來了爬模法、滑模法以及翻模法等多種施工方案，這些方法都有各自的優(yōu)勢和不足，對其研究是必要的。本文將對爬模法進(jìn)行較為詳細(xì)的探究。

1 懸臂爬模的概述

1.1 懸臂爬模的施工特點(diǎn)

一般情況下，在山區(qū)變截面空心薄壁墩的施工工程中常常會見到懸臂爬模施工。懸臂爬模的模板外支架大多采用三角形的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行支撐，由支架和埋件系統(tǒng)來負(fù)責(zé)承受所有的振動荷載以及混凝土的側(cè)壓力，既不需要另外搭建腳手架，也不需要專門設(shè)拉筋，整個施工過程非常簡單，施工周期相對較短，由于混凝土的表面相對來說比較光潔，這種施工方案在高空作業(yè)中十分適用。懸臂爬模的模架是一個整體，整個模板不僅可以一起向后移動，還可以前后傾斜，整個模架的移動以及拆裝特別簡單易學(xué)，模架的體積較小，不會占用太多施工現(xiàn)場的空間。各個模板單元之間是利用芯帶連接起來的，并利用懸臂傾斜著來進(jìn)行支撐，模板單元可以相對于支撐架部分來進(jìn)行各個方向的調(diào)節(jié)，還可以進(jìn)行微調(diào)校模，因此使用起來非常方便快捷。利用錨固裝置可以讓混凝土和懸臂爬模緊密地連接在一起，這樣就可以有效避免錯臺或者是漏漿等情況的出現(xiàn)。模板的上面常常會設(shè)立吊平臺，這個吊平臺的作用有很多，既可以對混凝土進(jìn)行處理，還可以拆除埋件。懸臂爬模的面板利用的材料是高密度的壓縮木板，結(jié)構(gòu)是工字梁結(jié)構(gòu)，因此，面板具有價(jià)格低廉、質(zhì)地輕、保溫效果好以及使用壽命長等多種優(yōu)點(diǎn)。

1.2 懸臂爬模的結(jié)構(gòu)組成

懸臂爬模主要由三大部分組成，分別是：支架系統(tǒng)、固定系統(tǒng)以及模板系統(tǒng)。支架系統(tǒng)主要由內(nèi)支架、吊平臺、操作平臺以及三腳架組成，其中，內(nèi)支架是由鋼管和預(yù)埋件相互配合搭建而成的，不僅可以安裝和拆除內(nèi)模，還可以用于綁扎鋼筋；吊平臺的作用主要是對混凝土表面的外觀進(jìn)行修飾，并且可以方便用于周轉(zhuǎn)的預(yù)埋件的拆除工作；和吊平臺一樣，操作平臺的各個方位都設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)以及欄桿。固定系統(tǒng)中的錨固裝置以及預(yù)埋件需要承擔(dān)所有的施工荷載、模板以及支架，可調(diào)斜撐可以用來控制模板的傾斜度。模板系統(tǒng)的面板可以利用18 mm厚的膠合板，橋墩的外?？梢岳霉ぷ帜玖耗０澹⒂芒?0的工字木梁來充當(dāng)豎肋，而橫肋是由兩根槽鋼Ⅰ14背對著組合而成的，此外整個模板系統(tǒng)還有幾個M20的高強(qiáng)螺栓來進(jìn)行固定。

1.3 懸臂爬模的尺寸選擇

一般情況下，變截面空心薄壁墩的高度要相對高一些，因此，整個變截面空心薄壁墩的澆筑工作常常需要分段來完成。通常情況下，分段的長度是根據(jù)鋼筋長度來決定的，兩次澆筑的高度和鋼筋的長度是相同的，鋼筋的一般長度是9 m，那么墩身的每次澆筑高度一般就會定成是4.5 m，而模板的高度應(yīng)該比4.5 m要稍微高一些，這樣不僅可以防止錯臺情況的出現(xiàn)，還可以減少墩身混凝土明顯的接縫。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)懸臂爬模的時(shí)候通常會充分考慮到施工過程中各個墩身的尺寸變化情況以及墩身的主要尺寸，在確保施工過程中的側(cè)面面板不會懸出過長的前提下，盡可能地改善模板的周轉(zhuǎn)率、利用率等工藝參數(shù)，控制好施工周期，科學(xué)合理地選擇出模板的主要尺寸。

2 橫梁的施工工藝技術(shù)

2.1 橫梁預(yù)制

施工單位在施工開始之前應(yīng)該選好橫梁預(yù)制的場地，科學(xué)合理的場地位置會有利于后續(xù)施工的進(jìn)行。為了保證施工現(xiàn)場的用電安全，相關(guān)工作人員應(yīng)該在橫梁預(yù)制場地的適當(dāng)位置設(shè)置接電箱，并安裝防止觸電、漏電的保護(hù)裝置。依照我國相關(guān)的安全文明施工要求，施工單位應(yīng)該在預(yù)制場內(nèi)安裝必要的消防設(shè)施以及標(biāo)志牌。安排好橫梁預(yù)制的場地以后就可以制作基礎(chǔ)和梁底座，由于衡量底模的兩端支點(diǎn)會承受預(yù)制梁的所有重量，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該適當(dāng)將其加厚，并在底模里面加設(shè)鋼筋來進(jìn)行加強(qiáng)。模板的接縫處需要安裝榫頭，并用螺栓進(jìn)行連接，利用黑色橡膠管將底模和側(cè)模鑲嵌到底座預(yù)埋槽鋼里面，側(cè)模的拉桿在受擠壓的狀態(tài)下就可以起到止?jié){的作用。

2.2 橫梁安裝

在安裝橫梁之前，施工單位首先要根據(jù)周圍的地理?xiàng)l件制定出合理的橫梁安裝方案。接下來就可以進(jìn)入棧橋施工階段，棧橋施工主要包括測量配合安裝導(dǎo)向架、鋼管樁下沉、測量放樣、樁頂縱橫梁架設(shè)、上部結(jié)構(gòu)安裝以及橋面板鋪設(shè)等。需要注意的是，工作人員在進(jìn)行沉樁施工的時(shí)候需要多加注意，在剛開始的階段，由于樁本身受到重力的作用，其將自行下沉一段距離，在樁的自行下沉過程結(jié)束以后，施工人員就可以利用工具使樁繼續(xù)下沉，每根樁的下沉最好一氣呵成，中途較長時(shí)間的間歇會導(dǎo)致樁周圍的土擾動恢復(fù)，從而增加了樁繼續(xù)下沉的困難程度。棧橋施工完成以后，工作人員需要將橫梁運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢眠M(jìn)行安裝。

3 變截面空心薄壁墩懸臂爬模的施工

3.1 變截面空心薄壁墩懸臂爬模的施工前準(zhǔn)備

變截面空心薄壁墩懸臂爬模的施工要點(diǎn)是不斷提高模架、混凝土澆筑，分段來完成墩身的施工，當(dāng)施工完成以后再將模架進(jìn)行拆除，主要的工藝流程是：施工人員完成混凝土澆筑以后就可以將模板后移，接下來就是將整體進(jìn)行提升，并完成合模澆筑工作，這樣就完成了這一階段的澆筑工作，可以進(jìn)入下一階段的澆筑工作。在變截面空心薄壁墩懸臂爬模施工之前，相關(guān)工作人員應(yīng)該將設(shè)備、人員等進(jìn)行合理分配，根據(jù)相關(guān)規(guī)定完成測量放樣工作，確保模板尺寸、垂直度、節(jié)縫錯臺寬度以及平整度都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。為了防止模板在使用的時(shí)候發(fā)生混亂的情況，工作人員需要提前給每套模板進(jìn)行編號。

3.2 變截面空心薄壁墩懸臂爬模的主要施工流程

變截面空心薄壁墩懸臂爬模的施工流程主要包括：模架組拼、首次混凝土澆筑、模架第一次提升以及混凝土養(yǎng)生，其中模架的組拼工作可以就地進(jìn)行，爬架和面板可以同時(shí)進(jìn)行組拼。如果面板上面有切割或者是鉆孔的部分，那么就需要利用含有丙烯酸成分的油漆進(jìn)行兩次封邊處理，這樣不僅可以提升設(shè)備的使用壽命，還可以降低吸水率；在首次混凝土澆筑過程中，在對地面起第一節(jié)段墩身施工的時(shí)候，需要先對墩身周圍的土地進(jìn)行加固，并將模架固定系統(tǒng)預(yù)埋好；地面起第一節(jié)段墩身施工完成以后，必須使混凝土強(qiáng)度達(dá)到6 MPa以后才可以對埋件螺栓進(jìn)行松動，而模架的拆除工作需要當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到10 MPa以后才可以進(jìn)行，同時(shí)需要完成模板表面的清理工作；澆筑工作完成以后，工作人員需要將頂部外露面用土工布覆蓋起來進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，防止由于溫度的變化使混凝土表面出現(xiàn)收縮開裂。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，我國大部分的高墩施工項(xiàng)目采用的都是變截面空心薄壁懸臂爬模施工工藝，這種施工工藝的安全可靠性高，經(jīng)濟(jì)效益好，施工周期短，是大多數(shù)工程設(shè)計(jì)師的首選方案。在實(shí)際的施工過程中，施工單位需要及時(shí)做好施工前的準(zhǔn)備工作，認(rèn)真對待施工中的每一個環(huán)節(jié)，在嚴(yán)格遵守工藝要求的同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以期達(dá)到更好的施工效果。