淺談高墩施工技術(shù)研究與應(yīng)用

邱志偉

摘 要：針對幾種常見的高墩施工工藝進(jìn)行對比分析，結(jié)合云南蒙文硯高速公路高墩施工實(shí)例，分析總結(jié)了高墩外滑內(nèi)翻體系設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。高墩外滑內(nèi)翻施工工藝，施工速度快、安全性較高、外觀質(zhì)量較好，在成本投入、施工人員投入、施工進(jìn)度方面相比其他工藝有明顯的優(yōu)勢，應(yīng)用于高墩施工中，有明顯的社會(huì)效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：高墩；技術(shù)；創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：U445.559 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）11-0107-02

1 常見高墩施工工藝分析

1.1 外滑內(nèi)翻

工藝原理：外滑內(nèi)翻施工工藝原理是結(jié)合滑模和翻模的施工工藝，外模體系和液壓提升系統(tǒng)、支承體系與滑?；疽恢?，內(nèi)襯模板附著在砼表面，外模體系滑升到一定高度后，內(nèi)襯樹脂模板翻升，周而復(fù)始的連續(xù)施工不斷循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)墩柱的連續(xù)、快速施工。

適用范圍：適用于等截面的實(shí)體或薄壁空心墩。范圍較廣。

優(yōu)點(diǎn)：（1）成本投入少；（2）施工速度快；（3）占地面積小，有利于文明、環(huán)保施工；（4）將高空作業(yè)變?yōu)槠矫孀鳂I(yè)，有效提高安全系數(shù)；（5）實(shí)體混凝土外觀質(zhì)量較好，無明顯錯(cuò)臺(tái)。缺點(diǎn)：內(nèi)襯模板易損壞，循壞使用壽命受限制。

1.2 滑模

工藝原理：滑模施工工藝原理是通過預(yù)埋在墩身混凝土中的鋼管，利用千斤頂與提升架將模板自重及施工荷載轉(zhuǎn)至鋼管上，混凝土澆筑完成并具備一定強(qiáng)度后，通過自身液壓提升系統(tǒng)將整個(gè)體系裝置沿鋼管上滑，到一定高程后，繼續(xù)澆筑砼，保證連續(xù)施工不斷循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)墩柱的連續(xù)、快速施工。

適用范圍：適用于結(jié)構(gòu)形式單一、斷面變化少墩柱，應(yīng)用范圍較為窄。

優(yōu)點(diǎn)：（1）模板用量少，成本投入少；（2）施工速度快；（3）占地面積小；（4）安全系數(shù)高。缺點(diǎn)：外觀質(zhì)量較差。

1.3 翻模

工藝原理：翻模施工主要采用大塊模板，模板重量較大，安全風(fēng)險(xiǎn)較高，主要以墩身作為支承主體，下層模板固定在已澆筑完成的墩身上，上層模板支承在下層模板上，砼澆筑完成并具備強(qiáng)度后，拆除下層模板翻升至上層，循環(huán)交替上升。

適用范圍：在等截面或變截面的實(shí)體或薄壁空心墩施工中應(yīng)用較廣。

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)體及外觀質(zhì)量較好，模板接縫存在錯(cuò)臺(tái)。缺點(diǎn)：（1）前期模板投入較大，施工進(jìn)度相對較慢；（2）橋墩養(yǎng)護(hù)相對較困難；（3）占用場地較大施工安全風(fēng)險(xiǎn)高，不利于山區(qū)高墩施工。

1.4 爬模

工藝原理：爬模體系主要包括爬升裝置、移動(dòng)模板支架、外組合模板、上爬架、下吊架、內(nèi)爬架、液壓控制系統(tǒng)等構(gòu)成，液壓自爬模板工藝原理為預(yù)先在墩身內(nèi)預(yù)埋支撐件，導(dǎo)軌安裝在支撐件上，通過液壓油缸對爬架和導(dǎo)軌交替頂升來實(shí)現(xiàn)爬模的頂升運(yùn)動(dòng)。

適用范圍：在公路及鐵路的大型橋梁高墩柱、索塔塔柱等應(yīng)用較廣。

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)體及外觀質(zhì)量較好。缺點(diǎn)：（1）投入成本大，施工進(jìn)度相對較慢。（2）橋墩保溫和蒸汽養(yǎng)護(hù)較困難。（3）模板成本較高，經(jīng)濟(jì)效益低。

2 外滑內(nèi)翻體系組成

2.1 外滑內(nèi)翻體系概念

外滑內(nèi)翻是一種新型的高墩施工新技術(shù)，是結(jié)合滑模和翻模兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避了滑模外觀質(zhì)量差和翻模施工進(jìn)度慢、安全性低的缺點(diǎn)，通過改進(jìn)及優(yōu)化形成的一種新的施工工藝。

2.2 外滑內(nèi)翻體系組成

外滑內(nèi)翻體系裝置由外框架及內(nèi)外模板、操作平臺(tái)、液壓提升裝置和垂直運(yùn)輸裝置等四大部分組成。

2.2.1 外框架及內(nèi)襯模板

外模桁架采用矩形桁架梁，桁架梁主筋采用80×80×8角鋼，主肋采用80×80×8角鋼，斜肋均采用50×50×5角鋼。其中桁架各桿件間均為焊接及螺栓連接，桁架與模板的連接采用角鋼焊接。正面桁架體與側(cè)面桁架體之間的連接為螺栓連接。外模板采用δ6mm鋼板作為面板，筋肋采用80×43×5mm槽鋼制作而成，筋肋間距400mm，鋼板與槽鋼焊接連接，模板高度1.26m。

內(nèi)襯板采用樹脂板材料制作，每塊同一套樹脂板采用“企口連接”和“普通口連接”，樹脂板與樹脂板、樹脂板與限位條、上下樹脂板之間連接前均需涂抹玻璃膠（不帶粘黏作用類型的玻璃膠），玻璃膠起到潤滑作用及密封每個(gè)連接口。

限位條采用硬度（IRHD）為60±5的橡膠材料，模板四角均采用橡膠限位條固定內(nèi)襯板，上下層限位條采用普通平面連接。限位條的作用：（1）限制內(nèi)襯樹脂板縱橫向移動(dòng)，使單塊樹脂板形成整體，防止外側(cè)鋼模板滑動(dòng)時(shí)對單塊內(nèi)襯板造成的垂直方向位移；（2）彌補(bǔ)內(nèi)襯樹脂板不易彎曲的缺點(diǎn)，滿足墩柱四角弧度的設(shè)計(jì)要求。

2.2.2 操作平臺(tái)

操作平臺(tái)主要包括施工平臺(tái)、輔助平臺(tái)。

施工平臺(tái)主要由提升架上的豎桿件支撐，通過提升架與外桁架體系連接成一體，并對外模桁架起著橫向支撐作用。施工平臺(tái)采用外桁架上平面代替，下為鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片上滿鋪木板。

輔助平臺(tái)懸掛在施工平臺(tái)下方3.5m處，寬0.85m，主要采用50×5角鋼組成，同樣采用鋼筋網(wǎng)片上滿鋪木板，用Φ16鋼筋懸掛于桁架梁和提升架下。

2.2.3 液壓提升裝置

液壓提升裝置主要由10個(gè)HM-100型液壓千斤頂、一臺(tái)YKT-36型液壓控制臺(tái)及其他附件組成。

2.2.4 垂直運(yùn)輸裝置

垂直運(yùn)輸系統(tǒng)主要包括支撐桿、F型提升架、門型提升架組成。

支撐桿選用Φ48×3.5mm焊管，下段預(yù)埋在混凝土內(nèi)，上段穿過液壓千斤頂?shù)耐ㄐ目祝惺苷麄€(gè)體系荷載。提升架是模體與提升動(dòng)力千斤頂之間的聯(lián)系構(gòu)件，主要用于支撐模板體、桁架、施工平臺(tái)，夾固桁架梁，避免變形。并通過安裝在其橫梁上的千斤頂支撐在支撐桿上，整個(gè)滑升荷載通過提升架傳遞給支撐桿。

3 外滑內(nèi)翻施工技術(shù)創(chuàng)新

3.1 安全系數(shù)高

外滑內(nèi)翻施工系統(tǒng)安全性能高，F(xiàn)架和桁架體系重量輕，多個(gè)千斤頂及小行程自升方式，使整套系統(tǒng)受爬升阻礙影響較小。同時(shí)小尺寸模板及桁架的體系，使在山區(qū)高墩施工中受風(fēng)荷載影響較小，安全系數(shù)大大增強(qiáng)。完全封閉的操作平臺(tái)系統(tǒng)，將高空作業(yè)變成了平面作業(yè)，有效提高了常規(guī)高空作業(yè)安全系數(shù)。

3.2 施工速度快

由于體系所有荷載由預(yù)埋在墩身砼中的支承鋼管承受，墩身砼只需滿足自重條件下不坍塌變形就可以進(jìn)行內(nèi)襯模板的拆除，這樣就大大提高了施工的進(jìn)度，通過蒙文硯高速公路施工實(shí)例，施工效率能達(dá)到4m/天的高效施工。

3.3 墩身質(zhì)量好

外滑內(nèi)翻體系有兩套模板，外框架為鋼模板，內(nèi)襯板為樹脂版，施工時(shí)外鋼模板在內(nèi)襯板表面滑動(dòng)，內(nèi)襯模與混凝土表面緊貼，這樣模板和砼保持相對靜止，保證了墩身砼表面的質(zhì)量。內(nèi)襯板表面有脫模劑，內(nèi)襯板的脫模類似于翻模施工，脫模后砼表面有光澤度，能較好的保護(hù)混凝土外觀質(zhì)量。

4 外滑內(nèi)翻體系成本分析

4.1 模板費(fèi)用分析

整個(gè)模體體系可根據(jù)墩身結(jié)構(gòu)尺寸現(xiàn)場加工，液壓系統(tǒng)可以通過購買，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，設(shè)備周轉(zhuǎn)性能高。內(nèi)襯板可以廠家定做，相比鋼模板成本較低。經(jīng)過蒙文硯高速公路24個(gè)薄壁高墩施工實(shí)例，模板費(fèi)用相比翻模節(jié)省60萬，相比爬模節(jié)省400萬。

4.2 人工費(fèi)用分析

外滑內(nèi)翻施工工藝施工人員操作簡單，投入較少的施工人員可以同時(shí)施工，而且是24小時(shí)不間斷施工，低投入，高產(chǎn)值，通過蒙文硯施工實(shí)例，相比翻模及爬模節(jié)省人工費(fèi)300萬。

4.3 機(jī)械費(fèi)用分析

材料運(yùn)輸采用卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)，相比爬模和翻模無需塔吊費(fèi)用。

5 結(jié)語

根據(jù)外滑內(nèi)翻體系工藝原理分析，結(jié)合蒙文硯高速公路應(yīng)用情況，外滑內(nèi)翻施工體系結(jié)合了翻模和滑模施工優(yōu)點(diǎn)，在整個(gè)模板系統(tǒng)及養(yǎng)生系統(tǒng)做了一些技術(shù)創(chuàng)新。整個(gè)系統(tǒng)安全性能高，混凝土外觀質(zhì)量及整體性好，施工速度快，施工成本較低，對施工場地的要求較小，在高墩施工工藝中有明顯的優(yōu)勢?？梢灶A(yù)見，外滑內(nèi)翻施工工藝具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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