CB—240懸臂爬升模板在公路橋梁高墩施工中應(yīng)用

摘 要：結(jié)合山西省境長治至臨汾高速公路某合同段舊縣2#特大橋薄壁空心墩施工的工程實例，本文詳細介紹了CB-240懸臂爬升模板在橋梁高墩施工過程的應(yīng)用，并對該薄壁空心墩在施工過程中的測量控制，線形控制，混凝土外觀控制，監(jiān)控量測等關(guān)鍵控制措施進行了梳理和總結(jié)，形成了CB-240懸臂爬升模板應(yīng)用于特大橋高墩的全過程詳盡資料。

關(guān)鍵詞：懸臂爬升模板；措施；特大橋

1 工程背景

長治至臨汾高速公路LJ12合同段舊縣2#特大橋（K100+240.68～K101+360.32）全長1119.64m，設(shè)計標準為：汽車荷載公路I級，設(shè)計洪水頻率1/300，橋面凈寬2×11.75m，橋梁上部結(jié)構(gòu)為（4×40m）先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力砼T梁+（73.32+3×135+73.32m）預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)+（10×40m）先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力砼T梁，下部結(jié)構(gòu)引橋橋墩采用柱式墩、矩型墩，灌注樁基礎(chǔ)。其中主橋5a#～8#墩下部橋墩為雙薄壁空心墩。各墩參數(shù)如下表：

2 懸臂爬升模板體系設(shè)計

CB-240懸臂爬升模板采用逐層施工方式，塔吊配合模板起吊拼裝和鋼筋吊運，斜撐式CB-240懸臂爬升模板共由七部分組成：主背楞、模板、斜撐、后移裝置、承重三角架、埋件系統(tǒng)、吊平臺、挑架。

CB-240懸臂爬升模板側(cè)模面板采用18厘米厚維薩板，豎肋采用高度為20cm 的木工字梁，橫肋和主背楞采用2[14槽鋼。面板與豎肋之間通過自攻螺絲或地板釘連接，豎肋、橫肋與主背楞之間采用連接爪連接。兩塊模板之間用芯帶連接，并且用芯帶銷固定。為了方便模板提升，在豎肋上兩側(cè)對稱設(shè)置1對吊鉤。預(yù)埋系統(tǒng)由D20 高強螺栓和M36/D20 規(guī)格爬錐組成，通過鋼支座和受力螺栓將模板承力三角架進行可靠固定。三角架上設(shè)置主平臺，通過斜撐（60mm 絲杠）和后移裝置對側(cè)模位置進行固定和調(diào)整。如下圖所示

工藝為：通過塔式起重機（纜索）對卸下受力螺栓的懸臂支架單元逐個吊裝就位，卡在受力螺栓上，插上銷子將模板系統(tǒng)固定牢靠。當懸臂模板工作時，承重三角架和模板架都支撐在預(yù)埋件支座上。退模后立即在新澆筑混凝土中的預(yù)埋的螺栓和爬錐上安裝受力螺栓、支座，待混凝土強度滿足要求（強度≥15MPa）后，提升模板至上一節(jié)段并且予以固定。下節(jié)的受力螺栓、爬錐可以拆除，經(jīng)檢查合格的受力螺栓、爬錐可在施工中循環(huán)使用。

循環(huán)流程：后移模板→提升懸臂模板與支架→安裝鋼筋及預(yù)埋件→調(diào)整并固定模板→澆筑混凝土→拆模養(yǎng)護。

本橋懸臂模板總設(shè)計高度為11.35m，分3 次搭設(shè)后組成完整體系。第一次澆筑混凝土時將預(yù)埋件固定在模板上合模，利用對拉螺桿加固模板。第二次澆筑時，開始使用模板支架，先用受力螺栓將預(yù)埋件支座固定在第一次澆筑時預(yù)埋的爬錐上，然后將三腳架掛在三角架支座上。第三次澆筑時，開始使用吊平臺，將吊平臺安裝在三腳架下部，工人站在吊平臺上將用過的埋件支座、受力螺栓和爬錐抽出，用高強砂漿修補爬錐抽出后留下的全部孔洞，第二次提升為標準提升，以后的提升與第二次相同，直至整個墩身混凝土澆筑完成。具體的施工步驟如下圖：

3 薄壁空心墩施工關(guān)鍵控制措施

3.1 測量控制

橋墩中線測量控制，采用全站儀測量立模，同時用吊垂球的簡易方法輔助測量。即在墩身下部實體段完工后，在其中心預(yù)埋一塊鐵板，利用縱、橫方向護樁交會出墩身中心。制做一個滑輪架，纏上細鋼絲繩，下吊一個約10Kg的垂球，將滑輪架安裝在工作平臺中心，使垂球?qū)识盏字行?，誤差控制在±5mm以內(nèi)。墩身高程控制每4.5m測一次相對標高，使模板頂面基本保持一個水平面上。

3.2 模板安裝

（1）墩身模板采用塔吊提升安裝到位，模板的下部利用三腳架上的后移裝置將模板調(diào)到緊緊地與已澆好的混凝土接觸上，防止再次澆筑混凝土時漏漿及錯臺。支好模板后，各單元塊間次背楞一定要用芯帶及楔形銷連好，保證各單元之間連成一個整體，同時保證各單元連好后成一條直線。

（2）在模板就位前，通過模板面板上的孔，用安裝螺栓M36×50從模板背面將爬錐M36/D20固定于模板面板上，模板吊裝就位，支架卡在下層的受力螺栓上，插上銷子。

（3）模板拼裝時，嚴格按圖紙尺寸作業(yè)，垂直度、軸線偏差、標高、模板接縫錯臺等均應(yīng)滿足施工規(guī)范要求。模板中的所有接縫基本位于同一水平或垂直平面上，確保接縫緊密、不漏漿，符合結(jié)構(gòu)尺寸、線型及外形的要求。

3.3 混凝土澆筑

鋼筋安裝完成經(jīng)驗收合格后即可進行混凝土澆筑工作。

（1）混凝土的運輸

混凝土的水平運輸采用罐車，在塔吊安裝前采用汽車吊吊放入模，塔吊安裝后同時安裝混凝土輸送管道，混凝土垂直運輸采用輸送泵泵送入模。由于施工時點多面廣，現(xiàn)場配備2臺HBC120K混凝土車載輸送泵及1000多米長的輸送泵管，泵管沿著塔吊架或附著在墩身上向上接長到混凝土澆筑面，在墩身四個角及大面中間安置串筒，共6 道，混凝土通過串桶進入模板。因每次澆筑4.5m 高的混凝土，為防止混凝土離析，混凝土自由傾落高度不宜超過2m。

（2）混凝土的澆筑

澆筑混凝土前，先將墩身內(nèi)雜物清理干凈?；炷练謱訚仓?，根據(jù)試驗墩經(jīng)驗控制砼澆筑分層厚度，在30cm左右，每放一層料時先將料扒平再開始振搗，混凝土的振搗采用插入式振動器，振動器的移動距離在40～60cm范圍內(nèi)，與側(cè)模保持5-10cm的距離；振搗順序為：先振搗倒角處，再從兩邊向中間振搗，振搗時間控制在20s～30s，以混凝土不再下沉、不再冒氣泡、表面泛漿為準，在混凝土的振搗過程中有現(xiàn)場技術(shù)人員嚴格控制。為保證混凝土的外觀質(zhì)量，在混凝土的澆筑過程中進行混凝土的質(zhì)量控制，保證混凝土具有良好的和易性、流動性，并控制混凝土的坍落度基本相同，以保證混凝土表面顏色一致；混凝土澆筑過程中有專人看護模板，防止跑模影響混凝土質(zhì)量。

（3）混凝土頂面高度的控制

因墩身混凝土分節(jié)澆筑，控制好每次澆筑的混凝土頂面高度可以保證相鄰兩段墩身接縫良好，從而保證混凝土的外觀美觀。當混凝土澆筑到頂層時，使混凝土面稍高于模板頂，以便鑿毛時方便清洗處理；澆筑完畢后派專人將模板四周附近的混凝土抹平，保證混凝土面與模板頂面平齊，以保證上下兩節(jié)段為一條平齊的接縫。

（4）鑿毛

為了保證上下兩節(jié)段混凝土的良好的結(jié)合，待混凝土強度達到2.5Mpa 后進行人工鑿毛，鑿毛標準為：首先必須將混凝土表面的浮漿鑿掉，露出石子，鑿深1cm～2 cm，鑿?fù)旰笥蔑L槍先吹掉混凝土殘渣，再用高壓水沖洗干凈。保證鑿毛的混凝土面清潔。

3.4 模板拆卸和提升

鑿毛完畢后，即可進行下一循環(huán)的鋼筋綁扎。鋼筋綁扎過程中，待澆筑完混凝土達到設(shè)計強度50%后可拆模。卸下M36的螺栓，模板后移，將受力螺栓安裝在爬錐上，拆除模板及支架，清理模板表面雜物；吊裝爬架，將爬架掛在相應(yīng)的埋件點上；

在模板拆除前，工人站在施工平臺上用套筒扳手和爬錐卸具將受力螺栓和爬錐取出，以便重復(fù)利用，同時用砂漿抹好由爬錐留下的孔。

退模后將模板間連接芯帶解除，整個模板分成單側(cè)長邊1塊，單側(cè)短邊1 塊，通過塔吊分4次進行提升。當鋼筋綁扎完畢后，用塔吊將模板提升到位，進入下道工序。至此，施工完成一個循環(huán)。

3.5 墩身養(yǎng)護

混凝土澆完后，立即對墩身覆蓋進行養(yǎng)護；拆模后立即用塑料薄膜包裹，進行濕潤養(yǎng)護，同時可避免上一節(jié)段墩身混凝土澆筑時污染已澆筑的下部墩身。

3.6 墩身質(zhì)量驗收要求

3.7 接縫處理

（1）提高立模精度，采用玻璃膠或橡膠皮處理接縫，保證接縫嚴密。

（2）水平施工縫鑿毛處理，在每板混凝土施工后，均留下一道水平施工縫，在混凝土終凝前，即可由人工在模板外側(cè)，由近及遠繞周圈鑿除混凝土表面浮漿。再立模前清掃干凈即可。

（3）施工縫處水泥砂漿薄膜、松動石子或松弱混凝土層必須鑿除，用水沖凈、濕潤，但不得有積水。

（4）澆筑混凝土前，先對上次施工頂面人工鑿毛，對支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件進行檢查、整理，清除雜物，用高壓水沖洗干凈，模板間和下部嵌塞海綿條以防漏漿。

（5）拆模后及時修復(fù)接縫處表面缺陷，保證墩身顏色一致、棱角分明。

3.8 薄壁空心墩的測量監(jiān)控措施

由于墩身高，需多次提升，為保證墩身垂直度和中心位置準確，施工中采用三維空間定位法，采用空間坐標控制墩身四角，測量儀器采用全站儀。在承臺施工前，首先放出墩身十字線，做好型鋼支架，將墩身預(yù)埋鋼筋準確定位并確保在整個施工過程中墩身鋼筋不移位，不偏斜。模板安裝前在墩身上準確測放出模板的四個控制點，模板安裝時利用鉛錘線測量模板的傾斜，模板安裝完成后，利用全站儀直接測量墩身四角坐標與計算的理論坐標對比，利用千斤頂調(diào)整模板，誤差控制在10mm以內(nèi)。為確保墩身截面尺寸準確、順暢，在每次澆筑混凝土后，對墩身進行四角復(fù)測，并測量四角的標高，達到雙控效果，即標高及線型控制，為下次立模提供數(shù)據(jù)參考，發(fā)現(xiàn)模板偏位之后立即對模板軸線進行調(diào)整，為了不造成線形的不美觀，調(diào)整不能一次性到位，調(diào)整方法為逐漸墊高模板偏向的一側(cè)，慢慢進行調(diào)整。

3.9 外觀質(zhì)量控制措施

高墩施工由于多次立模，多次澆筑，容易引起外觀質(zhì)量下降。為了提高外觀質(zhì)量，經(jīng)多次探索，施工中采取以下措施：

（1）采用同一廠家的水泥、砂石、外加劑、摻和料，確保外觀的一致性。

（2）針對混凝土泵送難、和易性差、顏色灰白的問題，調(diào)整混凝土配合比，在保持原配合比、坍落度的前提下，采用“雙摻”技術(shù)，增加適量粉煤灰和減水劑，使混凝土的顏色更均勻，和易性更好。

（3）水平施工縫鑿毛處理，在每板混凝土施工后，均留下一道水平施工縫，當混凝土終凝前，即可由人工站在內(nèi)外模外側(cè)，由近及遠繞周圈鑿除混凝土表面浮漿。待再立模前清掃干凈即可。

（4）澆筑混凝土前，先對上次施工頂面人工鑿毛，對支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件進行檢查、整理，清除雜物，用高壓水沖洗干凈，模板間和下部嵌塞海綿條以防漏漿。

（5）混凝土應(yīng)按一定厚度、順序和方向分層澆筑，每層30cm，采用插入式振搗棒星型振搗，要求移動間距不超過振動器作用半徑的1.5倍；與側(cè)模應(yīng)保持5～10cm的距離；插入下層混凝土5～10cm，嚴格遵守快插慢拔要求，避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件。

（6）提高立模精度，用厚10mm的海綿膠皮處理接縫，保證接縫嚴密。

（7）盡可能安排在下午或夜晚溫度較低時安排混凝土澆筑施工，減小混凝土的坍落度損失。

（8）混凝土澆筑時，混凝土面低于模板面10cm，保證混凝土面的連續(xù)性。

（9）為確保墩身外觀質(zhì)量，模板提升到位后，必須對模板進行徹底的清理、調(diào)直、修補和加固。

（10）混凝土澆筑完成后，未拆模前，應(yīng)在養(yǎng)護期間經(jīng)常使模板保持濕潤，拆模后立即進行薄膜覆蓋，每3～6小時灑水一次，以保持混凝土表面濕潤，養(yǎng)護期不少于7d?；炷翉姸冗_到2.5Mpa前，不得使其承受行人、運輸工具、模板、支架及腳手架等荷載。

（11）拆模后及時修復(fù)表面缺陷，保證墩身顏色一致、棱角分明。

3.10墩身施工線形控制

薄壁空心墩墩身柔度大，在施工中受到日照引起的溫差、風力、機械振動及施工偏載的影響，墩身的軸線就會發(fā)生彎曲和擺動，使墩身處于一種動態(tài)之中。所以在墩身施工中需針對不同的情況采取相應(yīng)的措施：

高溫季節(jié)，在陽光的照射下，高墩的朝陽面和背陽面溫差較大，墩身也因此產(chǎn)生不均勻膨脹，使其向背陽面彎曲，其對墩身施工精度的影響很大，而且其影響值隨著溫差的增大而增大、隨著太陽方位的改變而改變。

在施工中采用以下方法進行控制：無風或風弱有太陽照射時，通過安裝在模板結(jié)構(gòu)上的環(huán)形噴水養(yǎng)生管，給墩身混凝土周邊加水及養(yǎng)生，使混凝土保持濕潤狀態(tài)，消除日照對混凝土產(chǎn)生的溫度升高或溫差形成的不均勻膨脹而引起的墩身軸線偏位，同時配備氣壓計與溫度計，及時調(diào)整全站儀的溫度與氣壓，這樣可以在不受測量時間段的影響下完成測量工作。

在上午7：00-9：00，無風或弱風的情況下利用全站儀根據(jù)墩身設(shè)計坐標進行放樣，確定墩身角點的“理論位置”，與實際位置相比較，在以后的立模過程中，將理論位置與實際位置的偏差調(diào)整到最小。

風力、機械振動和施工偏載對墩身軸線的影響是隨機的、無序的。為此采用剛度大的模板以提高模板整體的抗彎、抗扭強度；在施工作業(yè)平臺上定人定崗，各司其責，在墩身混凝土澆筑時，混凝土從四邊均衡下料，以防止混凝土出現(xiàn)偏壓，造成模板傾斜，用2臺振搗棒同時對稱振搗，嚴禁振動棒撞擊模板，以避免模板因受外力振動而偏移。

4 應(yīng)用效果評價

舊縣2#特大橋5a#～8#墩應(yīng)用CB-240懸臂爬升模板施工，從2016年4月開始至2017年6月全部結(jié)束。施工過程順暢速度快，安全系數(shù)高，墩身外觀質(zhì)量優(yōu)良。在橋梁建設(shè)施工過程中得到了監(jiān)理、業(yè)主等多家單位的好評和觀摩學習，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

5 結(jié)語

近年來，隨著我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，公路、鐵路不斷出現(xiàn)越來越多和越來越高的橋墩。高墩施工技術(shù)的發(fā)展成為橋梁建設(shè)者極為關(guān)注的問題之一。對于先進的施工技術(shù)我們工程人應(yīng)該多歸納分析多總結(jié)，并積極推廣其應(yīng)用。由此相信CB-240懸臂爬升模板技術(shù)必將在我國橋梁建設(shè)領(lǐng)域大放異彩，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

參考文獻

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）

[2]《公路工程技術(shù)標準》 （JTG B01-2014）

[3]國家高速青島至蘭州公路長臨高速公路招標文件、投標文件

[4]大麗高速模板設(shè)計方案（北京卓良模板有限公司）

作者簡介：

史聯(lián)榮（1983.11—），男，漢族，陜西咸陽人，本科，橋梁工程師（中級），中交二公局第三工程有限公司；