橋梁高墩翻模施工技術探析

李 強

（中鐵十八局集團第三工程有限公司，河北 涿州 072750）

0 引言

隨著高速公路的發(fā)展和橋梁結構形式的多變，公路橋梁工程遇到高墩柱的現(xiàn)象越來越普遍。 如何使高墩施工工藝便于現(xiàn)場操作， 同時確保施工安全和墩柱施工質(zhì)量，成為值得研究的問題［1］。

公路橋梁的高墩施工一般采用翻模、 液壓爬模及懸臂爬模等技術。其中，高墩翻模具有施工方法簡單、管理方便、混凝土外形美觀、工期短，并且施工中可隨時糾正偏差等優(yōu)點，被廣泛應用［2］。而作為路橋工程建設的重要施工技術， 翻模施工技術水平的高低將直接影響到工程的整體質(zhì)量。

京新高速公路大白楊溝2 號大橋（K175+468 里程）采用先簡支后連續(xù)連體轉(zhuǎn)換的施工技術，全橋墩柱共計28 個，2#～12#橋墩墩身高度 都在33.3 m 以上。 其中，5#橋墩墩身為鋼筋混凝土實體橋墩，橫截面尺寸為6.5 m×2.0 m，墩高35.5 m，屬于高橋墩。 因為該橋墩墩身較高，所以施工難度大。項目部結合現(xiàn)場實際，確定大白楊溝2 號大橋5#橋墩墩身采用翻模法施工。筆者試以該橋墩為例，探討高墩翻模施工技術，以期供類似工程借鑒。

1 翻模模板設計［3］

1.1 模板結構設計

該橋墩翻模施工模板由組合模板、 手架和施工平臺三部分組成。組合模板由3 節(jié)模板組成，每個截面主要由外模板、模板固定框架、環(huán)圍、拉桿等組成。根據(jù)本橋墩的實際情況， 用大塊組合模板拼出翻轉(zhuǎn)模板。 根據(jù)高墩體型，并考慮了截面的施工時間、鋼筋的配筋量和混凝土施工縫的數(shù)量， 對3 層模板進行處理。 每層模板的制作高度按2.0 m 設置，模板總制作高度按6.0 m 設置，并設置高度分別為0.5 m 和1.0 m 的調(diào)整節(jié)段。 模板結構如圖1 和圖2 所示。

1.2 模板構造的設計

該橋墩模板采用整體鋼模板制作。 根據(jù)受力計算及以往的施工經(jīng)驗， 模板面板材料采用6 mm 厚的鋼板，豎肋采用［10 槽鋼，背架采用［16 槽鋼，豎肋和背架焊接在一起。為保證翻轉(zhuǎn)模板的空間剛度，減少拉桿的使用，提高結構物混凝土的外觀質(zhì)量，多層背框通過螺栓連接，構成空間桁架。在背架上安裝操作工作平臺，用M25T 型絲拉桿連接。 沿模板周邊，設計有施工平臺，并安裝有鋼欄桿。欄桿外側(cè)設置封閉安全網(wǎng)。 在施工平臺上放置5 cm 厚的板材，供操作人員施工作業(yè)、行走和存放小的機器和工具［4］。

2 翻模施工

2.1 翻模施工工藝流程

翻模施工工藝流程如圖3 所示。

2.2 墩柱模板的安裝［5］

立模前，應對墩柱輪廓線進行測量放樣和模板垂直度的校正，并用沙漿填充模板底部與承臺間的縫隙。

墩柱模板在安裝前，應刷模板油；拆模后，要用角磨鋼刷打磨模板， 同時對出現(xiàn)變形的模板進行校正。 在澆筑混凝土時，及時觀察并糾正。

該墩柱模板采用新型鋼模板，每段高度為2.0 m，每次澆筑2 個模板高度，即每次翻轉(zhuǎn)2 層模板，澆筑混凝土高度為4.0 m。 但因橋墩高度為35.5 m，非數(shù)字4 的倍數(shù)，故在澆筑前，需將第一次澆筑高度計算準確，確保第一次澆筑后，剩余墩高為4 的倍數(shù)，便于每次翻轉(zhuǎn)2 層模板。 故第一次拼裝模板時， 應將0.5 m 和1.0 m 調(diào)整節(jié)立于承臺頂上， 作為底部模板，同時使用一組2 m 模板，拼裝高度為3.5 m。

圖1 一節(jié)模板結構圖Fig.1 Template structure of one section

圖2 三節(jié)模板正結構圖Fig.2 Template structure of three sections

測量校核后，澆筑混凝土，一次成型。待混凝土強度達標后，只拆除底部0.5 m 和1.0 m 的調(diào)整節(jié)，2.0 m整組模板不拆除，使其作為支撐，繼續(xù)向上拼裝剩余2 組模板。測量校核后，澆筑混凝土?；炷翉姸冗_標后，拆除第一、二層模板，第三層模板不拆除，作為支撐。 待模板經(jīng)調(diào)整和打磨后，利用塔吊將其翻升至第三層，形成第四層、第五層。依此循環(huán)向上，形成拆模、翻升立模、模板組拼、鋼筋焊接綁扎、灌注混凝土、養(yǎng)護和測量定位、標高測量的不間斷作業(yè)，直至達到設計高度35.5 m。 墩身施工程序如圖4 所示。

2.3 安全通道的設置

安全通道采用梯籠構建。梯籠設置在墩柱旁。為了保持梯籠的穩(wěn)定性， 每6 m 高通過墩身預埋套筒將其與墩身加固一次， 以利于施工和檢查人員上下行走。

2.4 鋼筋的制作和安裝

鋼筋嚴格按照大樣圖進行下料和加工。

圖3 翻模施工工藝流程圖Fig.3 Flipped template process flow

圖4 墩身施工圖Fig.4 Construction drawing of pier body

在進行鋼筋第一次綁扎時， 先在澆筑承臺前預埋墩身主筋。該墩身高度為35.5 m，主筋采用直徑為28 mm 的HRB400 鋼筋，雙層布置，鋼筋的接頭采用滾軋直螺紋套筒連接，多次連接。 按照規(guī)范要求，同一平面內(nèi)， 鋼筋接頭數(shù)量不得超過鋼筋總數(shù)量的50%?？紤]減少原材浪費和現(xiàn)場施工難度，第一次主筋長度分別采用5.5 m 和6.5 m （承臺內(nèi)預埋1.4 m），以后每次接筋長度均為4 m，分7 段連接，直到墩頂最后一次接筋。 根據(jù)墩高計算的最后一次接筋長度分別為4.8 m 和3.8 m （蓋梁內(nèi)預埋長度為1.4 m），鋼筋接頭在墩頂內(nèi)，符合設計要求。

為保證保護層厚度，防止混凝土表面開裂，該橋墩設置了D6 防裂鋼筋網(wǎng)片。 在鋼筋網(wǎng)片與模板間，設置2 cm 厚的混凝土墊塊［6］。

2.5 墩身混凝土澆筑及養(yǎng)護

當模板安裝后，及時澆筑混凝土。 在澆筑混凝土之前，檢查模板的各項性能和內(nèi)面的光滑度，使其滿足要求，并且不存在縫隙和孔洞。 根據(jù)墩高與現(xiàn)場地形，在澆筑混凝土時，使用天泵澆筑。 第一次澆筑高度為3.5 m。 待混凝土強度達到設計要求后，進行第二次澆筑。 第二次及以后每次澆筑混凝土的高度為4.0 m。當澆筑高度超過2 m 時，由于混凝土落差較大，采用串筒減速進行混凝土的澆筑，以防止混凝土離析。

混凝土采用分層澆筑，每澆筑30 cm 厚，就用插入式振搗棒進行振搗。 混凝土澆筑完成后，及時進行養(yǎng)護。 混凝土采用覆蓋灑水養(yǎng)護，灑水養(yǎng)護不少于7 d（實心段為14 d），養(yǎng)護人員每天灑水的次數(shù)以能保持混凝土表面濕潤狀態(tài)為度。 塊抗壓強度達到2.5 MPa 以上時，拆除模板。 鑿毛后，然后按工藝流程進行下一節(jié)段施工［7］。

2.6 模板翻升

先拆除第一層外模固定架，再松開對拉桿，最后卸下外圍帶。 使用塔吊將拆下的第一層模板吊運到第三層混凝土頂面。 清理模板，并涂刷模板油后，組裝為第四層模板。然后，按上述方法繼續(xù)拆除第二層模板，并將其吊運至第四層混凝土頂面，形成第五層模板。第三層模板不拆除，作為支撐。 按照此方法依次循環(huán)，直至墩頂標高。

2.7 拆卸

墩頂施工結束后， 仍保留3 段模板。 按照第一段、中間段和最后頂段的順序，進行拆除。 模板的各部分按安全網(wǎng)欄桿腳手架、平臺和模板支撐、環(huán)圍、連接螺栓、鋼棒和鋼模板的順序拆除。

2.8 墩身線性控制

高墩線形的好壞直接影響其受力和線路的平順性，必須嚴格控制。高墩的線形控制主要通過施工測量來進行，測量控制內(nèi)容包括：中心定位測量、高程測量、垂直度測量。

（1）中心定位測量。墩中心定位測量采用三維坐標控制法。每個墩臺在施工前，先由項目測量班用全站儀進行中心定位，設置好橫、縱向護樁，給施工隊交底。 復核時，用精密全站儀進行測量。

（2）高程測量。采用自動安平水準儀法進行高程測量。 每翻模一次，檢驗一次高程，其高程誤差應符合規(guī)范要求。特別是墩頂必須控制好，否則將影響到墩帽的施工。

（3）垂直度測量。 模板安裝后，必須經(jīng)過校對垂直度后方能施工。采用全站儀進行垂直度測量，用鉛直儀控制垂直度。

3 翻模施工的注意事項［8］

（1）施工時，必須根據(jù)墩身高度計算好第一次澆筑的高度。（2）考慮到當?shù)貧夂蛟?，風力較大，故在模板安裝后或拆除時，需及時施做纜風繩，防止模板晃動、偏移。 （3）在施工作業(yè)平臺上，嚴禁堆放雜物、重物，且應及時清理作業(yè)平臺上的廢料。 （4）在模板吊卸前，應對各個螺栓、對拉桿、作業(yè)平臺支撐和各個拼接縫進行檢查。 （5）如遇到6 級以上的大風，不得進行翻模施工。 （6） 嚴禁任意改動模板各部位構件。（7）上模板工作人員的安全帶拴于牢固地點。（8）起吊時，不得超載，司機要聽從司索工的信號指揮。（9）施工現(xiàn)場由專人指揮，所有施工作業(yè)人員統(tǒng)一行動。 （10）模板拆除時，在下面標出警戒區(qū)域，嚴禁非操作人員進入作業(yè)區(qū)。（11）進入施工現(xiàn)場，所有作業(yè)人員必須戴好安全帽。（12）常用的工具應系在身上，禁止用手拋擲，以免掉落傷人。（13）下雨、冰雪天氣，禁止高空作業(yè)。（14）嚴禁班前、班中喝酒，嚴禁串崗。禁止酒后上崗作業(yè)。 （15）在地面上的施工人員盡量避免在墩臺附近停留或通過。 （16）禁止隨便放置工具、箍筋或短鋼筋，避免傷人。

4 結語

京新高速大白楊溝2 號大橋5＃橋墩采用翻模法施工，施工過程中，項目部重點控制了模板的制作和翻模的工藝，使工程順利完成。相比于以往的施工方法，該施工方法采用了梯籠作為安全通道，避免了腳手架的搭設，節(jié)省了大量的材料成本和時間成本，加快了工程的進度，同時，墩柱施工的安全性和質(zhì)量也得到了保證。 該工程的施工方法可供類似工程參考。