空心薄壁墩滑翻結(jié)合施工新技術(shù)

楊 永 宋勇勇

（甘肅長達(dá)路業(yè)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

1 工程概況

洋湯河特大橋主墩均為雙肢薄壁墩，其中左右線橋3 號、4 號橋墩每肢均采用箱形截面，縱橋向?qū)?.5m，壁厚80cm，橫橋向壁厚100cm；左右線2 和6 號橋墩為主橋與引橋間過渡墩，墩身采用空心薄壁墩，縱橋向?qū)?.2m，橫橋向?qū)?.2m；采用翻-滑結(jié)合施工工藝，主墩最高118m。

2 滑翻結(jié)合模板工藝原理

滑翻結(jié)合系統(tǒng)是在滑模系統(tǒng)基礎(chǔ)上改進(jìn)模板系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)翻模施工。利用滑模提升系統(tǒng)，將滑模固定模板系統(tǒng)改進(jìn)為懸吊拆裝式模板系統(tǒng)。合模后模板與滑模圍圈桁架距離50cm，便于脫模。

3 滑翻結(jié)合模板設(shè)計

3.1 模板設(shè)計說明

翻滑結(jié)合模板系統(tǒng)由支承桿、爬升架、千斤頂、液壓泵組成。

支承桿：支承桿的材料為Q345 鋼材，采用無縫鋼管的直徑為φ48mm，鋼管壁厚3.5mm。底節(jié)墩身施工時，先安裝在墩身內(nèi)，然后逐節(jié)焊接加長。

爬升架：3、4 號主墩滑翻系統(tǒng)設(shè)置12 套爬升架，爬升架橫梁、立桿、斜桿均采用雙[18a 槽鋼，各個爬升架間用I20b 工字鋼連接，內(nèi)模板施工平臺通過雙拼I20b 工字鋼與I20b 工字鋼連接，立桿通過焊接與平臺桁架連接成一體。

千斤頂：采用QYD-100 型楔塊式液壓千斤頂，理論起重量100kN。在外部平臺系統(tǒng)要布置12 臺，千斤頂可以通過兩個內(nèi)齒卡環(huán)循環(huán)工作沿支承桿向上移動爬升。內(nèi)模承重梁與外側(cè)提升架連成整體，同步爬升。液壓泵：液壓泵根據(jù)千斤頂數(shù)量進(jìn)行選擇，以保證墩身所有千斤頂能同步工作。使用前測試液壓泵的下列特性：

（1）液壓泵的壓力脈動值。

（2）液壓泵的流量－壓力特性。

（3）液壓泵的容積效率－壓力特性。

（4）液壓泵的總效率－壓力特性。

圖1 “翻-滑結(jié)合”液壓模板斷面

3.2 有限元分析

根據(jù)滑翻結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計采用軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元模型建立，通過結(jié)構(gòu)類型確定合理的邊界條件，然后再根據(jù)滑翻結(jié)合模板的實(shí)際結(jié)構(gòu)分布情況，進(jìn)行滑翻結(jié)合結(jié)構(gòu)加載荷載計算及組合，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析驗(yàn)算；通過滑翻結(jié)合結(jié)構(gòu)加載荷載組合值與加載點(diǎn)位布置進(jìn)行模板受力計算，對滑翻結(jié)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析驗(yàn)算，確?；Y(jié)合模板的結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及與墩身的錨固力滿足滑翻施工要求，確保薄壁墩施工的順利進(jìn)行。

圖2 模型

4 滑翻結(jié)合模板

模板采用在邊框增加與圍圈固定相適應(yīng)的連接孔的定型組合鋼模板。本項目根據(jù)主墩及過渡墩的墩身尺寸及其截面特點(diǎn)設(shè)計了10×3.5m、10×2.5m、10×2m、6.2×3.2m 四種系統(tǒng)。本方案以10×3.5m 的薄壁空心墩為例介紹此系統(tǒng)，鋼模板采用厚6mm 的鋼板冷壓成型，法蘭板采用12mm鋼板，豎肋采用10 槽鋼，背肋采用16 槽鋼，模板寬度的實(shí)際尺寸應(yīng)比公稱尺寸小2mm。

5 滑翻結(jié)合模板施工方法

5.1 施工工藝流程

墩身首節(jié)段施工→施工平臺系統(tǒng)及液壓爬升系統(tǒng)安裝→鋼筋及勁性骨架安裝→模板安裝、調(diào)整、固定→混凝土澆筑→接長支撐桿→脫模、清理、限位→系統(tǒng)整體提升、養(yǎng)護(hù)→墩身封頂施工→系統(tǒng)裝置拆除。

5.2 主要施工方法

（1）在承臺上放出主墩平面位置，以保證墩身平面位置的準(zhǔn)確，在每節(jié)墩身模板爬升安裝完成后，要對模板上口平面位置進(jìn)行測量、檢查，保證模板上口平面位置準(zhǔn)確，從而保證墩身垂直度。根據(jù)布置圖，將支承桿中心位置放樣并定位。

（2）為防止預(yù)埋鋼筋鋼筋水平和豎向移動，在薄壁墩施工時設(shè)置勁性骨架。勁性骨架由∠110×12 角鋼及∠75×7 角鋼構(gòu)成。為便于勁性骨架安裝定位和節(jié)點(diǎn)板安裝，下節(jié)勁性骨架宜高出混凝土頂面30cm，在骨架頂部設(shè)置一塊鋼板以便于下一節(jié)骨架的安裝。將四個下角點(diǎn)與現(xiàn)有骨架控制點(diǎn)對準(zhǔn)對齊，然后四個上角點(diǎn)全站儀檢查偏差，各角點(diǎn)的偏差要控制在±5mm 以內(nèi)。

（3）滑翻結(jié)合架體系統(tǒng)安裝：

①安裝操作平臺系統(tǒng)。

a.平臺系統(tǒng)桁架在現(xiàn)場分段制作，模板安裝完成后用塔吊分邊安裝，然后將各段桁架采用剛性連接成整體，連接牢固，安裝過程中，要控制桁架整體水平，距離模板內(nèi)側(cè)50cm。

b.安裝平臺與模板限位。

c.在桁架上鋪設(shè)1.5cm 厚的操作平臺竹膠板、安裝操作平臺護(hù)欄，其高度不小于120cm。

②安裝液壓爬升系統(tǒng)。

a.爬架加工完成后，與桁架固結(jié)。安裝爬架時，爬架立柱垂直，橫梁水平。

b.安裝千斤頂基座，基座位于爬架橫梁前端，用M20 螺栓固定在爬架橫梁上，各邊的千斤頂基座安放在一條直線上，與模板內(nèi)側(cè)等距離。

c.將千斤頂固定在千斤頂基座上，然后安裝支承桿，支承桿安裝時，保持支承桿垂直，且同一排支承桿的上端，用鋼管、扣件連接定位。

d.布設(shè)、安裝液壓系統(tǒng)高壓主、分油管，與液壓油泵接通。

e.安裝模板吊桿。

（4）模板安裝與爬升：

①首節(jié)段模板安裝。

底節(jié)鋼筋安裝安成后，同翻模施工方法，安裝底節(jié)墩身模板，模板安裝時，保證模板平面位置及模板垂直度，內(nèi)、外模板通過外套硬質(zhì)PVC 塑料管的φ20 精軋螺紋鋼對拉螺桿加固。薄壁墩墩底為實(shí)心段，實(shí)心段與薄壁標(biāo)準(zhǔn)段之間為變截面段，故開始只安裝模板系統(tǒng)的外模部分，內(nèi)模部分在實(shí)心段及馬蹄倒角澆筑完成之后安裝。

②標(biāo)準(zhǔn)段模板安裝與爬升。

施工平臺爬升到位后，拆除模板的對拉螺桿并撤出模板，內(nèi)外模板均由安裝在提升架橫梁上的吊桿將其吊起。模板吊裝就位后，人工輔助安裝。模板安裝完成后，加固安裝好模板各對拉桿件，檢查模板的縫隙，采取相應(yīng)措施對縫隙進(jìn)行填補(bǔ)，保證澆筑過程中不移位、不漏漿，并對其平面位置、高程、節(jié)點(diǎn)聯(lián)系及穩(wěn)定性等進(jìn)行檢查。

（5）混凝土澆筑：澆筑方式采用泵送方式進(jìn)行混凝土澆筑，一次混凝土澆筑高度為2.25m，分層均勻?qū)ΨQ澆筑混凝土。

（6）架體爬升：

①架體爬升。

爬升前，先固定爬桿上的定位卡環(huán)，以保證各千斤頂爬升高度相同，開動控制臺，系統(tǒng)爬升，同時加強(qiáng)支承桿的加固。

嚴(yán)格控制千斤頂?shù)奶嵘叨?，盡量保持同步，保持操作平臺水平，千斤頂裝有限位調(diào)整卡，每20cm 應(yīng)強(qiáng)制調(diào)平一次。

②接長支承桿。

混凝土澆筑完成后在平臺上安裝下節(jié)鋼筋和勁性骨架，接長支承桿，支承桿必須要錯頭連接，接頭不能在同一斷面上。相鄰支承桿接頭高差不應(yīng)小于1m，同一高度上支承桿接頭數(shù)不應(yīng)大于總量的1/4。

（7）混凝土缺陷修復(fù)、噴淋養(yǎng)護(hù)墩身混凝土：架體系統(tǒng)爬升后，對混凝土表面，節(jié)段接縫等混凝土缺陷進(jìn)行修復(fù)，對拉桿孔及時封堵，打開噴淋系統(tǒng)，對墩身混凝土進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)。

（8）架體拆除：墩頂施工完成后，每側(cè)使用2 個5t 手拉葫蘆將架體固定在墩頂預(yù)埋主筋上，先拆除對拉螺桿及鋼模板、液壓油路系統(tǒng)，接著對圍圈進(jìn)行拆解，再使用塔吊對單側(cè)架體進(jìn)行整體吊裝拆卸。

6 新舊施工方法對比

6.1 新施工方法優(yōu)點(diǎn)

滑翻結(jié)合施工綜合了滑模、翻模兩種施工工藝的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避了它們的缺點(diǎn)。在完成一個節(jié)段的鋼筋綁扎后，內(nèi)、外模架體通過千斤頂沿著預(yù)埋的鋼管軌道進(jìn)行整體爬升，爬升就位后，安裝拉筋及部分箍筋。再進(jìn)行模板安裝，使吊于提升架的模板通過滾輪進(jìn)行合模，安裝對拉拉桿，最后澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)、鑿毛及準(zhǔn)備下一節(jié)段爬升施工。采用滑翻結(jié)合模板施工，有效避免了翻模危險性大，滑模結(jié)構(gòu)物表面質(zhì)量差，在提高了施工工效、節(jié)約了施工成本、降低了施工安全風(fēng)險。

6.2 應(yīng)用前景

橋梁工程建設(shè)的不斷發(fā)展，在崇山峻嶺中修建高架橋梁的情況越來越多，優(yōu)化連續(xù)剛構(gòu)梁橋空心薄壁墩施工工藝越來越有必要，本項目通過對滑翻結(jié)合模板施工方法的研究和探索，采用滑翻結(jié)合模板進(jìn)行空心薄壁墩施工，達(dá)到了提高工效、減少投入、降低風(fēng)險的目標(biāo)。

6.3 經(jīng)濟(jì)及社會效益

從質(zhì)量、安全、進(jìn)度方面考慮，對比翻模、滑模、液壓爬模、懸臂模板等工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，針對洋湯河大橋雙肢薄壁段及空心薄壁墩的工程特點(diǎn)，采用“滑-翻結(jié)合”的施工方法，然后結(jié)合滑模、翻模的優(yōu)點(diǎn)，形成高墩液壓滑翻結(jié)合模板，在保證工期的同時也能滿足施工質(zhì)量和安全，降低施工成本。在山區(qū)空心薄壁墩施工中具有一定的推廣意義。

7 結(jié)論

（1）通過有限元建模分析表明本文所設(shè)計的滑翻結(jié)合模板滿足工程實(shí)際要求。

（2）提出了新型的滑翻結(jié)合模板施工技術(shù)，縮短了工期，降低了施工成本，保證了施工安全，創(chuàng)造了良好的社會與經(jīng)濟(jì)效益。