矮塔斜拉橋主墩墩柱模板設(shè)計與施工技術(shù)分析

康清義

廣東省基礎(chǔ)工程集團有限公司，廣東 廣州 510700

1 工程概況

廣西西南邊境城市發(fā)展項目防城港市公車片區(qū)路網(wǎng)工程——防城港市暗埠江大橋建設(shè)工程位于暗埠江江口附近，河道順直，河床較平緩，兩岸為低嶺地貌，水面寬約200m，流向為自北向南。擬建大橋緊臨大海，其水位直接受海潮起伏影響，水深約為3～7m，即日間水位變化幅度約為4m，平均潮位約為3m。

暗埠江大橋共設(shè)置1#和2# 2個主橋墩，均采用C40薄壁鋼筋混凝土墩柱，并在墩頂設(shè)置支座和臨時固結(jié)體系，使墩柱與箱梁主塔在合龍前進行臨時固結(jié)。墩柱采用八角形式，長28.9m、寬4m、高6.437m。

2 主墩墩柱模板設(shè)計

2.1 模板參數(shù)設(shè)計

從墩柱施工質(zhì)量考慮，該橋主墩墩柱模板采用定型鋼模板，根據(jù)《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 162—2008），鋼模板設(shè)計為6mm鋼板，橫肋采用10號槽鋼@300mm布置，縱肋采用雙14槽鋼@1000mm布置。模板采用對M20拉桿進行拉結(jié)，豎向間距為1000mm，橫向間距不大于1400mm，劃分為A1型（長×高為3800mm×2000mm）、A2型（長×高為1500mm×2000mm）、A3異型（長×高為1550mm×2000mm）、B1型（長×高為3800mm×500mm）、B2型（長×高為1500mm×500mm）、B3異型（長×高為1550mm×500mm），如圖1、圖2所示。

圖1 模板分塊正面設(shè)計圖（單位：mm）

圖2 模板分塊平面設(shè)計圖（單位：mm）

2.2 模板受力計算

根據(jù)《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 162—2008）進行驗算，主要驗算條件如下：墩柱高度為6.437m，計算時按6.5m進行核算，采用C40混凝土，坍落度為（140±20）mm，入模溫度為25℃，采用汽車泵泵送澆筑，澆筑速度V=0.6m/h，即 56m3/h。

新澆筑的混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力標準值F可按下列公式進行計算，并取其中的較小值：

式中：γc為混凝土的重力密度，取25kN/m3；t0為新澆筑混凝土的初凝時間，t0=200÷(T+15)=4.88h（T為混凝土澆筑溫度，取25°）；β1為外加劑影響系數(shù)，取1.2；β2為坍落度影響系數(shù)，取1.15；V為混凝土澆筑速度，m/h，取0.5m/h；H為混凝土側(cè)壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度，取6.5m。

計算可得，F(xiàn)1=28.67kN/m2，F(xiàn)2=162.5kN/m2，取最小值，故最大側(cè)壓力標準值為28.67kN/m2。

2.3 混凝土施工荷載計算

振搗混凝土時，產(chǎn)生的荷載Q1為4kN/m2；傾倒混凝土時，產(chǎn)生的荷載Q2為2kN/m2。

2.4 荷載標準值與荷載設(shè)計值

（1）計算鋼模板受力的荷載標準值：Q標=F=28.67kN/m2。F為新澆筑的混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力標準值，kN/m2。

（2）靜載計算安全系數(shù)取1.2，動載計算安全系數(shù)取1.4，計算鋼模板受力的荷載設(shè)計值：

式中：F為新澆筑的混凝土作用于模板的最大側(cè)壓力標準值，kN/m2；Q1為振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載值，kN/m2；Q2為傾倒混凝土時產(chǎn)生的荷載值，kN/m2。

首先，面板驗算。強度驗算，選面板區(qū)格中三面固結(jié)，一面簡支的最不利受力情況進行計算。

取寬1mm的板條作為計算單元，荷載標準值Q標=0.02867N/mm，荷載設(shè)計值Q設(shè)=0.04281N/mm。

其次，橫肋驗算。橫肋間距為300mm，采用槽鋼[10，支承在豎向肋上荷載Q支=Q設(shè)×300≈0.043×300=12.9N/mm，撓度，應(yīng)力，滿足要求。

最后，縱肋驗算?？v肋采用雙槽鋼[14，間距為300mm，比橫肋更能滿足要求，無須再進行計算。

2.5 主墩墩柱模板施工技術(shù)

橋墩的截面形式為等截面直線墩身，墩高約6.5m，施工時采用一次性澆筑成型，墩柱模板采用定型鋼模板，采用6mm的鋼板作為面板，模板的橫向和豎向加勁肋采用鋼板，模板端頭加勁肋采用鋼板。模板根據(jù)實際墩柱情況考慮進行分節(jié)拼裝，拼裝結(jié)束后待鋼筋綁扎完成以后立模，其定位方法如前所述。在墩柱高度較高時，工作平臺采用搭設(shè)外雙排腳手架，并在模板搭架以后在四周拉上纜風繩，加強穩(wěn)定。為了防止柱模的柱腳在澆筑混凝土時發(fā)生漏漿，在立模后用低標號的水泥砂漿對柱腳進行封底。模板統(tǒng)一采用成品脫模劑，以保證外觀統(tǒng)一。

模板在施工過程中需進行受力檢算，并滿足以下要求：

（1）混凝土施工用的模板具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，在混凝土側(cè)壓力作用下變形不能過大，并且抵抗變形的剛度一致，不能有局部的變形過大，以保證結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸準確、斷面的一致，防止?jié){體流失。

（2）用于模板的材料表面要平整光潔、強度高、耐腐蝕，對選用的鋼模板要進行打磨、拋光處理，以保證混凝土表面的光潔度。在安裝模板之前涂刷脫模劑，柱模模板脫模劑選用新鮮的機油。

（3）模板制作的幾何尺寸應(yīng)準確、拼縫嚴密，材質(zhì)一致，模板的分塊板間拼縫寬度、拼板的縫間平整度都需符合施工要求。

（4）對于邊角為直角的部位，易造成局部缺棱、掉角，拆模時需要特別注意，力求減少缺棱和掉角現(xiàn)象的發(fā)生。

（5）模板的拼縫安裝前用砂輪機打磨平整，安裝后用玻璃膠填補，使接縫平順，同時模板的支撐必須穩(wěn)固、嚴密，避免在澆筑混凝土時發(fā)生水泥漿流失現(xiàn)象。模板盡可能減少接縫，接縫位置整齊有序，并盡量避免接縫處于混凝土構(gòu)件的大面積區(qū)域。

（6）墩柱模板采用對拉螺桿作為固定件，并組合采用鋼構(gòu)件組成的鋼圍囹固定模板。模板在正式使用前需進行試拼，經(jīng)驗收合格后再吊裝至澆筑構(gòu)件處進行整體拼裝。

（7）模板與鋼筋安裝工作應(yīng)配合進行，妨礙綁扎鋼筋的模板應(yīng)待鋼筋安裝完畢后安設(shè)。由于墩身鋼筋籠內(nèi)的空間較小，施工時需先進行鋼筋綁扎，然后立模板，模板立模完畢經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格方可進行混凝土澆筑。

（8）固定在模板上的預(yù)埋件和預(yù)留孔洞需安裝牢固、位置準確。

（9）模板不與腳手架發(fā)生聯(lián)系，以免在腳手架上運存材料和工人操作時引起模板變形。

（10）模板安裝完畢后，應(yīng)對其平面位置、頂部標高、節(jié)點聯(lián)系、垂直度以及混凝土施工界面的清潔和鑿毛情況進行檢查，加強縱、橫向的穩(wěn)定性，滿足要求后方能澆筑混凝土，如圖3所示。

圖3 主墩墩柱模板安裝施工圖

3 結(jié)束語

根據(jù)項目的特點及質(zhì)量的要求，項目部對矮塔斜拉橋主墩墩柱模板進行了設(shè)計，并通過了受力驗算，在施工過程中驗證了安全性符合規(guī)范要求，取得了良好的效果，對類似的矮塔斜拉橋主墩墩柱模板設(shè)計與施工技術(shù)具有較高的參考價值。