特大橋空心高墩翻模施工技術(shù)的應(yīng)用

鄔黎，鄧健

（吉安市公路勘察設(shè)計(jì)院，江西吉安 343000）

1 工程概況

某左右線分離式特大橋總長1814.5m，上部結(jié)構(gòu)左右線分別為14孔×40m+7孔×50m簡裝連續(xù)T梁和7孔×40m+7孔×50m簡裝連續(xù)T梁，橋面寬12.5m，下部主要為群樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并采用矩形截面薄壁空心墩，最大及最小墩高分別為58m和9m。該特大橋所處地區(qū)地形起伏大，溝壑較多，存在較大的施工難度，為此必須進(jìn)行施工方法優(yōu)選及可行性論證。

橋梁墩身施工工藝及質(zhì)量是橋梁施工控制重點(diǎn)，結(jié)合類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，液壓自升平臺(tái)翻模施工技術(shù)能充分融合滑模、爬模、翻模等優(yōu)勢[1]，對于高度超出30m的矩形和圓形空心薄壁橋墩施工十分適用，故該特大橋空心高墩決定采用液壓自升平臺(tái)翻模施工技術(shù)。

2 液壓自升平臺(tái)翻模工作原理

該橋梁高墩施工所用液壓自升平臺(tái)翻模模板與液壓滑模結(jié)構(gòu)相似，主要包括提升架、內(nèi)外吊架、工作平臺(tái)、模板系統(tǒng)、液壓提升設(shè)備等部分，具體結(jié)構(gòu)見圖1。（1）施工平臺(tái)：主要包括鋼環(huán)、連桿、輻射梁等部件，且施工平臺(tái)必須具備良好的結(jié)構(gòu)剛度及較輕的結(jié)構(gòu)自重，本橋梁液壓自升施工平臺(tái)桁架結(jié)構(gòu)主要采用型鋼材料，并通過螺栓連接各桿件，通過頂桿將千斤頂支撐于已成型墩身混凝土結(jié)構(gòu)以提升模板。（2）提升架：包括頂桿、提升架和套管等構(gòu)件，主要為液壓自升平臺(tái)翻模系統(tǒng)提升提供傳動(dòng)力，其中頂桿采用Φ48mm鋼管，為千斤頂爬升提供支撐；套管采用Φ58mm鋼管，避免頂桿粘連混凝土并增強(qiáng)頂桿結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（3）吊架：按照活動(dòng)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要為模板安裝、拆卸、提升等過程提供施工場地，并在其外側(cè)增設(shè)防護(hù)圍欄。（4）模板：該特大橋采用矩形截面橋墩以及定型大模板，錯(cuò)動(dòng)、抽動(dòng)及固定模板所使用的剛性圍帶均選用型鋼材料。施工過程中，分別進(jìn)行內(nèi)外模板的編排與組裝，并借助螺栓連接固定，拉筋統(tǒng)一選用圓鋼。（5）液壓提升設(shè)備：包括YKT-56型液壓控制臺(tái)、GYD-60型穿心式千斤頂、高壓輸油管等，主要為施工平臺(tái)調(diào)平、提升及控制提供動(dòng)力。

圖1 液壓自升平臺(tái)翻模結(jié)構(gòu)

通過頂桿將施工平臺(tái)支撐在強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定水平的墩身混凝土結(jié)構(gòu)上，再借助千斤頂將施工平臺(tái)提升至設(shè)計(jì)高度，在其上懸掛吊架，模板提升、安裝、拆卸，鋼筋綁扎、混凝土澆筑、振搗密實(shí)等操作均在吊架上完成。本橋梁內(nèi)外模按照三層設(shè)置，并按照施工次序依次拆卸、安裝、提升，循環(huán)使用，并待最后一層混凝土澆筑結(jié)束后將整個(gè)施工平臺(tái)提升，首層模板拆卸后移動(dòng)并安裝至第三層上方，檢查安裝效果后進(jìn)行混凝土澆筑，如此循環(huán)操作，最終完成全部墩身的澆筑施工。

3 空心高墩翻模施工

在該特大橋空心高墩翻模施工開始前，必須根據(jù)橋墩實(shí)際情況制定施工平臺(tái)組拼方案并依據(jù)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行翻模加工裝置設(shè)計(jì)及預(yù)拼裝，進(jìn)行橋墩中心點(diǎn)測設(shè)以及墩身底部尺寸大樣測放，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求調(diào)整基頂標(biāo)高，并結(jié)合墩身混凝土設(shè)計(jì)要求進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)及外加劑類型、摻加量等的確定。

3.1 鋼筋安裝

墩身鋼筋每節(jié)段長度控制在9.0m左右，完成兩節(jié)墩身施工后必須加長后節(jié)鋼筋，本橋梁空心高墩墩身所用豎向鋼筋直徑32mm，主筋連接時(shí)必須借助78mm長、內(nèi)徑和外徑分別為32mm和48mm的套筒。通過電弧點(diǎn)焊方式連接并固定水平撐筋和箍筋，其余部分鋼筋則通過電弧搭接焊方式連接固定。鋼筋吊裝過程中，必須按20m間隔在塔吊上增設(shè)加強(qiáng)預(yù)埋件，并將其與主筋牢固焊接，以避免吊裝鋼筋出現(xiàn)較大振動(dòng)和扭矩。

3.2 翻模組裝

液壓自升平臺(tái)就位情況直接決定著翻模能否直接進(jìn)入正常施工狀態(tài)，施工平臺(tái)拼裝在澆筑完成的底層實(shí)心墩上直接進(jìn)行，也可以在橋墩旁組裝后通過起重機(jī)械吊裝就位?？紤]到該特大橋橋墩處特殊的地形條件，施工平臺(tái)采用不同的拼裝就位方式。對于地形起伏較大且地勢狹窄的區(qū)域，應(yīng)在墩上直接拼裝施工平臺(tái)，并結(jié)合導(dǎo)管位置及施工平臺(tái)輻射梁角度，將導(dǎo)管孔道埋設(shè)于墩壁；而對于地形平坦開闊處，應(yīng)在墩旁地面整體組裝施工平臺(tái)，將導(dǎo)管插入預(yù)留孔，并通過起重機(jī)械吊裝就位。無論哪種拼裝方式，翻模施工平臺(tái)系統(tǒng)定位精度中心偏差不得超出2mm，標(biāo)高誤差必須在5mm內(nèi)，模板接縫寬度在1mm以內(nèi)[2]。

3.3 混凝土灌注

本橋梁空心高墩翻模施工混凝土主要由42.5硅酸鹽水泥、粒徑1～3mm碎石料、泵送劑、黃沙、粗砂等材料拌制而成，混凝土設(shè)計(jì)配合比見表1，砂率0.4，水灰比0.45。

表1 混凝土設(shè)計(jì)配合比

制備好的混合料通過泵送直接入模，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程和設(shè)計(jì)要求分層均勻澆筑振搗，每層層厚控制在30mm±5mm，混凝土澆筑落差必須控制在2.0m以內(nèi)，混凝土澆筑過程中振動(dòng)泵和鋼筋之間的距離不應(yīng)超出10cm，并應(yīng)避免發(fā)生過搗、漏搗和重?fù)v，振搗棒不得撞擊預(yù)埋件和模板結(jié)構(gòu)。為增強(qiáng)新舊混凝土連接效果，必須在每次澆筑混凝土前，將水泥砂漿平鋪在混凝土結(jié)構(gòu)表面。

3.4 施工平臺(tái)提升

待澆筑混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)高度且混凝土初凝后終凝前，按照0.3～0.6m的高度提升施工平臺(tái)，此后則按照60～90min/次的時(shí)間間隔以及相同的高度提升施工平臺(tái)[3]。一層模板的提升總高度控制在1.5m左右，并在施工平臺(tái)提升的過程中加強(qiáng)調(diào)平，保證平臺(tái)平穩(wěn)、勻速升高。

3.5 模板拆除、翻升、直立

待完成混凝土澆筑且設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到0.8～1.0MPa后從最下層開始依次拆除模板，內(nèi)外模板均可對稱拆卸成4個(gè)單元塊。將拆卸下來的模板用倒鏈滑車吊住，再依次拆除拉筋、圍帶和螺栓，將拆卸后的模板擺放整齊、清理干凈，并在吊裝前磨光模板表面后均勻涂抹脫模劑。倒鏈另一頭固定在上層模板精軋螺紋鋼拉桿處，倒鏈應(yīng)保持豎直，以便于其拉緊后處于良好的受力狀態(tài)。待施工平臺(tái)平穩(wěn)提升至對應(yīng)高度后，通過倒鏈提升模板至安裝位置并按要求組裝，吊裝應(yīng)分塊進(jìn)行，所用配套鋼絲繩直徑至少為16mm，吊具卸扣應(yīng)在9t以上；鋼絲繩和卸扣等的實(shí)際強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%以上。同時(shí)校核混凝土面放樣點(diǎn)線，保證模板組裝準(zhǔn)確性，組裝質(zhì)量檢查無誤后將拉筋、圍帶、連接螺栓等依次緊固。

4 實(shí)施效果分析

本橋梁空心高墩采用液壓自升平臺(tái)翻模施工實(shí)際效果良好，單個(gè)墩鋼管租賃費(fèi)節(jié)省程度達(dá)到94%左右，工期提前15～20d，為橋梁高墩上部結(jié)構(gòu)施工提供了有利條件。該橋梁空心墩翻模施工任務(wù)全部完成后共節(jié)省工期48d，直接經(jīng)濟(jì)成本節(jié)省14.7萬元，其高墩施工質(zhì)量也得到橋梁工程設(shè)計(jì)監(jiān)理單位的好評。橋梁空心高墩液壓自升平臺(tái)翻模施工技術(shù)最大的優(yōu)勢在于又快又省，施工過程便于控制，對地形條件復(fù)雜特殊的高墩橋梁尤為適用，節(jié)省出的模板可以用于其余施工部位，有利于模板周轉(zhuǎn)使用效率的提升，并可節(jié)省使用鋼管腳手架，可實(shí)現(xiàn)流水化作業(yè)，縮短工期。總之，該技術(shù)能最大限度地節(jié)約機(jī)械、材料、人工費(fèi)用及腳手架拆除費(fèi)用。為加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，在采用液壓自升平臺(tái)翻模施工前必須投入較多的液壓設(shè)備、控制設(shè)備，自升平臺(tái)型鋼連接及拼裝投入較大，待墩身施工結(jié)束后預(yù)埋托架、拆除施工平臺(tái)所需時(shí)間較長，且對施工人員技術(shù)水平也有更高要求。

5 結(jié)語

綜上所述，本橋梁矩形空心高墩所采用的液壓自升平臺(tái)翻模施工過程中模板和施工平臺(tái)相互獨(dú)立，徹底規(guī)避了模板受滑模施工平臺(tái)偏扭影響的可能。施工過程組織較為簡單，無須保證常規(guī)滑模施工方式下施工過程的連續(xù)性，且省去了腳手架架設(shè)、拆除等高強(qiáng)度勞動(dòng)，施工進(jìn)度大幅加快，機(jī)械化程度高，施工過程的安全性有保證。橋梁空心高墩翻模施工技術(shù)簡單易掌握，但對操作人員的技術(shù)水平有較高要求，施工單位必須注重操作人員技術(shù)培訓(xùn)工作。