高速公路橋梁施工中高墩翻模施工技術(shù)應(yīng)用

曹震

（中交路橋華北工程有限公司，北京 101100）

橋梁高墩施工是高速公路建設(shè)工程中最重要的內(nèi)容，對提高高速公路橋梁穩(wěn)定性有重要價(jià)值和作用。其中，高墩施工作業(yè)具有高空作業(yè)多、施工環(huán)境長、建設(shè)周期長、安全風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，為了有效降低施工難度，提高質(zhì)量控制水平，應(yīng)進(jìn)一步選用優(yōu)勢更突出的翻模施工技術(shù)，以此來更好地克服施工質(zhì)量影響因素。

1 高速公路高墩橋梁工程及翻模技術(shù)原理概述

翻模技術(shù)是傳統(tǒng)爬模技術(shù)的現(xiàn)代化演變，因此其技術(shù)工藝帶有相對的特殊性，能更好地適應(yīng)多樣化變截面高墩施工，就像錐形、矩形等。高墩翻模施工及工藝主要由模板、支架和垂直起吊施工構(gòu)成。在施工開展前的木?；蚪M合鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用時，需要充分借助其高強(qiáng)拉桿的作用力，保證墩身內(nèi)模與外模相互作用[1]。在整個技術(shù)的應(yīng)用過程中需要結(jié)合保證大塊定型鋼模與墩身外模的匹配度。其中，應(yīng)用于翻模施工中的澆筑鋼筋混凝土發(fā)揮著核心基礎(chǔ)作用，需要由下至上地開展?jié)仓ぷ?，并交替循環(huán)進(jìn)行，在保證其與設(shè)計(jì)高度相符后，才能結(jié)束澆筑。由于翻模施工在作業(yè)技術(shù)范圍之內(nèi)，因此可將其分為施工準(zhǔn)備、作業(yè)平臺安裝、凝土澆注、鋼筋綁扎安裝及內(nèi)翻模組裝以及維護(hù)等多個階段。相較于高墩滑膜與高墩爬模，高墩翻模技術(shù)在保留和吸取二者施工優(yōu)勢的同時，也對克服其缺陷產(chǎn)生有效作用，既可以保證合理劃分各施工作業(yè)平臺及模板，還保證了施工體系的獨(dú)立性，避免了連續(xù)施工，相關(guān)施工人員應(yīng)提高翻模技術(shù)的應(yīng)用水平，促進(jìn)施工組織的扁平化。

2 高墩翻模技術(shù)的工藝實(shí)施要點(diǎn)

2.1 工程簡介

濟(jì)源到洛西高速第三標(biāo)段全長為19.958 公里，全線都處于河南省孟津縣境內(nèi)，K23+425～K43+383 是其路基起訖樁號。全程總共設(shè)立3605.2/8(m/座）大橋，82.2/1(m/座）中橋，624.68/4(m/座）匝道橋，127.2/1(m/座）分離式立交橋，1290.4/13(m/座）天橋。標(biāo)段內(nèi)共有空心薄壁墩81 個，橫截面尺寸7m×3m，最大墩高44.6m。翻模施工工藝流程圖，如圖1 所示。

圖1 翻模施工工藝流程圖

2.2 墩身節(jié)段劃分

需要依據(jù)墩身高度、墩身截面尺寸、綜合考慮起重裝置的起重能力和施工鋼筋長度等因素，明確分?jǐn)嗝娓叨?。空心薄壁墩每?jié)4.5m，標(biāo)準(zhǔn)模板高度2.25m，模板結(jié)構(gòu)采用三節(jié)模板一套作為標(biāo)準(zhǔn)，向上時每次翻升兩節(jié)，該部分保留用于接頭模板。使其可以與9m 長的定尺鋼筋互相兼容。

2.3 施工平臺搭建

模板外應(yīng)安裝帶防護(hù)欄桿的施工平臺，模板底部欄桿外應(yīng)安裝封閉式安全網(wǎng)。 保持一個圓形的施工平臺，并用木板覆蓋。具體可以根據(jù)實(shí)際施工需要指定具體尺寸。將人孔安裝在固定位置，以便人們可以上下移動。嚴(yán)禁在工作臺上堆放重物、雜物，例如鋼筋、大型機(jī)器等機(jī)械設(shè)備。

2.4 翻模過程

施工進(jìn)行放樣和檢查時使用全站儀，在將混凝土注入每個墩身之前，必須要對模板四個角的平面坐標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)測量。當(dāng)陽光產(chǎn)生的影響是最小時，再進(jìn)行施工測量和放樣。復(fù)核，以減少日照影響墩身側(cè)移。

模板經(jīng)過人工輔以安裝，由塔式起重機(jī)提升。在進(jìn)行起吊之前，需要反復(fù)檢查模板與混凝土是否完全分離，確認(rèn)吊裝緊固件的牢固程度，工作臺上的機(jī)器、工具和材料是否已清理干凈。為確保工作環(huán)境安全，將派專人指導(dǎo)吊裝模板。在安裝完所有模板后，需要檢查它們的實(shí)際平面位置、頂部高度、節(jié)點(diǎn)連接、垂直與水平穩(wěn)定性等。在第一節(jié)模板安裝之前，用砂漿沿模板底部設(shè)置找平層，同時在橋墩底部設(shè)置零接縫模板，將零接縫模板頂部與墩身旋轉(zhuǎn)模板連接起來，并支撐底部邊緣砂漿找平層，模板底邊與承臺的接觸邊要求設(shè)計(jì)為銳角，安裝程序是先安裝外模部分，后進(jìn)行內(nèi)模安裝。同時，應(yīng)內(nèi)撐外拉，并用螺栓固定節(jié)間，以避免在混凝土澆筑過程中發(fā)生位移和漏漿。待澆筑完混凝土底節(jié)，等到達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，即可安放第二節(jié)墩身中需要的鋼筋和模板。將第二節(jié)模板安裝在第一節(jié)模板的頂部，用螺栓固定頂部和底部模板，將內(nèi)模板抬起并保持與外模板保持到同一個水平，隨后使用預(yù)設(shè)的拉桿，將下部模板與模板固定，調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)位置，安裝并固定好對拉螺桿；剩下的工作與第一節(jié)墩身施工過程相同。模板翻升先向外再向內(nèi)、先向下再向上逐節(jié)逐塊進(jìn)行。當(dāng)?shù)诙位炷吝_(dá)到規(guī)定強(qiáng)度時，要對第一段模板（拿住未拆除的模板進(jìn)行支撐）進(jìn)行拆除。在拆卸時，先將拉桿拉出，然后拆下模板連接螺栓，隨后將模板向上提起。進(jìn)行高空作業(yè)時，應(yīng)提前使用倒鏈把模板掛在上模板之上，同時擰緊以避免模板脫落，等到外模板完全與混凝土分離后，使用塔式起重機(jī)將外模輕輕吊起，解除倒鏈，接下來，將模板提升到模板修整位置展開維修以備用。等第三部分鋼筋安裝好后，把模板用起重機(jī)吊起，然后安裝，安裝方法和之前一樣。在對底部的兩節(jié)墩身混凝土進(jìn)行澆筑時，具體校正方式可以采用拉纜風(fēng)繩方式，在開始處理第三節(jié)墩身混凝土?xí)r，可以在下層節(jié)段混凝土頂面預(yù)埋扣環(huán)用以校正（圖2）。

圖2 翻模施工示意圖

2.5 墩身線性控制

高速公路橋梁高墩施工地點(diǎn)一般都在地勢地形復(fù)雜的地段，其中垂直度精度控制是高墩施工控制的難點(diǎn)，也是工程的建設(shè)要點(diǎn)。由于高速公路橋梁高墩具備比較高的墩身高度以及面積較小的橫截面，所以整個重心偏高，在墩身柔度較大的條件下，整體軸線的準(zhǔn)度控制難度較大。選擇使用全站儀用于測量施工中的墩身垂直度，在測量時，對空心墩定位使用全站儀，用以支力空心墩模板，同時在控制墩身高程時使用水準(zhǔn)儀，用于協(xié)調(diào)相對高程。在進(jìn)行墩身施工期間，在每次支立模前應(yīng)保證墩身位置的準(zhǔn)確性，結(jié)合墩身位置開展精確放線施工，待復(fù)刻好模板后再進(jìn)行混凝土澆筑。

2.6 墩身鋼筋制作與安裝

墩身鋼筋的制作與安裝是高墩施工技術(shù)與橋梁建設(shè)中的重要構(gòu)成部分，本工程根據(jù)墩身鋼筋制作的相關(guān)要求將其長度控制為9m/節(jié)。完成前兩段墩身施工在施工開展過程中線，等到施工全面完成后，加長后續(xù)墩身的鋼筋，以方便對空心墩身的直徑達(dá)到靈活掌控，同時采取直螺紋切割工藝，保證其長度在78mm、外徑48mm、內(nèi)徑30mm，套筒的加固工作也要做好。要對箍筋與撐筋的固定狀態(tài)做好保障，首先要全面掌握電弧點(diǎn)加固工藝，通過實(shí)現(xiàn)電弧塔接焊來提高焊接施工的牢固性。相應(yīng)地，在墩身在應(yīng)采取套筒加固的形式來提高質(zhì)量水平[3]。

2.7 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

在施工之前，要對底部接茬工作做好準(zhǔn)備，同時，在澆筑混凝土之前，接茬地方保證干凈及濕潤的狀態(tài)?；炷链怪陛斔头绞降倪x擇經(jīng)過綜合實(shí)踐考慮后選擇泵送方式、揚(yáng)程、速度、性能和穩(wěn)定性等因素。安裝泵管時，盡量減少彎頭并保持至少90°。固定混凝土輸送泵管時，注意不要碰觸架設(shè)泵管的墩身模板，以免出現(xiàn)當(dāng)混凝土被泵送時，因泵管的沖擊力而使模板發(fā)生移位。安裝泵管時，需要用卡箍固定泵管的接頭，同時固定在墩身上。在墩底部安裝一根長10～20m的水平管與混凝土泵的出口相連，泵管要根據(jù)墩高的增加而增加，澆筑混凝土?xí)r，要在澆筑臺中央放置一根水平管，用軟性管材連接出料口，沿墩身均勻注入混凝土，混凝土下落高度不應(yīng)超過2m。否則，需要通過加長泵管和軟管、安裝柱筒等方法來降低混凝土的自由落體高度。在進(jìn)行高墩混凝土澆筑的時侯，使用輸送泵，一泵到頂，如果輸送時的高度超過一臺泵的高度，要使用接力泵送，但在使用時，一定要安裝接力儲料斗的工作臺，且需要最大程度縮短接力站臺的高度。墩身混凝土的養(yǎng)護(hù)必須在墩身上部外露面和墩身周圍包覆土工布，并結(jié)合噴淋水（噴淋水管也需要安裝在墩身底部附近）。可以通過噴涂養(yǎng)護(hù)劑在維護(hù)期間。

2.8 模板拆除

拆模步驟：松開拉桿法蘭→拆除橫向模板連接螺絲→起重設(shè)備吊住模板在拆除豎向模板連接螺絲→工人用撬棍撬松模板→將其吊開。模板拆除起重設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況而定，墩高≤25m采用25T吊車，25m-40m采用70T吊車，40m以上配置塔吊。具體步驟如下：工人在該需拆除模板環(huán)向操作平臺上將拉桿法蘭拆除，并拆除拉桿。從下往上依次拆除。拆除完畢后將拉桿集中捆綁，法蘭、鐵片集中裝袋。用起吊設(shè)備轉(zhuǎn)移至其它使用部位。拆除模板螺絲需準(zhǔn)備好小灰桶，便于拆除螺絲時直接將其收集在一起。不得隨意亂放，或直接重上往下扔，避免高處墜落傷及他人。施工人員利用起重設(shè)備吊住模板上方，將不小于φ12 的鋼絲栓在模板兩側(cè)，在模板兩側(cè)約50cm 處（根據(jù)模板實(shí)際槽鋼布置而定）焊接設(shè)置吊環(huán)（吊環(huán)用不小于φ25 圓鋼握成U 字型與模板豎向槽鋼進(jìn)行焊接，運(yùn)用單面焊進(jìn)行焊接，保持不低于10d 的長度，同時使用卡環(huán)鎖扣。禁止將卡環(huán)直接鎖扣在豎向模板螺絲眼上。避免在吊裝及轉(zhuǎn)運(yùn)過程中至模板變形或是脫落傷及他人。豎向螺絲必須在起重設(shè)備將其吊住時方可拆除。

圖3 吊環(huán)示意圖

待豎向螺絲全部拆除完畢及清理拆除模板上所有易脫落物體，避免吊裝或轉(zhuǎn)運(yùn)時掉落傷人。工人在上方未拆模板環(huán)向平臺上用撬棍將模板兩端同時撬松，此時起吊設(shè)備必須處于受力狀態(tài)，避免模板豎向自由脫落對起吊設(shè)備及墩身成品的傷害。

圖4 拆模示意圖示意圖

3 高墩翻模施工質(zhì)量控制措施

3.1 混凝土澆筑

混凝土澆筑是高速公路橋梁高墩翻模作業(yè)的重要構(gòu)成部分，為了保證質(zhì)量控制的有效性，應(yīng)嚴(yán)格管控混凝土材料的規(guī)格、質(zhì)量和性能參數(shù)，其中高墩混凝土配合比應(yīng)結(jié)合施工設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從強(qiáng)度等級、耐久性、體積穩(wěn)定性等方面著手，在進(jìn)行混凝土拌和時，將高效減水劑雙摻礦粉和粉煤灰摻入其中，從而減少過程中出現(xiàn)的水化熱反應(yīng)，提高后續(xù)混凝土澆筑的作業(yè)質(zhì)量?；炷翝沧⒈霉苄枰诒盟浞掷鋮s后，有效降低泵送過程中混凝土吸收的熱量。另外，澆筑時要確?；炷恋淖杂陕潴w高度嚴(yán)格控制在2m 以內(nèi)，使混凝土保持均勻一致。

3.2 翻模施工垂直度控制

結(jié)合本工程的施工技術(shù)應(yīng)用情況，造成垂直度準(zhǔn)確性不高的因素主要包括以下幾點(diǎn)：第一，墩身模板在施工前未調(diào)平，導(dǎo)致后續(xù)翻模施工完畢后，模板拼接存在偏位。第二，模板加工存在的問題。其尺寸具備一定程度的誤差，導(dǎo)致模板在拼接后出現(xiàn)較大的尺寸和點(diǎn)位誤差。第三，外界客觀環(huán)境因素的影響，受天氣溫度等外部條件因素，造成施工測量數(shù)據(jù)的精確度不高。第四，模板截面存在整體扭轉(zhuǎn)的情況，導(dǎo)致全站儀在測量時，其最大定位偏差超過標(biāo)準(zhǔn)范圍。第五，測量過程中的人為誤差情況，造成墩身施工截面數(shù)據(jù)的測量值存在較大出入。

3.3 墩身防扭曲控制

要將量取的內(nèi)外模版對角線尺寸在進(jìn)行翻模結(jié)構(gòu)尺寸檢查時保持在底部。以混凝土澆筑為例，應(yīng)派遣工程負(fù)責(zé)人員進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)測，與此同時，在判斷是否存在異常時首先要明確了解留底對角線數(shù)據(jù)，對墩身內(nèi)部腳手架以及底節(jié)模板做到科學(xué)管理。同時，還要合理應(yīng)用全站儀進(jìn)行復(fù)核，對墩身截面的相切點(diǎn)進(jìn)行檢測，以此來保證結(jié)構(gòu)誤差在合理的范圍內(nèi)，以此來有限避免出現(xiàn)橋梁墩身扭曲的現(xiàn)象。

結(jié)束語

總而言之，本文主要探討高速公路橋梁工程和高墩翻模施工技術(shù)，進(jìn)一步證實(shí)了翻模施工技術(shù)在高墩施工作業(yè)中的可行性、科學(xué)性與合理性。為了更好地滿足高速公路工程對質(zhì)量、進(jìn)度等相關(guān)要素控制的需求，相關(guān)工程項(xiàng)目在翻模施工中應(yīng)注重作業(yè)平臺的搭建，保證其安全、平穩(wěn)與寬敞，確保滿足施工作業(yè)的剛度需求，保證模板偏差在合理的范圍內(nèi)，確保高墩墩身混凝土的外觀平整、線條直順，為后續(xù)橋梁施工奠定良好基礎(chǔ)。