橋墩定型鋼模與翻模施工工藝

孫少鋒SUN Shao-feng

（中鐵十七局集團第二工程有限公司，西安710043）

1 概述

橋梁墩柱柱是橋梁施工關(guān)鍵控制節(jié)點之一，墩柱施工工藝的選擇是決定橋墩節(jié)點控制的關(guān)鍵因素。近年來，墩柱施工較為常用的工藝是定型鋼模與翻模，兩種工藝各自有鮮明的優(yōu)缺點與可取性。工藝選取時，根據(jù)墩柱的平面尺寸、高度以及現(xiàn)場施工條件，同時結(jié)合兩種工藝之別以及實施的可操作性，合理科學的選擇施工工藝進行施工，對墩柱的順利完成起著決定性作用。

2 工程概況

王家灣大橋起訖里程為DK265+803.13 ～DK266+157.15，全長354.02m，中心里程為DK265+980.14.本橋上跨一魚塘，寬約50m，水深約5m；底部有淤泥，厚約1.5～2.5m。該橋1#、7#、8#墩為圓端形實體橋墩3 個，坡比為50:1；2～6#墩為圓端形空心橋墩6 個，其中2#墩墩高為33m、4# 墩墩高為38m、5# 墩墩高為37m 坡比均為30:1（外）/80:1（內(nèi)），3#墩墩高為36m、6#墩墩高為26.5m、坡比均為35:1（外）/80:1（內(nèi)），橋臺均為矩形橋臺。橋梁上部連續(xù)箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工，以3 聯(lián)32+48+32m 連續(xù)梁相接。

昆獨龍川特大橋起訖里程為DK195+826.24～DK204+293.93，全長8.468km，中心里程為DK200+060.08。在DK202+268.14 處跨越昆獨龍川，川寬約1300m，流域面積F=145.09km2，流域長度L=18.97km，流域坡度I=9.1‰，設計流量為3363m3/s；在DK201+100、DK201+118 處跨既有包神鐵路，；在DK201+436.5 處跨劉銅公路，在DK203+200 處跨在建機場快速路，線路與規(guī)劃機場快速路斜交。該橋共有橋臺2 座、圓端型橋墩243 個，其中直坡空心墩29 個，坡比55：1（外）/80：1（內(nèi)）空心墩38 個，坡比35:1（外）/60:1（內(nèi)）空心墩42 個，坡比30:1（外）～80:1（內(nèi)）空心橋墩32 個，坡比35:1（外）/80:1（內(nèi)）空心橋墩6 個。

3 施工工藝

3.1 定型鋼模施工工藝

3.1.1 工藝簡介

定型鋼模是平原特大橋、高原特大橋等群性橋墩構(gòu)筑物現(xiàn)澆豎向鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一項較為先進施工工藝，它是在構(gòu)筑物的基礎上（承臺），按照平面尺寸，沿結(jié)構(gòu)周邊一次性拼裝好模板或拼裝數(shù)米（空心墩一般為4m，實心墩一般為6m）。橋墩過高時，采用兩次或多次安裝定型鋼模板，并依托起初安裝的定型鋼模板的頂層上的2m 定型鋼模板(群性橋墩幾何尺寸相同，重復利用定型鋼模板，拆除已澆筑混凝土的鋼模板，預留頂層的2m 模板)作為支撐體系。每個橋墩施工過程中，每塊定型鋼模板的弧形模板僅使用一次（一般直?？芍貜屠茫?，并利用高強螺栓將模板連接成型，并采用對拉桿加強模板的強度、穩(wěn)定性、安全性。

定型鋼模板過去在高原特大橋的呼準鄂項目昆獨龍川特大橋、平原特大橋的準池項目的二道河特大橋等橋梁建設中的運用證明，定型鋼模板的施工工藝，施工技術(shù)已經(jīng)很嫻熟。

3.1.2 定型鋼模板構(gòu)造

根據(jù)昆獨龍川特大橋以及二道河特大橋的實際情況來分析，群性橋墩且結(jié)構(gòu)尺寸，坡比一致的情況下，定型鋼模板周轉(zhuǎn)次數(shù)多，滿足足夠的大的剛度、強度及穩(wěn)定性的要求，并且模板接縫較少，能有效的減少模板接縫錯臺，橋墩混凝土外觀平順，能質(zhì)量保證橋墩質(zhì)量。

定型鋼模板可分為四大部分：面板、加勁板、豎向橫向背楞、法蘭連接部位、操作平臺。 構(gòu)造如圖1 所示。

圖1 定型鋼模板構(gòu)造圖

3.1.3 施工工藝流程

放樣模板的位置→按照放樣的尺寸在基礎上（承臺）安裝第一節(jié)鋼模板→調(diào)節(jié)模板的水平、高程→按照模板拼裝圖安裝模板（2 層計4m）→綁扎鋼筋→按照模板拼裝圖安裝模板→綁扎鋼筋→澆筑混凝土→鑿毛清理→按照模板拼裝圖安裝模板（2 層計4m）→直至墩頂如圖3 所示。

圖3 定型鋼模施工工藝流程

3.1.4 定型鋼模板工藝特點

根據(jù)定型鋼模板工藝特點總結(jié)如下：①定型鋼模板設計與制造相對簡單，并且定型鋼模板在群性橋墩、橋墩尺寸一致、坡比相同的的情況下循環(huán)使用率高、模板完整性強，模板不宜變形，而且模板弧形平順、橋墩外觀質(zhì)量可靠。對于群性橋墩且橋墩尺寸一致時，定型鋼模板的一次性投入對安全、質(zhì)量、工期等各方面控制都是科學的，并且橋墩施工成階梯型狀完成，如圖2 所示。②雖然定型鋼模板穩(wěn)定性好、操作方便、外觀質(zhì)量可靠、安全性高，但在橋隧相連、深溝地區(qū)的中小橋，橋墩稀少且異型，如果全部采用定型鋼模板，雖然模板設計和制造簡單，重復利用率底，鋼材使用量大，投入模板的成本就會加大，不經(jīng)濟，同時安拆不方便且次數(shù)多，安全風險較大。

圖2 定型鋼模整體階梯型施工（昆獨龍川特大橋）

3.2 翻模施工工藝

3.2.1 工藝簡介

翻模施工是將可變開口尺寸的鋼模板在建筑物豎向分為若干節(jié)段進行拼裝，施工下一節(jié)段時均將最上層模板留作基座不拆除，同時作為受力層支撐上面的模板，其下各層模板利用塔吊或汽車吊拆除后，收縮背肋的調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)模板的開口尺寸，然后利用提升設備依次往上翻升，是我們最常說的也是最常用的橋墩施工工藝。為適應12m通長的成品鋼筋，一般將模板分為2 層，每層高度2m，每次翻升兩層即4m，翻升兩次后再接長下一次4m 鋼筋骨架。以此循環(huán)，直到封頂。蒙華項目王家灣大橋2~6#墩均采用翻模進行橋墩施工。

3.2.2 翻模的構(gòu)造

翻模雖構(gòu)造簡單，但施工難度較大，周轉(zhuǎn)速度稍慢。設計時應保證模板足夠的剛度、強度、穩(wěn)定性及安全性。其構(gòu)造主要由面板、橫豎向背楞、調(diào)節(jié)器、操作平臺構(gòu)成。

3.2.3 施工工藝流程

上一節(jié)段混凝土澆筑完成→鑿毛清理→拆除上一節(jié)澆筑混凝土使用的2 節(jié)4m 模板→利用調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)模板的開口尺寸至設計尺寸→安裝一層翻模模板→綁扎鋼筋→安裝第二層翻模模板→澆筑混凝土→進入工序循環(huán)直至墩頂如圖4 所示。

圖4 翻模施工工藝流程

3.2.4 翻模工藝特點

根據(jù)翻模工藝特點總結(jié)如下：①翻模施工工藝應用于單個或幾個橋墩施工相對于定型鋼模板施工工藝，構(gòu)造簡單，一次性投入費用更低，直接節(jié)約了成本。②靈活性適應性強，翻模施工操作較復雜、施工周期較長（正常情況定型鋼模板4d 可施工一個階段，但翻模需要5d）等特點。

4 工藝比對

根據(jù)定型鋼模與翻模工藝各自特點,從質(zhì)量、工期、安全以及成本等三個方面進行工藝比對，希望對橋梁墩柱施工模板選擇方面提供參考：

①質(zhì)量方面：定型鋼模板施工采用定型鋼模板，模板完整性好，模板的接縫較少，不宜變形，而且模板弧形平順、澆筑的橋墩外觀質(zhì)量漂亮可靠；翻模施工采用可調(diào)節(jié)模板，由于模板截面變化是通過調(diào)節(jié)模板背楞調(diào)節(jié)桿控制模板的幾何尺寸，模板面板接縫比較多，而且面板受調(diào)節(jié)器的強有力的擠壓力使模板幾何尺寸滿足設計要求，存在局部結(jié)構(gòu)不平順，且模板接縫引起的表面錯臺多，混凝土外觀較定型鋼模板的表面較差。

②工期方面：定型鋼模板施工速率快，工序轉(zhuǎn)換快，施工節(jié)點時間易控制，施工循環(huán)周期穩(wěn)定，有利工期把控；翻模靈活性適應性強，但施工速率較慢，模板安拆調(diào)節(jié)開口尺寸所耗費時間變長，循環(huán)周期變長，工期不易把控。

③安全成本方面：定型鋼模板操作簡單、快捷、易于控制。在群性橋墩，結(jié)構(gòu)尺寸相似，坡比一致情況下，采用定型鋼模板的橋墩模板利用率高，模板一次性拼裝完成，降低機械使用負荷及施工吊裝安全風險，并且背楞上作業(yè)平臺不宜破壞，作業(yè)人員的安全風險比較低。翻模施工的靈活性、適應性強，模板操作較復雜（需要調(diào)節(jié)模板的開口尺寸）、施工周期較長，單個橋墩模板施工利用率高，模板循環(huán)吊裝，對機械指揮操作要求更高，施工安全風險值較大，但在山區(qū)三兩個橋墩形成的橋梁，對外觀要求不是很高的情況下，加工3 節(jié)翻模就可以滿足任務，可以大大減少投入加工模板的費用，減少成本投入。

5 結(jié)束語

橋梁墩柱定型鋼模板與翻模施工各有千秋。在平原特大橋、高原特大橋等群性橋墩，且橋墩的幾何尺寸基本一致，工期緊，建議施工用定型鋼模板施工，提高工程質(zhì)量、進度。比如呼準鄂項目的昆獨龍川特大橋，建議采用定性鋼模板施工橋墩。在橋隧相連，隧道是控制性工程，橋梁工期不緊張時或深溝地區(qū)的單獨幾個橋墩可采用翻模施工，構(gòu)造簡易，一次性投入費用更低，直接節(jié)約模板成本，建議采用翻模施工橋墩。希望能對同類工程提供借鑒與參考。