懸臂模板體系在橋梁高墩施工中的應(yīng)用

孫秋

（湖南建工交通建設(shè)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

0 引言

隨著我國(guó)公路網(wǎng)的不斷完善，西部山區(qū)公路建設(shè)項(xiàng)目不斷增多。與東部地區(qū)不同，西部地區(qū)以高山、丘陵等地形為主，且河流、溝谷較多，公路橋梁設(shè)計(jì)跨徑更大、墩身更高，傳統(tǒng)橋梁施工方案逐漸無(wú)法滿足實(shí)際施工需求。目前基于相關(guān)研究、試驗(yàn)、實(shí)橋應(yīng)用以及施工技術(shù)的發(fā)展，空心薄壁墩得以廣泛應(yīng)用，滑模、爬模、翻模等技術(shù)也越加成熟，將橋梁高墩建設(shè)推向新的高度。本文將對(duì)懸臂模板體系的應(yīng)用展開(kāi)研究。

1 懸臂模板體系簡(jiǎn)介

當(dāng)前我國(guó)橋梁跨度、墩身高度不斷刷新記錄，尤其隨著爬模、翻模等技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步提升了高墩設(shè)計(jì)與施工技術(shù)水平，薄壁空心墩逐漸得到了大規(guī)模的推廣應(yīng)用。從薄壁空心墩實(shí)際施工情況來(lái)看，近年來(lái)懸臂模板作為一種新技術(shù)逐漸得到了較為廣泛的應(yīng)用。懸臂模板是在翻?；A(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，增加了爬錐埋件、螺栓、主梁三角架等受力結(jié)構(gòu)，將翻模重力與豎向施工荷載由模板與墩柱的摩擦力支撐轉(zhuǎn)化為埋件剪力支撐，可視作無(wú)液壓系統(tǒng)的爬模。上述幾種模板技術(shù)的對(duì)比情況如表1所示。綜合來(lái)看，懸臂模板在保證橋梁安全、優(yōu)質(zhì)、高效施工方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，值得推廣應(yīng)用。

表1 高墩模板技術(shù)對(duì)比情況

2 懸臂模板體系在橋梁高墩施工中的應(yīng)用

2.1 工程概況

S232布爾津至喀納斯機(jī)場(chǎng)段公路建設(shè)項(xiàng)目起點(diǎn)位于布爾津縣城省道S227與樺鍬谷路交叉口，終點(diǎn)位于喀納斯機(jī)場(chǎng)北側(cè)的檢驗(yàn)檢疫站，路線采用雙向4車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，路線總長(zhǎng)78.404km。

第二分段位于布爾津縣境內(nèi)，起點(diǎn)樁號(hào)為K37+300，終點(diǎn)樁號(hào)為K73+300，線路總長(zhǎng)36km。第二分段共有主線橋梁11座，1號(hào)橋、2號(hào)橋、3號(hào)橋、5號(hào)橋、6號(hào)橋、9號(hào)橋、10號(hào)橋均設(shè)有薄壁墩，其中二工區(qū)3號(hào)橋、5號(hào)橋、6號(hào)橋、9號(hào)橋、10號(hào)橋均采用懸臂模板施工。

2.2 懸臂模板體系

2.2.1 模板介紹

該項(xiàng)目高墩施工選用后移式懸臂模板，結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)適用且標(biāo)準(zhǔn)化程度高。模板體系中，由預(yù)埋件、穿墻螺栓承擔(dān)混凝土的側(cè)壓力，無(wú)需其他模板加固措施，施工便捷且一次澆筑高度調(diào)節(jié)范圍大，混凝土成型后外觀品質(zhì)較好。

2.2.2 模板組成

該項(xiàng)目懸臂模板組成如圖1所示，圖中挑架、模板、埋件總成、防風(fēng)繩標(biāo)注“可選”，即可根據(jù)工程需要選用或更換同類配件。

圖1 懸臂模板組成示意圖

2.2.3 模板投入

根據(jù)S232布喀公路建設(shè)項(xiàng)目二分段橋梁工程總體施工計(jì)劃，薄壁墩施工擬開(kāi)始時(shí)間：2020年4月20日；擬完成時(shí)間：2020年8月25日。為達(dá)成進(jìn)度目標(biāo)，計(jì)劃投入薄壁墩模板20套，每座塔吊配2套模板與4套架體。每套模板由1節(jié)4.65m高模板組成，在2套架體間循環(huán)使用，有效提高了模板利用率。

3 橋梁高墩懸臂模板施工實(shí)踐

3.1 工藝流程

機(jī)場(chǎng)段主線橋梁懸臂模板施工工藝流程如圖2所示。

圖2 懸臂模施工主要工藝流程圖

3.2 懸臂模板施工要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

（1）熟悉兩階段施工設(shè)計(jì)圖紙，完成圖紙復(fù)核。

（2）完成施工測(cè)量復(fù)核。

（3）掌握主要施工機(jī)械及其配套設(shè)備的技術(shù)性資料，完成混凝土所需材料的檢驗(yàn)和配合比試驗(yàn)，混凝土要提供相應(yīng)的采購(gòu)資料。

（4）向現(xiàn)場(chǎng)施工班組、施工人員進(jìn)行技術(shù)、安全、環(huán)保交底，確保施工過(guò)程安全、工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

（5）場(chǎng)地完成“三通一平”，局部換填、碾壓施工，保證地基穩(wěn)定性滿足起重吊裝設(shè)備運(yùn)行要求。

（6）起重吊裝設(shè)備進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格，完成組裝和調(diào)試。

（7）內(nèi)、外模板驗(yàn)收合格。模板在工廠制作完成，驗(yàn)收無(wú)誤并編號(hào)后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)；模板進(jìn)場(chǎng)后仔細(xì)打磨，并進(jìn)行預(yù)拼裝，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并做處理。

（8）承臺(tái)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，完成鑿毛和清理工作。

（9）提前規(guī)劃鋼筋臨時(shí)擺放場(chǎng)地，并進(jìn)行硬化處理。

（10）原材料檢驗(yàn)。如鋼筋、水泥、石子、砂、外加劑等均由試驗(yàn)室按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，并報(bào)總監(jiān)辦監(jiān)理工程師抽檢，確保原材料質(zhì)量符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

（11）施工前做好危險(xiǎn)源辨識(shí)與管理工作。

（12）模板試拼完成后進(jìn)行墩身澆筑，并進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與問(wèn)題分析處理，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。

3.2.2 測(cè)量放樣

（1）墩身中心定位測(cè)量。全站儀布置平面控制網(wǎng)，定期復(fù)測(cè)。每節(jié)模板安裝時(shí)，隨時(shí)檢測(cè)空心高墩中心點(diǎn)、墩身四周角點(diǎn)位置，一旦發(fā)現(xiàn)偏差要及時(shí)糾正。

（2）墩身高程測(cè)量。使用三角網(wǎng)點(diǎn)測(cè)量墩臺(tái)高程，定期復(fù)測(cè)，必須嚴(yán)格控制墩身頂高程，精度要滿足施工規(guī)范要求。

3.2.3 鋼筋制作與安裝

（1）勁性骨架安裝。按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行定位、安裝，測(cè)量人員做好放樣工作，要求骨架外側(cè)與墩身邊緣距離等于主筋內(nèi)側(cè)與混凝土外邊距離，為防裂網(wǎng)安裝提供足夠空間。

（2）鋼筋安裝。首先，加工鋼筋，即原材料驗(yàn)收無(wú)誤后存放至鋼筋加工場(chǎng)，并完成相關(guān)截?cái)唷澢ぷ?。然后，進(jìn)行鋼筋綁扎，即按設(shè)計(jì)圖紙要求將鋼筋加工成型，檢驗(yàn)合格后運(yùn)至各工點(diǎn)。按設(shè)計(jì)要求，墩身主筋接長(zhǎng)采用套筒，其他為雙面焊接，焊縫長(zhǎng)度≥5D，接頭錯(cuò)開(kāi)布置。鋼筋安裝允許偏差見(jiàn)表2。

表2 薄壁墩墩身鋼筋安裝實(shí)測(cè)項(xiàng)目

3.2.4 模板安裝

（1）安裝模板前，先對(duì)模板進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)變形要及時(shí)修復(fù)，如變形過(guò)大或有破損則需更換。

（2）在安裝首節(jié)段模板前，使用砂漿做好模板底面的調(diào)平工作，同時(shí)進(jìn)行多次測(cè)量，嚴(yán)格控制好底節(jié)模板的垂直度。在首節(jié)段模板調(diào)節(jié)過(guò)程中，要求頂面水平、墩身垂直，且要便于后續(xù)各階段模板的調(diào)整工作。

（3）采用塔機(jī)吊裝模板，人工輔助就位。組裝模板時(shí)，先在墩身一個(gè)面拼裝外模，然后逐次完成整個(gè)墩身第一節(jié)段外模板組拼。整個(gè)吊運(yùn)、安裝過(guò)程中，要嚴(yán)格遵守吊裝操作規(guī)程，嚴(yán)禁出現(xiàn)模板變形、散架的情況。

（4）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求完成模板組拼工作，落實(shí)模板垂直度、軸線偏差、標(biāo)高、模板接縫錯(cuò)臺(tái)檢查工作，確保其與施工要求規(guī)范相符。模板拉桿端頭部分配雙螺母，提高模板穩(wěn)固性，所有接縫要緊密、不漏漿。

（5）模板安裝完成后，對(duì)模板垂直度、墩頂標(biāo)高等經(jīng)自檢、監(jiān)理檢驗(yàn)均合格后，方可開(kāi)展下道工序。

3.2.5 混凝土澆筑

該項(xiàng)目自建攪拌站，配備全自動(dòng)強(qiáng)制式攪拌機(jī)，采取集中拌和方法，使用混凝土運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，又泵車或塔吊配合完成澆筑工作。

（1）混凝土拌和。經(jīng)由試驗(yàn)確定理論配合比后，現(xiàn)場(chǎng)再根據(jù)實(shí)際情況對(duì)每批混凝土施工配合比進(jìn)行調(diào)整。混凝土粗骨料選擇連續(xù)級(jí)配碎石，細(xì)骨料選擇中砂，摻加適量的外加劑。拌和前，明確原材料摻量、攪拌時(shí)間以及投料順序（砂→水泥→石料），均勻進(jìn)水，攪拌時(shí)間超過(guò)90s，控制好混凝土坍落度。

（2）混凝土澆筑?？招亩丈砘炷潦┕ぷ鳂I(yè)采用泵送或塔吊輸送、串筒下料、水平分層澆筑、插入式振動(dòng)棒振搗的施工方法。每層混凝土厚度30cm，卸落高度≤2.0m，振搗施工不得碰撞模板、鋼筋、預(yù)埋件，并派專人隨時(shí)觀察模板、鋼筋、預(yù)埋件的位置是否發(fā)生位移：若發(fā)現(xiàn)鋼筋和預(yù)埋件發(fā)生位移，要及時(shí)校正；若模板位移，則須立即進(jìn)行加固后方可繼續(xù)進(jìn)行混凝土澆筑。

（3）混凝土養(yǎng)護(hù)。墩身采用塑料薄膜包裹養(yǎng)護(hù)，并在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)向薄膜內(nèi)灑水以保證期內(nèi)濕度；養(yǎng)生視氣溫條件，至少7d。氣溫低于5℃時(shí)，需做好保溫工作，且不得灑水。

3.2.6 墩頂封閉

施工過(guò)程中，當(dāng)模板爬升至墩頂封閉段底模設(shè)計(jì)起點(diǎn)標(biāo)高時(shí)，在內(nèi)側(cè)模板安裝封閉段底模板。以鋼桁架焊接制作支架，以5cm厚的刨光木板制作模板，模板拼裝、鋼筋綁扎完成后，繼續(xù)安裝外模板、圍帶、模板固定架，并搭設(shè)外側(cè)施工平臺(tái)、防護(hù)欄桿、安全網(wǎng)。模板驗(yàn)收合格后，灌注墩頂封閉段混凝土，并進(jìn)行養(yǎng)生。

3.2.7 模板拆除

施工至墩頂后，依舊保留3個(gè)節(jié)段模板。墩身混凝土強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%時(shí)，可將模板拆除。拆除順序?yàn)椋旱坠?jié)段→中節(jié)段→頂節(jié)段。從上至下完成施工安全爬梯、塔式起重機(jī)的拆除工作。拆除至底節(jié)段時(shí)，分別解體，并與先期拆下的模板一同吊運(yùn)至存放場(chǎng)。

3.3 墩身質(zhì)量驗(yàn)收

墩身施工完成后，要進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。墩身實(shí)測(cè)項(xiàng)目檢查結(jié)果如表3所示。

表3 墩身實(shí)測(cè)項(xiàng)目

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)橋梁建設(shè)中，大跨徑、高墩橋梁憑借著強(qiáng)大的跨越能力得以廣泛應(yīng)用。橋梁高墩施工中懸臂模板體系是一種可行的施工方法，具有施工進(jìn)度快、外觀質(zhì)量好、資金投入小等諸多優(yōu)勢(shì)，工程實(shí)踐中必須根據(jù)橋梁實(shí)際情況科學(xué)地進(jìn)行懸臂模板選型，確定實(shí)際投入量，并規(guī)范落實(shí)測(cè)量放樣、模板組裝、混凝土澆筑等各道工序，針對(duì)高墩施工必須做好墩頂封閉工作，切實(shí)保證整個(gè)高墩質(zhì)量驗(yàn)收合格，為后續(xù)的橋梁上部作業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。