翻模施工技術(shù)在薄壁墩橋梁施工中的應(yīng)用

朱永明

（江西九江市公路管理局彭澤分局,江西 彭澤 332700）

0 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段，尤其是在近幾年，解決了超大型橋梁工程和施工裝備等難題，被冠以基建大國(guó)的稱號(hào)。新建的橋梁都以大跨度、高墩位結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)多考慮節(jié)約材料、降低成本和減小結(jié)構(gòu)自重荷載等，都將上部結(jié)構(gòu)和墩身設(shè)計(jì)為空心結(jié)構(gòu)形式，所以越來(lái)越多的橋梁墩身采用薄壁空心結(jié)構(gòu)。橋梁高墩身常見(jiàn)的施工方法有滑模工藝、爬模工藝、翻模工藝等，選擇合理的施工工藝對(duì)結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量、成本和安全管控都有重要的影響。翻模與滑模、爬模等工藝相比較而言，翻模法有更大的施工平臺(tái)，施工作業(yè)方便，模板周轉(zhuǎn)效率高，剛度和承載力大，具有較高的實(shí)用價(jià)值[1-3]。

該文以江州一橋項(xiàng)目等截面雙箱室薄壁空心墩施工為例，重點(diǎn)介紹翻模法施工的原理和工藝流程，分析施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)，總結(jié)施工要點(diǎn)，為其他同類工程提供借鑒。

1 工程概述

G220 瑞昌武穴大橋南互通至金絲村段改建工程，起點(diǎn)位于武穴大橋富池互通連接線，沿長(zhǎng)江南岸岸線布線，跨下巢湖西北部入江口、江州造船廠規(guī)劃通道及碼頭作業(yè)區(qū)通道，終于沿江大道，與G220 老路順接，路線全長(zhǎng)2.176 km。

江州一橋的橋跨布置為[ （36+（55+100+55）+36）]m，橋跨起點(diǎn)樁號(hào)為K0+158，終點(diǎn)樁號(hào)為K0+440，中心樁號(hào)為K0+299，橋梁全長(zhǎng)289 m。該橋主橋上部采用縱、豎向預(yù)應(yīng)力混凝土變截面T 型剛構(gòu)，引橋上部采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支小箱梁，橋墩采用實(shí)體墩、矩形空心薄壁墩、樁基礎(chǔ)。其中矩形空心薄壁墩墩身高度最大為40 m，墩身截面尺寸最大的為1 400 cm×400 cm。墩身具有尺寸截面大、施工場(chǎng)地狹小、墩身施工高度高、工期緊張等特點(diǎn)，成為全線控制性工程之一。

2 施工工藝比選

高墩施工一般的方法有滑模、翻模和爬模等?；：团滥Ｊ┕すに囶愃疲际浅杀靖?，工藝復(fù)雜，模板隨著墩身施工逐步滑動(dòng)提升，或者是采用液壓油缸向上頂升，這種工藝對(duì)施工連續(xù)性要求比較高，并且混凝土的初凝時(shí)間對(duì)施工進(jìn)度影響較大，需要混凝土達(dá)到強(qiáng)度后才可以滑動(dòng)或爬升模板，混凝土面粗糙，外表飾面較差。對(duì)模板和支架剛度要求高，安全隱患多，施工機(jī)具投入成本高。

翻模法相對(duì)另外兩種工藝工藝簡(jiǎn)單、速度快，一般采用大塊鋼模與施工平臺(tái)連接在一起，平臺(tái)可以放置材料，施工方便，產(chǎn)品外觀質(zhì)量好，成本低廉，加工方便，施工速度快，對(duì)于橋梁墩身施工是最佳選擇。

3 施工技術(shù)方案

3.1 模板設(shè)計(jì)

模板按照墩身尺寸進(jìn)行分解設(shè)計(jì)，薄壁墩模板單獨(dú)設(shè)計(jì)，薄壁墩身模板每套高度6 m，共4節(jié)，分節(jié)高度為1.5 m。側(cè)模面板采用6 mm 厚鋼板，邊帶法蘭采用12 mm 厚鋼板，豎帶用[10 號(hào)槽鋼，間距40 cm，橫向加強(qiáng)帶采用[14 號(hào)槽鋼，每節(jié)模板上下設(shè)置2 道，間距1 m。邊帶法蘭設(shè)孔徑φ20 mm 螺栓孔，間距20 cm。模板設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

圖1 墩身模板示意圖

3.2 翻模法施工原理

翻模施工由4 層模板組成一個(gè)基本施工單元，先安裝2 節(jié)模板澆筑墩身底部第一段2 m 墩身混凝土，模板由連接拉桿固定在墩身上，混凝土達(dá)到10 MPa 時(shí)，立第三、四節(jié)3 m 模板，澆筑第二次混凝土，第二次混凝土達(dá)到強(qiáng)度后將下部三節(jié)模板拆除，翻升至混凝土頂面上部澆筑第三次混凝土，如此循環(huán)交替上升，具體澆筑順序見(jiàn)圖2。

圖2 模板翻升示意圖

施工工藝流程圖見(jiàn)圖3。

圖3 墩身翻模施工工藝流程圖

3.3 測(cè)量放樣

在承臺(tái)混凝土頂面上，用全站儀準(zhǔn)確地放樣墩身四個(gè)角點(diǎn)，并用墨線彈出墩身的平面位置，將四個(gè)角點(diǎn)延長(zhǎng)引測(cè)于承臺(tái)頂面，用水泥釘打入做好標(biāo)記，以便模板安裝時(shí)，對(duì)模板進(jìn)行校正。在墩身逐段往上升高時(shí)，采用激光鉛垂儀配合全站儀對(duì)墩身模板垂直度進(jìn)行檢查復(fù)核。

3.4 鋼筋施工

主筋的加工要根據(jù)墩身的高度及每層翻升高度4.5 m計(jì)算下料，第一節(jié)預(yù)埋在承臺(tái)中的長(zhǎng)度要滿足錨固要求，因此第一節(jié)鋼筋長(zhǎng)度為錨固長(zhǎng)度+墩身長(zhǎng)度。主筋采用機(jī)械接頭等強(qiáng)連接，接頭應(yīng)設(shè)于受力較小的區(qū)段，在任一焊接接頭中心至長(zhǎng)度為鋼筋直徑的35 倍，且不小500 mm 的區(qū)段內(nèi)，在該區(qū)段內(nèi)有接頭的受力鋼筋截面面積不應(yīng)超過(guò)主筋的50%，間隔交錯(cuò)連接。

主筋預(yù)埋既要保證主筋數(shù)量、預(yù)埋位置的準(zhǔn)確性、間距均勻，又要加強(qiáng)安裝的豎直度控制。首先在承臺(tái)鋼筋上焊接固定墩身四個(gè)角點(diǎn)的主筋骨架，保證預(yù)埋主筋的豎直度，其次澆筑承臺(tái)混凝土?xí)r，在主筋骨架四角對(duì)稱用φ6 mm 鋼絲繩加地錨錨固防止主筋傾斜。

在墩身周圍設(shè)置雙排鋼管腳手架操作平臺(tái)，將主鋼筋上部用不小于Ф20 mm 水平鋼筋把位置固定，然后用倒鏈校正其豎直度，并用全站儀檢校。

主筋采用機(jī)械連接的頭部要采用鐓粗機(jī)進(jìn)行墩粗車絲后進(jìn)行使用，鋼筋螺紋接頭端面殘余絲頭用砂輪機(jī)磨平，保證接頭連接緊密，在每根鋼筋接頭部位用紅油漆標(biāo)示出連接長(zhǎng)度，防止套筒內(nèi)部連接長(zhǎng)度較短或脫空。并按照規(guī)范要求定期進(jìn)行連接拉力試驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行使用。

箍筋的加工要保證尺寸的正確，其綁扎順序宜從一端向另一端分層綁扎，間距要符合設(shè)計(jì)要求，每層要大致水平，分段綁扎高度為4.5 m 一節(jié)，與每層混凝土澆筑高度及模板翻升高度相同。

提前判斷塔吊大臂與墩柱工作面之間的高差，根據(jù)高度需要預(yù)埋鋼板，以便塔吊附墻件的安裝、固結(jié)，塔吊提升作業(yè)應(yīng)控制好速度，平穩(wěn)操作，防止模板出現(xiàn)傾斜，造成安全隱患。

3.5 模板安裝及翻身

模板翻升采用塔吊進(jìn)行吊裝，作業(yè)人員配合定位，吊裝前，需要對(duì)模板進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)計(jì)算與試吊裝，從而對(duì)模板重心，起吊位置進(jìn)行確定，防止起吊作業(yè)時(shí)發(fā)生模板碰撞混凝土等安全隱患。按照承臺(tái)頂墨線彈出的墩身平面位置，安裝模板，模板的四個(gè)角支墊鋼板將模板頂面調(diào)整水平，模板下面與承臺(tái)的孔隙用M10 水泥砂漿填塞，既防止混凝土澆筑時(shí)漏漿，同時(shí)也方便拆模。模板安裝要牢靠，墊塊交叉布置，每平方米不少于4 個(gè)，加強(qiáng)豎直度控制，混凝土澆筑前對(duì)模板的豎直度進(jìn)行復(fù)檢。

模板對(duì)拉筋的接力要調(diào)整均勻，以免影響模板的整體剛度，造成澆筑的混凝土面不平整。墩身第一層澆筑混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將混凝土頂面鑿毛，清理干凈，綁扎第二層箍筋，安裝第二層模板。第二層墩身混凝土澆筑后，將混凝土頂面鑿毛，清理干凈，綁扎第三層箍筋，翻升第一層模板至第三層，以此類推，循環(huán)施工。

高空拆卸模板應(yīng)用兩個(gè)不小于5 t 倒鏈吊住模板背帶的兩吊環(huán)，將模板松動(dòng)后用塔吊吊放到地面修整平臺(tái)上進(jìn)行修整刷脫模劑，一切準(zhǔn)備就緒，用塔吊吊修整好的模板安裝下一層模板。模板初步安裝好后，用激光鉛垂儀通過(guò)承臺(tái)頂面控制點(diǎn)檢測(cè)模板的豎直度，每層模板豎直度偏差大于5 mm 時(shí)，應(yīng)用不同厚的鋼板塊支墊模板的角點(diǎn)進(jìn)行糾偏，采用用全站儀或經(jīng)緯儀檢測(cè)模板豎直度時(shí)，要盡量使置鏡點(diǎn)在墩身的檢測(cè)面的鉛垂面上，一般檢測(cè)墩身的三個(gè)面，每節(jié)安裝模板的豎直度偏差要控制在5 mm 以內(nèi)。

3.6 混凝土澆筑

混凝土采用輸送泵直接泵送入模，通過(guò)輸送管道末端的混凝土輸送軟管均勻布料?；炷翝仓r(shí)應(yīng)分層、分段對(duì)稱均勻地進(jìn)行，保持混凝土基本處于同一水平面，保持模板受力平衡。分層厚度30 cm 左右為宜，澆筑后混凝土表面宜低于模板上緣10 cm 的距離。采用插入式振動(dòng)器振搗，振搗時(shí)避免觸碰鋼筋及模板，振動(dòng)器插入下一層混凝土的深度不宜超過(guò)5 cm，不要漏搗和過(guò)度振搗。澆筑完的混凝土要及時(shí)鑿毛、養(yǎng)生，采用覆蓋濕水進(jìn)行養(yǎng)生。每個(gè)施工墩位配置1 套混凝土輸送泵管，施工中途不拆除，待一個(gè)墩身施工完畢后再拆除。泵管固定于墩身上，可采用鋼筋通過(guò)墩身拉桿孔進(jìn)行固定，也可設(shè)置預(yù)埋件進(jìn)行固定。

4 注意事項(xiàng)

（1）鋼筋安裝時(shí)當(dāng)鋼筋豎直長(zhǎng)度超過(guò)6 m 時(shí)，采用勁性骨架對(duì)鋼筋進(jìn)行固定，防止鋼筋傾斜。

（2）主筋墩粗前的切割不能采用割刀或者電焊切割，只能采用砂輪機(jī)進(jìn)行切割，墩粗頭部均勻飽滿，車絲的絲牙均勻連續(xù)，并且保證絲牙長(zhǎng)度超過(guò)連接套筒的長(zhǎng)度，防止套筒內(nèi)部連接長(zhǎng)度較短或者脫空。

（3）采用機(jī)械連接的鋼筋，在施工前進(jìn)行套筒的抗拉測(cè)試。

（4）高空拆卸模板前，必須用2 個(gè)不小于5 t 的手拉葫蘆對(duì)模板預(yù)先吊裝，然后抽出拉筋，拆下豎帶和水平圍帶，利用塔吊將模板吊放到地面對(duì)模板進(jìn)行修整和刷脫模劑。

（5）導(dǎo)鏈調(diào)整模板后，焊接處易脫離，造成變形，模板在周轉(zhuǎn)使用過(guò)程中，要經(jīng)常檢查其表面及肋帶，及時(shí)修整，以確保表面平整度及外形尺寸滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（6）混凝土澆筑時(shí)分層均勻布料澆筑，以免對(duì)模板形成偏壓，振搗的不對(duì)稱也容易對(duì)模板形成偏壓，影響模板的豎直度。混凝土應(yīng)分層分段均勻?qū)ΨQ地澆筑振搗。

（7）每節(jié)混凝土澆4.5 m 高，模板剛度稍有不足，在澆下一節(jié)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在接縫處易產(chǎn)生小的錯(cuò)臺(tái)，影響模板的豎直度，在混凝土澆頂面比模板頂面低10 cm，可避免接縫錯(cuò)臺(tái)。

（8）澆筑完一層，拆模后混凝土應(yīng)及時(shí)用塑料薄膜包裹覆蓋養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

雙箱室等截面薄壁空心高墩的施工工藝選擇對(duì)于結(jié)構(gòu)高效快速地完成至關(guān)重要，該文借江州一橋大斷面、高墩身的橋墩施工，介紹了不同工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，以及翻模法的施工原理和工藝流程，分析了模板設(shè)計(jì)的施工要點(diǎn)。針對(duì)翻模施工的順序、質(zhì)量通病、安全風(fēng)險(xiǎn)等因素進(jìn)行了原因分析和探討，并提出了防治措施。江州一橋目前薄壁墩已完工驗(yàn)收，墩身采用翻模法施工工藝簡(jiǎn)單，模板利用率高，墩身質(zhì)量好，成本也降低了約10%，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為同類型薄壁空心的高墩柱施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。