橋梁高墩柱及系梁模板施工技術(shù)研究

陶虹宇

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

0 引言

如今，為跨越復(fù)雜的地形，橋梁墩柱高度越來(lái)越高，產(chǎn)生很多高墩橋梁，這對(duì)墩柱施工技術(shù)提出了更高要求，同時(shí)系梁模板施工也應(yīng)與此良好適應(yīng)，因此有必要對(duì)橋梁高墩和系梁模板施工技術(shù)進(jìn)行分析，明確各項(xiàng)需要注意的要點(diǎn)，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供參考。

1 橋梁高墩施工技術(shù)

1.1 滑模法

1.1.1 滑模構(gòu)造

滑模系統(tǒng)主要由以下三部分組成：其一，模板系統(tǒng)，包括鋼板模與模板圍圈；其二，提升系統(tǒng)，包括提升架、頂桿與千斤頂?shù)?；其三，操作平臺(tái)。

1.1.2 滑模安裝

（1）滑模安裝開(kāi)始前將承臺(tái)清理干凈后做好找平放線。

（2）先組裝提升架，確保橫梁和立柱處于同一個(gè)平面，且交角達(dá)到正直，各節(jié)點(diǎn)保持牢固，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求的位置找平吊直，準(zhǔn)備開(kāi)始安裝，圍圈組裝嚴(yán)格按照從內(nèi)到外和從上到下的順序進(jìn)行，上、下圍之間的距離為600mm，模板下皮和下圍之間的距離為400mm，要與圖紙要求完全相符[1]。

（3）墩壁模板嚴(yán)格按照從內(nèi)向外的順序進(jìn)行安裝，安裝前需將壁模做成一定傾斜度，通常為0.3%，并且要做成上小下大的形式。

（4）根據(jù)放線的位置對(duì)桁架進(jìn)行找平找正，然后對(duì)水平和垂直方向的支撐進(jìn)行安裝，最后對(duì)平臺(tái)木板進(jìn)行鋪設(shè)。

（5）在安裝提升設(shè)備的過(guò)程中要按照設(shè)計(jì)要求做好布置，安裝千斤頂時(shí)，要將性能一致的安裝在同一個(gè)油路，然后對(duì)千斤頂?shù)膶?shí)際垂直度進(jìn)行檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果做必要的墊正，在安裝油管之前應(yīng)將其吹通，使彎曲半徑達(dá)到管徑9～10 倍，對(duì)于接頭部位的距離，應(yīng)達(dá)到管徑6倍以上。

（6）將控制臺(tái)安裝完畢后，需對(duì)電機(jī)的靈敏度進(jìn)行檢查，同時(shí)做好充油排氣，然后進(jìn)行必要的總試壓，在壓力增加到9.8MPa 后，連續(xù)循環(huán)5 次，若系統(tǒng)仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則由此確定適宜的工作壓力。

（7）為避免接頭處在同一個(gè)平面，第一段支撐桿需分成4種不同的長(zhǎng)度分別插入到封閉軌座當(dāng)中，在滑升過(guò)程中支撐桿往往要不斷接長(zhǎng)，如果千斤頂和支撐桿端頭之間的距離為50～60cm，則方可實(shí)施續(xù)接[2]。

（8）當(dāng)滑桿和地面之間的距離為3m 時(shí)，對(duì)內(nèi)外吊架和安全網(wǎng)進(jìn)行安裝。

1.1.3 鋼筋綁扎

在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置專門的鋼筋加工棚，然后由專門的施工人員進(jìn)行集中下料，通常采用人工進(jìn)行綁扎，綁扎完成后進(jìn)行組裝。對(duì)墩臺(tái)帽與支座墊石鋼筋進(jìn)行綁扎的同時(shí)，應(yīng)將各類預(yù)埋件和預(yù)留孔設(shè)置好。將模板提升到一定高度后，進(jìn)行頂桿接長(zhǎng)與鋼筋綁扎，這項(xiàng)工作要在相鄰兩次滑升的間隔時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行，否則會(huì)對(duì)施工進(jìn)度造成很大影響。

1.1.4 混凝土澆筑

滑模施工所用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)一般為C40，其坍落度需按照12～16cm的范圍控制。澆筑應(yīng)分層、對(duì)稱且均勻進(jìn)行，分層厚度控制在20～30cm范圍內(nèi)，完成澆筑后，模板上緣和混凝土表面之間的距離應(yīng)達(dá)到10～15cm。澆筑施工要在前一層達(dá)到凝結(jié)之前完成，并借助插入式振搗棒實(shí)施均勻振搗。在振搗的過(guò)程中應(yīng)注意防止和鋼筋或模板之間發(fā)生碰撞，以免發(fā)生變形或位移。在混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到0.2～0.4MPa 后方可出模，在出模時(shí)間達(dá)到8h后應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)生[3]。

1.1.5 模板滑升

采用滑模法進(jìn)行高墩施工時(shí)，模板滑升主要分成以下三個(gè)階段。

第一階段為初升，初灌混凝土應(yīng)達(dá)到60～70cm的高度，對(duì)此需分成2～3層進(jìn)行澆筑，共需要3～4h，完成澆筑后向上提升模板，提升高度為5cm，對(duì)底層混凝土進(jìn)行檢查，確認(rèn)實(shí)際凝固狀態(tài)。當(dāng)檢查確定混凝土強(qiáng)度達(dá)到脫模要求時(shí)，繼續(xù)提升模板，提升高度為3～5個(gè)千斤頂行程。在提升模板的過(guò)程中要做好全面檢查工作，以確定提升架水平度與垂直度能否達(dá)到要求，且圍圈連接是否可靠等，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)立即加以完善與修正。

第二階段為正?；诟黜?xiàng)檢查工作均已完成且確定滿足要求后，方可開(kāi)始正?；Ｒ话忝繚仓瓿梢粚踊炷帘氵M(jìn)行一次滑升，期間應(yīng)確保滑升高度和澆筑厚度完全相同。正常滑升過(guò)程中，鋼筋綁扎、混凝土澆筑及模板提升應(yīng)穿插進(jìn)行。模板滑升速度通常為20cm/h。整個(gè)正常滑升過(guò)程要分成多次緩慢進(jìn)行，在每次滑升過(guò)程中都要將滑升高度控制在30cm 以內(nèi)，并經(jīng)常性對(duì)構(gòu)件和設(shè)備進(jìn)行檢查，確保能正常工作。

第三階段為終升，模板滑升到與墩頂設(shè)計(jì)標(biāo)高相距1m 的位置后，開(kāi)始終升。在終升過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)減小滑升速度，同時(shí)做好準(zhǔn)確抄平與找正，確保最后澆筑完成的混凝土，其頂部位置及高程均能達(dá)到準(zhǔn)確無(wú)誤。

1.1.6 技術(shù)特點(diǎn)

滑模法主要具有以下幾方面特點(diǎn)：

（1）施工保持連續(xù)，有很高的機(jī)械化水平，滑坡構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，能有效加快施工進(jìn)度，并保證工程質(zhì)量和施工安全。

（2）除通用構(gòu)件以外，其他所有裝置都能伴隨結(jié)構(gòu)形式或平面布置變化而改變，專一性較強(qiáng)，基于此，采用該方法進(jìn)行施工時(shí)，需充分考慮滑模具有的特點(diǎn)，確定適宜的模板結(jié)構(gòu)形式及其平面布置方式。

（3）滑模施工關(guān)鍵點(diǎn)包括：方案制訂、人員培訓(xùn)、裝置裝拆、精度控制、現(xiàn)場(chǎng)糾偏、交叉處理、安全控制、質(zhì)量控制。

1.2 爬模法

1.2.1 爬模構(gòu)造

爬模系統(tǒng)主要由以下三部分構(gòu)成：其一，模板系統(tǒng)，包括大型鋼模與角模及其連接、固定配件等；其二，液態(tài)提升系統(tǒng)，由提升架與其立柱和千斤頂?shù)炔糠謽?gòu)成；其三，操作平臺(tái)。

1.2.2 爬模安裝

（1）爬模安裝開(kāi)始前將承臺(tái)清理干凈，然后做好找平放線。

（2）根據(jù)爬模所用模板類型與其平面布置，嚴(yán)格按照從內(nèi)到外的順序進(jìn)行支模，在支模開(kāi)始前，應(yīng)先在地面對(duì)平模板實(shí)施分段拼裝，然后進(jìn)行整體吊裝，每支設(shè)完一段便用穿墻螺栓進(jìn)行禁錮。將平模板支設(shè)完成后，開(kāi)始支設(shè)陰陽(yáng)角模[5]。

（3）先在地面對(duì)提升架進(jìn)行組裝，將模板支設(shè)完成后，利用塔吊將提升架整體吊起，然后按照布置圖安裝各個(gè)部件，在架體之間使用鋼筋和綁扎完成的墻體鋼筋相連，待環(huán)梁連接完成后將臨時(shí)鋼筋拆除。

（4）采用裝配式桁架作為模板的圍圈，以此使提升架形成一個(gè)整體。

（5）將提升架安裝到位后，在其立柱內(nèi)側(cè)安裝挑梁，以此形成穩(wěn)定可靠的平臺(tái)。

（6）在平臺(tái)上進(jìn)行鋪板，并安裝欄桿與安全網(wǎng)。

（7）配置液壓系統(tǒng)及激光靶，利用激光靶對(duì)平臺(tái)偏差予以嚴(yán)格觀測(cè)和控制，進(jìn)而為平臺(tái)水平度的現(xiàn)場(chǎng)控制提供參考依據(jù)。

1.2.3 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎與邊框模板安裝同時(shí)進(jìn)行，并在模板之間要設(shè)好支撐，以免發(fā)生變形。每次完成模板提升都要同時(shí)做好頂桿接長(zhǎng)與鋼筋綁扎，需要注意這項(xiàng)工作需要在滑升的間隔時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行，否則會(huì)對(duì)施工進(jìn)度造成很大影響。

1.2.4 模板拆除

鋼筋綁扎過(guò)程中還要穿插進(jìn)行模板拆除，將其倒置在上一節(jié)模板表面后，做好安裝調(diào)整，在拆模的過(guò)程中注意不可硬撬，同時(shí)經(jīng)常性檢查并清理污垢，做好脫模劑的涂刷。在安裝新模板的過(guò)程中，需將整個(gè)模板分為若干大塊，根據(jù)墩身直徑及其坡度變化編制收分表，以此進(jìn)行有效的收分調(diào)整。可變桁架和模板的收分和過(guò)去常用的可調(diào)模板基本相同，在收分調(diào)整完成后，需做好連接加固處理，同時(shí)借助水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀進(jìn)行校正與必要的調(diào)整[6]。

1.2.5 混凝土澆筑

因爬模施工過(guò)程中所有荷載均由墩身承受，所以必須保證澆筑質(zhì)量，包含配料、拌制、澆筑和養(yǎng)護(hù)等在內(nèi)的所有工序都要安排專人負(fù)責(zé)。在澆筑開(kāi)始前，應(yīng)全面檢查穿墻螺栓具體埋設(shè)部位，然后采用分層的方法進(jìn)行對(duì)稱澆筑，在澆筑的同時(shí)還要做好振搗，防止和模板或桿件之間的碰撞，以免對(duì)下部正常施工造成影響。采用常規(guī)的施工方法進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑層高一般為1m。在混凝土的實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)，方可進(jìn)行拆除。

1.2.6 模板爬升

在澆筑完成的混凝土經(jīng)過(guò)足夠時(shí)間的養(yǎng)生后，方可開(kāi)始爬升模板。在爬升過(guò)程中，應(yīng)先對(duì)爬架支腿尺寸進(jìn)行調(diào)整，然后安排專人負(fù)責(zé)操控液壓控制臺(tái)上的控制開(kāi)關(guān)，以下爬架為頂升油缸活塞桿的支撐，確保缸體能夠同時(shí)上升，在行程達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可停止爬升。通過(guò)對(duì)專用桿件的適當(dāng)調(diào)整，使伸出的支腿支撐于爬升支架，之后對(duì)液壓控制臺(tái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟倏v，促使活塞桿開(kāi)始回收，由此帶動(dòng)下爬架，使內(nèi)套架上升至指定位置，在爬升過(guò)程中還應(yīng)做好爬梯接長(zhǎng)、鋼絲繩放線及臨時(shí)螺栓拆除[7]。

1.2.7 技術(shù)特點(diǎn)

爬模法主要具有以下幾方面特點(diǎn)：

（1）施工較為便捷，每爬升一層便進(jìn)行一層混凝土澆筑，能保證結(jié)構(gòu)有良好整體性，也可按照施工需要進(jìn)行滯后施工。

（2）既可以在基礎(chǔ)底板進(jìn)行組裝與使用，也可在任意層上進(jìn)行。

（3）每塊模板均配備脫模器，能保證模板順利完成脫模。

（4）模板及整個(gè)爬模系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)使用。

（5）模板堆放占地較小，能保證工程質(zhì)量及生產(chǎn)安全，從而獲取良好的綜合效益。

1.3 方法對(duì)比

滑模法優(yōu)勢(shì)為施工保持連續(xù)，有較高的機(jī)械化水平，進(jìn)度快，成型質(zhì)量好，基本沒(méi)有施工縫，耗材少，有利于保證施工安全；缺點(diǎn)為操作盤容易發(fā)生傾斜和扭轉(zhuǎn)，且模板容易產(chǎn)生變形。此外，如果澆筑不連續(xù)或模板提升速度過(guò)快，將導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生明顯的色差和麻面。爬模法優(yōu)勢(shì)為有利于混凝土外觀質(zhì)量，不會(huì)造成任何損傷，也不會(huì)產(chǎn)生接縫，能逐層消除施工時(shí)產(chǎn)生的偏差，無(wú)論是工程質(zhì)量、施工進(jìn)度還是生產(chǎn)安全，都能良好保證；缺點(diǎn)為該方法的混凝土澆筑速度相對(duì)較慢，而且與滑模法相比，施工安全性相對(duì)較差。在施工成本方面，滑模法的人工費(fèi)為210 元/m3，機(jī)械費(fèi)為150 元/m3，模板費(fèi)為70 元/m3，混凝土材料費(fèi)按300 元/m3，總計(jì)730 元/m3；翻模法的人工費(fèi)為220元/m3，機(jī)械費(fèi)為175 元/m3，模板費(fèi)為150 元/m3，混凝土材料費(fèi)按300 元/m3，總計(jì)845 元/m3。可見(jiàn)，從經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看滑模法更具優(yōu)勢(shì)。

2 系梁模板施工

在綁扎系梁鋼筋之前，應(yīng)先在封底表面以測(cè)量點(diǎn)位為依據(jù)使用墨線準(zhǔn)確彈設(shè)模板的底部邊線。系梁的側(cè)模為6mm 厚鋼模，在模板進(jìn)場(chǎng)之后需對(duì)其剛度和平整度做全面檢查，在安裝模板的過(guò)程中應(yīng)將所有螺栓擰緊，以保證連接牢固，同時(shí)還要在系梁中部沿水平方向設(shè)置直徑為20mm的圓鋼拉缸，其間隔距離按80cm控制，在中間使用方木頂撐在坑壁表面，在坑壁與方木接觸的位置需通過(guò)鋪設(shè)模板來(lái)增加接觸和受力面積，避免澆筑過(guò)程中發(fā)生跑模。模板安裝施工需按照從其中一端到另外一端的順序依次進(jìn)行，將模板安裝到位后，應(yīng)立即對(duì)側(cè)模進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保模板平面所處位置和豎直度都能達(dá)到要求，另外還要在模板之間的接縫處粘貼一道雙面膠，以此避免漏漿。將模板安裝到位后，包含平整度、接縫嚴(yán)密性、尺寸與保護(hù)層厚度等在內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)都要滿足要求。經(jīng)質(zhì)檢員自檢確認(rèn)合格后，由監(jiān)理工程師進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)合格后方可開(kāi)始后續(xù)混凝土施工。模板安裝質(zhì)量檢查項(xiàng)目和允許偏差如下：①模板標(biāo)高：偏差不能超過(guò)±15mm；②模板內(nèi)部尺寸：偏差不能超過(guò)±30mm；③軸線偏位：偏差不能超過(guò)15mm；④相鄰兩塊模板之間的表面高差：偏差不能超過(guò)2mm；⑤模板表面平整度：偏差不能超過(guò)5mm[8]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，滑模法與爬模法都是橋梁高墩施工常用方法，兩者的原理、施工方法和優(yōu)劣勢(shì)各不相同，適用條件也不同，實(shí)際情況中要根據(jù)工程特點(diǎn)和施工條件確定適宜的施工方法。系梁模板施工相對(duì)簡(jiǎn)單，但也要做好質(zhì)量控制工作，確保模板安裝完成后的各項(xiàng)偏差都能達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求。