跨河口庙水库特大桥空心高墩翻模施工技术

朱 军

(中铁二局股份有限公司，四川成都610031)

1 工程概况

新建太中银铁路跨河口庙水库特大桥，位于陕西省靖边县境内，全长3 558.9 m，以(96+168+96)m连续刚构跨越河口庙水库的大型冲沟。此冲沟沟深90 m左右，冲沟底部为淤积性泥沙，冲沟内有少量浅表流水，冲沟两侧坡较陡。31#、32#主墩位于冲沟两侧，是高度分别为85 m和69 m的薄壁空心墩，技术含量高、施工条件复杂。同时，该桥是全线重点控制性工程，工期紧，任务重，施工组织难度大。

31#墩为跨河口庙水库特大桥(96+168+96)m连续梁位于冲沟东侧的一个主墩，墩高85 m。由墩顶向下6 m高度为等截面墩身，横向尺寸为8.6 m，纵向尺寸为9 m，壁厚1.5 m;由墩顶向下6～62 m为一类变截面墩身，横向外坡比为14∶1，内坡比为16∶1，壁厚由1.5 m变化到2 m;由墩顶向下62 m以下为另一类变截面墩身，横向外坡比为6∶1，内坡比为10∶1，壁厚由2 m变化到3.2 m;纵向坡比均为80∶1，壁厚由1.5 m变化到1.603 m。墩底设5 m高实心段，横向尺寸为24.267 m，纵向尺寸为10.975 m。

32#墩为跨河口庙水库特大桥(96+168+96)m连续梁位于冲沟西侧的一个主墩，处于冲沟西侧坡约25 m高的位置，墩高69 m。由墩顶向下6 m高度为等截面墩身，横向尺寸为8.6 m，纵向尺寸为9 m，壁厚1.5 m;由墩顶向下6～62 m为一类变截面墩身，横向外坡比为14∶1，内坡比为16∶1，壁厚由1.5 m变化到2 m;由墩顶向下62 m以下为另一类变截面墩身，横向坡比为6∶1;纵向坡比均为80∶1，壁厚由1.5 m变化到1.578 m。墩底设7 m高实心段，墩底横向尺寸为18.933 m，纵向尺寸为10.575 m。

2 施工方案的选择

目前，国内对于此种空心高墩施工模板主要有滑升模板、爬升模板、翻升模板。经比较决定采用翻升模板进行施工，相对于其他模板方案有以下优点:

(1)跨河口庙水库特大桥虽然墩身较高，但其断面尺寸不是太复杂，无曲线变化，适合大模板施工，采用翻模施工模板拼装简单，混凝土外观质量较容易得到保证。

(2)为满足墩身材料垂直运输的需要，每个桥墩均需布置1台塔吊。采用翻模施工可充分利用已有设备，无需另行投入滑升或爬升设备，经济优势明显。

(3)现场混凝土泵送高度高、距离长，如采用滑模施工，对混凝土性能要求很高，而采用翻模施工，混凝土性能要求相对易于满足。

3 模型体系设计及制作

3.1 外模结构

墩身外模采用翻模体系，立模高度为4.5 m;内模采用3015定型小块钢模并在转角处适当配置木模。水平背杠采用2［8槽钢，背杠之间采用Φ24穿墙拉杆对拉。由于采用翻模体系，每次分节浇筑高度为4.5 m，采用上、下2节2.25 m高的模型拼接而成。一个墩共加工三节2.25 m高模型，循环向上翻升直至墩顶。

墩柱外模包括定型大块主模、调节模、转角模、水平背杠、对拉杆及背杠竖连。模板为竖向矩管肋和水平钢板条分隔的大板钢模，额定承载能力60 kPa。模板水平支撑使用［18槽钢和Φ24穿墙拉杆。

因坡度变化，模板节高按2.25 m设计，其单节配板如图1所示。

图1 单节外模配板示意(正、侧面相同)

3.2 内模结构

墩身内模采用3015定型小块钢模并在转角处适当配置木模。墩柱内模用Φ48钢管利用墩身内箱搭设的WDJ碗扣钢管内支架作为支撑点，对［10槽钢背杠加固，支撑水平间距1.2 m，竖向按内模背杠布置。WDJ碗扣钢管支架纵距、横距均采用120 cm，步距采用180 cm。

3.3 作业平台

3.3.1 外侧作业平台

外侧作业平台焊接在墩身外模上，在每块钢模水平钢板条上用∠75×75×8 mm角钢焊牛腿，间距2.25 m，牛腿之间用Φ12钢筋连接，上铺防滑板作为施工平台，并用∠75×75×8 mm角钢焊1.2 m高安全栏杆，栏杆外侧挂设安全网。

3.3.2 内支架及钢筋施工操作平台

内支架为WDJ碗扣支架，从空心墩底一直搭设到墩顶，每隔3～4 m加设水平撑托，对称顶在已浇筑的混凝土箱壁上，待墩顶现浇支架搭设完成后从墩内用塔吊拆除。

钢筋施工操作平台在施工每节墩身时搭设，利用内支架钢管支架悬挑至墩柱外围，悬挑钢管采用粗铁丝牢固绑扎在墩柱的竖向主筋上，同时在每根悬挑钢管下方增加一根斜撑钢管，再在钢管上铺设5 cm木板或竹夹板用作施工人员活动平台。悬挑及斜撑钢管均采用Φ48焊接钢管，壁厚3.5 mm与内壁钢管采用扣件连接。在墩柱钢筋绑扎完毕浇筑墩柱混凝土之前，人工将悬挑钢管和斜撑钢管拆除。

钢筋施工操作平台有三个作用:一是安装墩身钢筋的操作平台，二是定位主筋位置，三是稳定已安装的钢筋。

4 翻模施工

4.1 外模的初次安装

首先测量放线，精确测设出结构线设计位置和第一节墩身顶面设计标高，利用广线绷直以便随时利用。在第一节墩柱钢筋绑扎的同时，对钢模进行打磨修整并涂刷脱模剂。将第一节墩柱下节模板(高2.25 m)平放在承台混凝土面上，模板板面向下，模板下支垫油枕和草垫，将模板板面及板缝调整到位后，用M12高强螺栓将2块模板牢固连接成为整体，并用相应的水平背杠加固牢固。在墩柱钢筋绑扎完成后，根据设计位置安装Φ100 mmPVC管通风孔和泄水孔，并预埋好拉杆PVC管及穿墙拉杆。将调整并加固好的本节段模板采用吊车或塔吊整体吊装至立模位置，人工配合支立并精确调整到位，再将各节段模板及加固体系通过连接件牢固连接成为整体。在调整模型上口标高时，以下口支立点最高处为准，矮处适当采用木楔支垫，坐高强砂浆塞缝密实，防止漏浆。采用同样的方法将第一节墩柱上节模板(高2.25 m)安装于下节模板上，下节模型上口和上节模型下口采用高强螺栓竖连牢固。

在模板初次安装时必须精确调整好板缝、平整度、直角度等，在模板的使用过程中随时密切检查板面质量、模板体系变形量和各部位的连接。这样，第一次墩身模型安装完毕。

4.2 翻模流程

翻模是由上、中、下三节同样规格的模板组成，随着混凝土的连续灌注，下层混凝土达到拆模强度后，用吊机配合自下而上将模板拆除，接续支立，如此循环往复，完成桥墩的灌注施工。

第一节4.5 m墩身混凝土(由上、下2节高2.25 m模型拼接而成)浇筑完毕，第一节墩身的上节模型不拆保持原状，依靠穿墙拉杆和墩柱混凝土与模板之间的摩擦力自稳。采用塔吊拴住下节待拆模板，按2块模板宽度化整为零拆除下节各节段模板对拉杆，将模板脱离混凝土面50～100 mm(混凝土强度需达到拆模要求)，在绑扎完第二节墩身钢筋后，采用塔吊整体提升至第二节墩身下节立模位置，清洗模板并涂刷脱模剂后，对模板进行支立和加固，两节模板相接处同样采用高强螺栓竖连牢固，重复第一节墩身模型施工工序将第二节墩身模型支立完毕。以此法循环向上直至完成墩身混凝土浇筑。翻模施工示意见图2。

图2 墩身翻模施工示意图

4.3 模板位置调整

当大块模板组拼成形后，所有螺栓不必拧紧，留出少量松动余地。模板前后方向偏斜的调整通过手拉葫芦拉至正确位置，左右偏斜的调整则在模板底边靠倾斜方向的一端塞加垫片实现。模板之间的缝隙塞有橡胶条，防止漏浆。由于模板制作及起始第一节模板调整的精度都很高，以后每次调整幅度很小。调整完毕后，拧紧全部螺栓，即可浇筑混凝土。

模板支立完成后，整体模板四周拉好缆风绳以防止风沙天气对模板造成的影响。模板四周还要用钢管加顶托进行斜撑加固，钢管支撑于内支架上。

4.4 拆模

在安装钢筋的同时，可以开始拆下面一节外模工作。拆模时用手拉葫芦将下面一节模板与上面一节模板上下挂紧，同时另设两条钢丝绳栓在上下节模板之间。拆除左右和上面的连接螺栓，然后通过两个设在模板上的简易脱模器使下节模板脱落。脱模后放松葫芦，使拆下的模板由钢丝绳挂在上节的模板上，然后逐个将四周各模板拆卸并悬挂于上节模板上。这样将拆模工作和钢筋安装工作同时进行，节约时间，同时最大限度地减少了对塔吊工作时间的占用。

5 相关工序施工

5.1 钢筋施工

竖向主筋采用电渣压力焊连接施工工艺。在钢筋加工场将钢筋按设计要求一般加工成4.5 m节段长度(与翻转模板高度一致)，吊至施工节段后通过电渣压力焊将钢筋焊接，其余钢筋采取绑扎搭接或焊接进行施工。钢筋施工严格按有关施工规范要求进行加工和检测。

钢筋安装时，绑扎丝采用20～22号镀锌铁丝(铅丝)，铁丝切断长度要满足使用要求;垫块用水泥砂浆制成，强度等级同混凝土设计强度同级，厚度同保护层，垫块内预埋20～22号镀锌铁丝(铅丝)。

在承台混凝土上弹出墩身位置线，再次校正预埋钢筋。先用已搭设好内骨架绑6～10根竖筋，并画好横筋分档标志，然后在下部及齐胸处绑两根横筋定位，并画好竖筋分档标志，横竖筋的间距及位置应符合设计要求。

按已划好箍筋位置线，将已套好的箍筋往上移动，由上往下绑扎，采用缠扣绑扎。箍筋与主筋要垂直，箍筋交叉点均要绑扎。箍筋的搭接处应沿墩身竖筋交错布置，其搭接长度及位置要符合设计图纸及施工规范的要求，并绑扎牢固。在搭接长度内，绑扣不少于3个，绑扣要向墩身中心。

5.2 混凝土施工

墩身混凝土施工前，先清除承台顶和每节段墩身顶面浮浆至强度符合设计要求的新鲜混凝土面并凿毛，精确测设出墩柱中心线并建立临时水准基点，确定墩底标高，并采用高强砂浆对模型周边做进一步找平、塞缝处理。

混凝土在搅拌站集中拌合生产，混凝土运输车运至墩位，高压输送泵泵送入模，局部找平采用塔吊吊送料斗旋转至施工部位卸料。

墩身混凝土采用分层浇筑，分层厚度30 cm，均匀摊铺，连续灌注。混凝土振捣采用插入式捣固器捣固密实，捣固时严格按规范控制插入深度、捣固时间及距离，以保证墩柱混凝土内实外美。在墩身混凝土浇筑时，混凝土应从四边均衡下料，以防止混凝土出现过大偏压，造成模板偏斜。

5.3 墩顶实心段的施工

墩顶实心段施工时，先拆除内模及支架，然后安装实心段的过梁(过梁采用工字钢，平行、等距平放在空心段最顶段)和底模，再安装好实心段外模，进行混凝土灌筑。跨河口庙水库特大桥31#、32#墩顶实心段同梁体0号段一体施工，将平台升至所装模板高度后，拆除翻模，搭设托架，再安装0号段模板，然后绑扎钢筋，灌筑混凝土。

通过采取以上施工工艺和方法，跨河口庙水库特大桥高墩施工在确保安全的情况下，按期封顶，主墩线形控制良好，满足了设计和施工规范规定要求，达到了预期目标。

［1］于峥，冯双，赵军.圆端形空心高墩内外脚手架式翻模施工技术［J］.铁道标准设计，2000(8)

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［3］杜忠志，张耀辉.王村高架桥空心薄壁高墩翻模施工技术［J］.国防工程与技术，2004(3)

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