山区高速公路薄壁空心高墩翻模施工技术

黄金根，刘晓义

（安徽省路桥集团工程有限责任公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

目前国内外对桥梁工程薄壁空心高墩施工主要有爬模、滑模、翻模等几种施工方案[1、2]。

爬模施工因外爬式支架刚度较小，无法用自身结构纠正模板偏差；支架承载力小，墩身模板单块面积受到限制，模板接缝较多，容易出现错台；作业平台狭小，安全隐患多，风险大。

滑模施工极易产生支承杆弯曲、混凝土水平裂缝或被模板带起、局部坍塌，混凝土外观质量较差；需装饰混凝土表面、配套设备较多，投入较大；一旦施工开始，中途不能停止，在雨季施工，混凝土质量难以保证等多种问题，且模板耗钢量大，一次性投资费用较多。

翻模施工技术具有施工速度快、工程质量好、人员操作安全、劳动强度低、经济效益好等优点。综合考虑施工质量、工程造价、施工工期、劳动强度等多种因素，对薄壁空心高墩的外模施工采用翻升模板系统具有明显的优势。

本文结合岳西至武汉高速公路路基工程第九标段双畈河大桥高墩墩身施工，具体探讨翻模施工技术的应用。

1 工程概况

岳西至武汉高速公路（安徽段）第九标段地处安徽省安庆市岳西县境内，双畈河大桥桥区位于大别山东南腹地，区内多山，地形以中、低为主。该桥位区地貌单元属丘陵和山间洼地，桥位区地标高程在220m～300m之间，高差变化大。桥梁上部采用先简支后连续预应力混凝土T梁，下部采用墩式、实体墩、空心薄壁墩、肋台、柱台、桩基础。其中空心薄壁墩16个，最高墩柱高57m。该桥全部薄壁空心高墩均采用翻模施工技术，取得了理想的效果。

2 翻模技术特点

①易控制墩身偏心、扭转，能够随时纠正墩身施工误差，保证墩身垂直度要求。混凝土表面平整光洁，外观质量高。

②模板和内外作业平台可一次安装。

③一次浇筑6m～8m，施工速度快，减少直螺纹连接用量，降低成本。

3 工艺原理

薄壁空心高墩翻模施工工艺原理（见图1、2、3）。翻模是由四节段大块钢模板、内外工作平台、塔式起重机组合而成的成套模具。施工时第一节模板支立于承台基顶上，第一次浇筑高墩柱底座混凝土（空心墩底部倒角部分混凝土），待混凝土浇筑完毕终凝后，绑扎二、三、四层钢筋。绑扎完毕后，利用塔式起重机安装第二、三、四节模板，模板安装完成后浇筑该段混凝土。待混凝土浇筑完毕终凝后，绑扎第五、六、七层钢筋，拆除第一、二、三节模板，将其翻升至第五、六、七层。以后每次浇筑6m高度混凝土，形成钢筋绑扎、拆模、翻升立模、测量定位、接长泵送管道、浇筑混凝土、养生和标高复核的循环作业，直至达到设计高度。

每节模板高度为2m，主要由内外模板、横背杠、竖背杠、拉筋、工作平台组成。

4 工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程（见图4）

4.2 操作要点

4.2.1 模板设计与加工

模板的设计应保证模板有足够的刚度，以保证一次浇筑6m～8m高混凝土。在设计计算时，应考虑混凝土对模板的最大侧压力、泵送混凝土时对模板的冲击力及振捣混凝土时产生的荷载。以图1所示墩身截面模板设计为例，外模分为6块边模和4块端模；模板之间用M22螺栓连接。横背杠均采用[10槽钢，横背杠间距为50cm，边模竖背杠采用[10槽钢，竖背杠间距应根据墩柱尺寸确定。外模模板面均采用5mm厚钢板。内模分为4块边模和8块倒角模，宽度分别为6.25m和2.7m；模板之间用M22螺栓连接。模板横背杠均采用[10槽钢，横背杠间距为50cm，边模竖背杠采用[10槽钢，竖背杠间距与外模竖背杠间距对应。内模模板面均采用5mm厚钢板。拉筋布置应配合内模尺寸考虑。

每节模板均设置工作平台，利用角钢焊接在模板竖背杠上，与模板形成整体，工作平台上铺3mm厚钢板或用直径12mm的螺纹钢筋焊接成走道，外侧工作平台沿周边设立防护栏杆并挂安全网，可供操作人员作业、行走，存放小型机具。

对于其他结构形式桥墩，可根据墩身形式调整模板尺寸构造。

4.2.2 立模准备

对已加工好的大块钢模进行试拼，检查模板加工精度、拼装精度是否达到设计要求。利用全站仪恢复承台纵、横中线，根据承台中心放出墩身边线。为使施工空心墩部分时内外模板对应，先沿墩身边线位置砌台座，以便在台座上立模，台座高度以便于拆除底节模板为准。

对实心墩形式，该台座尺寸可改为墩身高度减去2m的整数倍，剩下不足一节模板的高度，以便于施工。

4.2.3 绑扎钢筋和模板安装

在承台顶面设计位置开始绑扎钢筋，待第一节2m高钢筋绑扎完毕后，先安装第一节模板，并检查模板垂直度，用水准仪和全站仪检查模板边线是否与墩身设计位置吻合。检查完毕后，安装第一节模板并浇筑该层混凝土。待该节段混凝土终凝后，继续绑扎第二、第三节和第四节钢筋，并安装二、三、四节模板。在钢筋绑扎时，将墩身水平勾筋绑扎牢固，并间隔1m焊接在墩身竖向钢筋上，使墩身钢筋形成整体骨架（图纸设计有劲性骨架的墩柱可以不进行次步骤），焊接前先检查钢筋骨架尺寸；根据图纸设计的保护能厚度，在钢筋骨架外挂高强砂浆垫块；立模板时，将模板贴紧垫块，穿上拉筋并拧紧，保证模板的结构尺寸。在拉筋外套PVC管，以增加拉筋周转使用次数。

4.2.4 浇筑混凝土

混凝土采用水平分层灌注，每层厚度一般为30cm，用插入式震动器捣固，注意不要漏振、重振和过振。浇筑完毕后要及时养生，待混凝土强度达到2.5MPa后，人工清除浮浆，凿毛竖向衔接的混凝土表面。

4.2.5 模板翻升作业

在浇注完第二节段混凝土后，绑扎上节段钢筋。绑扎完2m高钢筋后，拆除第一节模板拉筋，将第一节模板用塔吊吊运至第五节模板上，以第四节模板为基座立模，立模完毕后继续绑扎2m高钢筋，再将第二节模板用塔吊吊运至第一节模板上，以此类推的向上进行翻模施工，直至墩顶。4.2.6 墩顶封闭

当模板翻升至墩顶封闭段底模设计起点标高时，在内外侧模上安装封闭段模板。其内模支架采用焊接钢桁架，模板采用5cm厚的木板，拼缝要严密。

4.2.7 拆除模板

施工至墩顶后，墩顶仍保留3个节段模板，待墩身混凝土强度达到规范要求时，拆除模板。拆除时按先底节段、再中节段、最后顶节段的顺序进行。

5 质量保证措施

5.1 质量标准[3]

①符合现行《公路桥涵施工技术规范》、《公路钢筋混凝土工程施工规范》、《公路工程质量检验评定标准》要求。

②每节段立模前和混凝土灌注后，在无太阳强光照射、无大风、无振动干扰的条件下测定墩身纵向、横向中心线，偏差不大于10mm。

③每节段混凝土灌注完后及时抄平，墩身总高度误差不大于20mm。

④混凝土强度合格率100%，表面平整，无蜂窝、麻面，外观美观。

⑤模板加工安装按表1规定标准进行质量控制，按表2规定标准进行模板组装质量控制。

加工钢筋的允许偏差 表1

加工钢筋的允许偏差 表2

5.2 质量控制

①墩中心和扭转控制。先用全站仪测设每节墩身立模中心，再分别测设纵、横向中心线，进行校核，每次校核在一个方向上进行多测回测量和换人测量，通过比较选择正确结果。

②坚持对原材料进行进货检验和进场后试验，确保使用优质材料。

③如在雨天浇筑混凝土，应在墩身钢筋上搭设彩条布防雨。混凝土浇筑应在仓内无水的情况下进行。

④编制完善的模板制作、安装拆除以及钢筋、混凝土作业的工序作业指导书，严格按作业指导书要求操作，保证工序操作质量。

⑤认真细致地做好工程预检、隐检和不定期质量检查、评定工作，发现问题后与责任人一起制定纠正措施，报项目部总工程师批准后，组织实施。

⑥对全部上岗人员进行岗前质量培训，做好施工前的安全技术交底。

6 安全保证措施[4、5]

①进行安全教育，建立健全各项规章制度，加强岗位责任制；严格施工纪律，严格按照操作规程作业。

②高空作业人员作业时必须配戴安全帽、穿施工鞋、系安全绳。

③工作面挂安全网，墩下便道应搭设防护棚；应定期检查工作平台栏杆是否牢固，发现问题及时整改。

④遇到暴雨、雷电及6级以上大风时，应停止施工并切断电源，保护好各种设备。

⑤认真细致地做好工程预检、隐检和不定期质量检查、评定工作，发现问题后与责任人一起制定纠正措施，报项目部总工程师批准后，组织实施。

⑥塔式起重机和电梯的司机要经培训考核，持证上岗。定期检查各种限位开关、起重钢丝绳、卡环、附着杆，如有损坏及时更换。

⑦塔式起重机作业要有专人指挥。禁止超负荷起吊，起重机顶部、大臂前部要设置信号灯。

⑧对全部上岗人员进行岗前质量培训，做好施工前的安全技术交底。

7 结 语

翻模施工薄壁空心高墩具有显著的效果。常规方法施工速度为0.5m/d～0.6m/d，采用翻模施工，根据双畈河大桥薄壁空心墩施工应用情况统计，施工速度可达到1.2m/d，功效提高100%。

由于施工速度快，节省了塔吊、电梯、混凝土搅拌、运输等机械设备费用；而且由于高墩一般为控制工期的部位，所以墩的工期缩短直接带来总工期的缩短，节约管理费用。该施工技术对类似工程施工具有较高的实际价值。

[1]牛保金.阿克巴斯套撒依大桥空心墩施工方法[J].公路交通科技(应用技术版),2009(5).

[2]李现平.桥梁薄壁空心高墩施工和质量控制[J].交通标准化,2014(24).[3]JTG/TF50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2011.

[4]JGJ46—88，施工现场临时用电安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[5]JTG076—95，公路工程施工安全技术规程[S].北京:人民交通出版社,1995.