某高速公路桥梁翻模法施工技术

李文东

(葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概况

水泥厂高架桥位于六盘水市钟山区，部分位于人民路互通范围内。桥跨布置主要受粮库专用铁路、粮库规划专用铁路、水泥厂专用铁路、水小线及响水河控制，上部结构采用预应力混凝土T梁，先简支后连续结构体系，桥跨布置为9×30m+40m+2×35m+40m+22×30m+24×40m，其中，36#～51#下部结构桥墩采用矩形墩、桩基础，其余采用一般桩基础。

本桥下部构造为高墩，46#墩高48.96m，采用2.4m×6.5m矩形实心墩。根据水泥厂高架桥现场情况，46#墩采用塔吊配合翻模法进行施工。

2 翻模法施工系统介绍

本施工系统由提升机构、模板系统、工作平台和安全设施组成。

2.1 提升机构

提升机构为每2个施工墩位处设置塔吊一台，由于塔吊为附着式塔吊，所有塔吊中心位于左幅桥墩中心垂直线上。塔吊中心距墩边约4m左右，当墩身施工到一定高度处，按照附着式塔吊要求，在墩身预埋物件附着在墩身上，增强塔吊稳定性。塔吊负责2个墩台双幅桥墩模板、小型机具的提升，及浇筑时混凝土的垂直运输等。对于另外左右幅2个墩台，最远施工距离约为36m，根据塔吊起吊参数，36m起吊能力为1800kg，而模板最重为1100kg，符合塔吊参数要求。

2.2 模板系统

采用拉杆式钢模，由定型钢模、拉杆组成，依据施工图由钢模厂订做。模板在加工厂严格进行模板试拼，试拼分水平方向和垂直方向，尤其要注意模板第一次翻升后垂直方向的试拼(见图1)。

图1 模板试拼示意

2.3 工作平台

工作平台分为模板工作平台和钢筋工作平台两种。其中，模板工作平台设置在翻模外侧，采用φ48mm钢管制成可拆卸骨架及栏杆，上部搭设木板，主要作为人员工作和小型机具的操作平台。每节模板均设工作平台，并用螺栓与模板连接，随模板一起向上翻升，为模板组装、拆模提供作业空间(见图2)。

钢筋工作平台采用φ89mm钢管及角钢地面制作，高度为3m。每次绑扎钢筋前，由塔吊提升至已浇筑段顶面，并由螺栓将四脚固定在模板上，钢筋绑扎完成后吊至地面，以备下次使用(见图3)。

图2 模板工作平台示意

图3 钢筋工作平台示意

2.4 安全设施

人员上下安全设施由上部平台围栏、横向安全网、围栏密目网等组成。墩身施工时，随着墩身的加高，在左右幅身之间设置门式支架。门式支架采用钢管加固在墩身之间，门式支架上安装专用梯子，供人员上下施工使用。

3 高墩墩身翻模施工技术

桥梁墩身翻模法施工流程见图4所示。

图4 翻模法施工流程

3.1 钢筋加工及安装

竖向钢筋采用直螺纹套管机械连接方式。利用墩内钢管支架定位、固定钢筋，在设置钢劲性骨架的墩身施工时，可利用劲性骨架定位、固定钢筋;也可以加工可提升的钢支架，置于内外层竖向钢筋之间，用以固定、定位钢筋。宜使用9m定尺钢筋，因3m、4.5m高的模板与之配合比较合理。

水平箍筋和拉筋按照常规工艺施工。设计有钢筋网片，采用定型的钢筋网片产品，也可预先在现场加工成片，待主钢筋安装完毕后整体安装、固定。

3.2 翻模模板制作安装和翻升

3.2.1 模板高度选定。由于墩身较高，综合考虑节段施工时间、机具长度及钢筋配料和减少施工缝数量等方面的因素，每套翻模模板设计分为3节，每节2.0m，共6.0m，并设0.5m高调整节，以适应不同墩高要求。施工时，每次翻升2节模板，浇筑混凝土4m。

3.2.2 模板构造设计。为保证混凝土外观质量，墩身模板采用拉杆式组合钢模板。钢模板面为6mm钢板，横边框为14mm钢板，横肋为6mm钢板，纵肋为10#槽钢，纵边框为14mm钢板，背楞为16#槽钢，吊钩为20mm圆钢，边框采用20mm螺栓连接，企口式接缝，上口为母口，下口为子口。

3.2.3 模板翻升方法。翻模施工时，拆模后需要将模板向外移出再利用塔吊向上翻升。每次翻升保留上面一节模板，把最下一层模板拆开并移出，利用塔吊将模板吊起，并放置于上层模板相应位置上，进行模板组装并将本节模板与下层模板联接。

3.2.4 模板定位。采用全站仪进行施工放样和检测，每级混凝土浇筑前测量模板四角的平面坐标，如有偏差及时调整。墩身随高度增加，为避免日照影响，混凝土浇筑前的模板检验与精确定位均在日照影响最小时进行，一般安排在早晨日出之前。模板初步定位时，由测量人员根据测量时日照情况预估偏位值进行预偏定位。

3.3 墩身混凝土搅拌和运输

水泥厂高架桥46#左幅实体式高墩C40混凝土用量763.9m3，采用塔吊提升料斗垂直运送。混凝土在拌合站集中拌和，采用HZS1500型标准混凝土拌和站(具体参数见表1)。

3.3.1 材料控制

(1)细骨料采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净、粒径小于5mm的河砂;

(2)粗骨料按配合比设计选取，要求石料压碎值≤16%，小于2.5mm的颗粒含量≤5%(以质量计);

表1 HZS1500型拌和站设计参数

(3)拌和用水采用现场水井集水，可达到饮用水标准，满足拌和要求。

3.3.2 混凝土配合比。混凝土拌和站悬挂配合比指示牌，注明每次搅拌用砂、石、水泥、水等用量及塌落度要求。经常检测骨料含水量，据此调整水的用量。严格按设计配合比进行投料，控制投料精度，保证水灰比、水泥用量、塌落度等技术指标，进而保证满足混凝土质量及施工和易性要求。

3.3.3 碱含量控制。根据《预防混凝土工程碱集料反应技术管理规定(试行)》及设计文件相关要求，本标段内桥梁工程混凝土碱含量限值为:中小桥不超过3.0kg/m3;大桥不超过1.8kg/m3。为达到这一指标要求，主要采取以下措施控制:

(1)提高重视，加强试验工作，优化配合比设计;

(2)采用低碱水泥，要求水泥碱含量≤0.6%，熟料碱含量≤0.5%;

(3)严格控制集料，选择非碱活性集料。当骨料供应发生变化时，应按照现行建筑材料规程进行详细补充勘察和碱活性成分含量试验，未经论证不得使用。

3.3.4 混凝土运输。采用8台混凝土罐车运送高墩混凝土，每座施工桥梁各2台。墩身浇筑前确认施工便道畅通，以保证混凝土能够连续浇筑。在混凝土运输过程中，为防止产生离析现象，混凝土运至施工现场后首先由罐车加速旋转20s～30s，对混凝土进行二次搅拌，以保证混凝土的均匀性。

3.4 墩身混凝土浇筑及养护

3.4.1 浇筑前准备工作。混凝土浇筑前应检查模板的标高、尺寸、位置、强度、刚度、牢固性、平整度、内侧的光洁度等内容是否满足要求，不得有缝隙和孔洞。检查模板接缝是否严密，隔离剂是否涂抹均匀，模板中的杂物应清理干净;钢筋及预埋件的数量、型号、规格、摆放位置、保护层厚度等是否满足要求，并做好隐蔽工程验收记录。

3.4.2 混凝土浇筑及振捣。混凝土浇筑采用塔吊提升料斗垂直运输。对混凝土倾注高度超过2m的，采用串筒下料，防止离析。浇筑过程中，要按一定的顺序和方向分层进行，分层厚度不大于30cm。振捣方式采用插入式振动器，插点交错式布置，插点间距不超过1.5倍作用半径。振捣按一定方向依次进行，不得进行跳跃式振捣。振捣过程中注意振捣器要快插慢拔，插点均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到振捣密实。振捣上一层时应插入下层5cm，以清除两层间的接缝。插入式振捣器的机头，不得贴上模板，靠近模板振动时要保持5cm～10cm的间距。当振捣折角处不可避免靠近模板时，可用胶皮包裹机头。

严禁利用钢筋振动进行振捣。每次振捣的时间要严格掌握，插入式振捣器，一般只要15s～30s。混凝土应振捣到浆体停止下沉、无明显气泡上升、表面平坦泛浆，呈现薄层水泥浆的状态为止，然后慢提振捣器。

3.4.3 混凝土养护。混凝土养护采用无色塑料薄膜包裹，自然蒸养的方法，但必须保证要有足够的水分，且塑料薄膜无破损、无透气。

3.5 外观质量控制

高墩施工由于多次立模，多次浇筑，容易引起外观质量下降。为了提高外观质量，经过多次探索，施工中采取了以下措施:

(1)针对混凝土泵送难、和易性差、颜色灰白的问题，施工中优化了混凝土配合比，在保持原来配合比、坍落度的前提下，采用“双掺”技术，增加适量粉煤灰和减水剂，使混凝土的颜色更均匀，和易性更好;

(2)提高立模精度，采用玻璃胶皮处理接缝，保证接缝严密;

(3)夏季施工由于气温较高，尽可能安排在下午或夜晚温度较低时进行，以减小混凝土坍落度损失;

(4)混凝土浇完后，立即覆盖养护，拆模后用塑料薄膜包裹，进行湿润养护，同时避免上一节段墩身浇筑时污染已浇筑的下部墩身;

(5)拆模后及时修复表面缺陷，保证墩身颜色一致，棱角分明。

4 翻模法施工的优缺点

4.1 翻模法施工的优点

(1)混凝土浇筑时间不限制、养护方法简单;

(2)混凝土养护管理方便;

(3)桥墩混凝土的表面光洁，外型美观;

(4)施工方便，操作简单，施工周期短;

(5)在施工过程中可依据监测数据纠正偏差，确保混凝土的浇筑质量。

4.2 翻模法施工的缺点

(1)需要较多的支架;

(2)为保证施工缝的质量，需对前段混凝土顶面人工凿毛;

(3)需较多的设备，如手拉葫芦、全站仪、水准仪等。

5 结语

高墩施工中正确选用合理的施工工艺十分重要，特别是施工跨度大，地形条件比较复杂，大型机械设备无法进场施工的地方，翻模法具有操作方便、易掌握、成本低、工期短、安全等特点。实践表明，借助塔吊翻转模板在薄壁空心墩施工中是切实可行的，可进一步推广到其他桥梁高墩施工中。