空心薄壁高墩悬臂爬模施工技术

杨文杰，刘 雄

(1.浙江省交通工程建设集团有限公司市政分公司;2.长沙理工大学)

1 工程概况

龙山至永顺高速公路郑家寨大桥及苗新大桥分别位于湖南省龙山县红岩溪镇卜纳洞村及苗兴村，分别跨河流及溪沟，沟谷两侧山坡较陡，两岸山顶与沟谷底部高差达245 m。郑家寨大桥及苗新大桥桥长分别为706.16 m、286.24 m(以左右幅平均值计)。上部结构为装配式预应力混凝土连续T梁，采用先简支后连续。郑家寨大桥左右线分别为5 联18跨、5 联17 跨，具体布置为4 ×40 m +3 ×40 m +3 ×40 m +3 ×40 m+5 ×40 m、4 ×40 m+3 ×40 m+3 ×40 m+3 ×40 m+4 ×40 m;苗新大桥左右线分别为1 联6 跨、1 联8 跨。下部结构为空心薄壁墩和柱式墩、桩基础。

郑家寨大桥、苗新大桥共有空心薄壁墩23 个，其中等截面空心薄壁墩11 个，变截面薄壁空心墩12 个，高度在42.11～93.669 m 之间。等截面薄壁空心墩截面尺寸有3 m ×5 m、3.2 m×5.5 m 两种，对应桥墩壁厚分别为50 cm、60 cm，其中顺桥向宽为3 m(3.2 m)，横桥向宽5 m(5.5 m)。变截面薄壁空心墩墩顶截面尺寸为2.7 m×5 m，墩身薄以1∶100坡度向下扩大，墩身壁厚为60 cm。

2 施工方案比选

2.1 空心墩常规施工方法及优缺点

空心薄壁高墩施工一般采用的施工方法有滑模、液压爬模及翻模。

滑模施工速度快，但混凝土外观质量差，工艺要求严格，需要专业施工人员，质量难以控制，管理难度较大。

液压爬模施工具有大模板及滑模共同的优点，墩身垂直度及平整度容易控制，外观质量好，安全系数高，但结构相比翻模要复杂，造价高。

翻模施工工艺简单，外观质量一般，能充分利用用于材料垂直提升的塔吊，投入较少，但翻模一般分三层，上层模板以下层模板作为支承，施工速度较慢，控制相对较难，安全系数低。

悬臂爬模施工是最近几年出现一种新型模板体系，原理是对翻模的一种改进，提高了安全系数、外观质量和施工进度。

结合本桥实际从工期、安全性能、经济和技术先进方面综合比较，悬臂爬模施工处于优势，最终研究决定采用悬臂爬模施工。

2.2 悬臂模板优点

悬臂模板体系，是相对传统的支架体系，有许多优点:

(1)模板同支架一起吊装，模板不落地，即节省了空间又减少了模板的磨损、碰撞，增加模板的周转次数。

(2)提供全方位的操作平台，施工单位不必重复搭设操作平台而浪费材料和劳动力。

(3)结构施工误差小，纠偏简单，施工误差可逐层消除。

(4)施工速度快，可以提高工程施工速度(平均4 d 一层)，最快的可达到3 d。

(5)模板部分可整体后移600 mm。

(6)模板部分可相对支撑架部分上下左右调节，使用灵活。

(7)利用斜撑模板可前后倾斜，最大角度为±18°。

(8)架体部分重量轻，结构合理。

(9)主体部件各部分可自由拆卸和组拼，便于运输和存放。

(10)各连接件标准化程度高，通用性强。

3 模板设计

3.1 外模模板

(1)悬臂模板的组成

悬臂模板主要由六部分组成:主背楞、模板、后移装置、斜撑承重三角架、埋件系统、吊平台。两榀支架作为一个单元块。

模板系统采用面板(面板厚21 mm，芬兰进口维萨板)与木工字梁相结合的模板体系。

(1)等截面外模板设计(以5 500 mm×3 200 mm 等截面墩为例)

(2)变截面外模板设计(以6 863 mm×4 563 mm 变截面墩为例)

考虑到变截面墩身为双向收分结构，为方便施工，外模采用两端固定模板+中间抽块模板(按N ×90 mm 变化)进行变化，施工前应提前准备各种抽块模板，模板上升固定位置时进行对号拆换。

3.2 内模模板

内模板采用2 cm 竹胶板拼装而成，竖向背楞采用8 cm方木，最大间距52.5 cm，水平背楞为双10 cm 方木，间距1.2 m。其中，变截面内模采用同外模模板抽块变化相同的形式实现变化。

4 施工步骤及工艺流程

4.1 施工步骤

空心薄壁墩采用分节循环施工，每标准节施工高度为4.5m。施工步骤为:

第一步，先按常规方法绑扎钢筋、立模，浇筑第一节墩身混凝土时，需预埋好模板固定装置;在模板就位前，通过模板面板上的孔，将埋件系统(埋件板、受力螺杆、爬锥)用M36X60 高强螺栓临时固定在模板上。

第二步，拆除模板，安装支架，将模板系统整体提升挂在预埋的爬锥上，绑扎安装钢筋、合模、浇筑混凝土，完成第二节墩身施工。

第三步:整体提升悬臂模板系统至下一节段，安装吊平台，拆除上一节段预埋爬锥，以此不断提升模板浇筑混凝土，循环施工直至设计高程。

4.2 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

图1 施工工艺流程图

5 质量控制

加强面板保护，表面涂专用脱模剂，破损部位用掺有固化剂的树脂或腻子填补，严禁用铁质铲清除表面。模板安装完成后，断面转角处用对拉螺杆拉紧，保证模板整体性。

模板拼装成型标准:板面对角线误差小于3 mm，两块模板拼缝间隙±0.5 mm，板面平整度±0.5 mm，局部变形不大于1 mm。为保证浇筑节段上下接缝无错台和漏浆现象，模板需与已浇筑混凝土上沿反包15 cm，并贴合紧密。

6 结 语

郑家寨大桥及苗新大桥的空心薄壁高墩施工中采用悬臂模板施工技术，有效克服墩身施工的难点，施工效果显著，主要体现在施工工期速度快、施工质量美观、施工成本合理，具有较高的推广价值。在等截面空心薄壁高墩悬臂爬模施工中对内模板进行了优化，使模板提升过程中实现了内模与外模整体提升，每一节段4 d 即可完成，提高了工效，缩短了施工周期。

［1］吴新民，大溪丰大桥箱型空心薄壁高墩身施工技术［J］.公路交通科技(应用技术版)，2011，(8):289－291.

［2］吴秋良，刘宗建.变截面空心薄壁墩悬臂爬模施工技术［J］.重庆建筑，2009，8(69):16－18.

［3］刘艳霞.变截面空心薄壁高墩悬臂爬模施工技术［J］.铁道建筑技术，2013(4):113－115.

［4］公路桥涵施工技术规范(JTJ041－ 2000)［S］.

［5］交通部第一公路工程总公司.公路施工手册:桥涵(上册)［M］.北京:人民交通出版社，2000.