可调圆弧悬臂爬模在圆端形变截面高墩中的应用

王富春

摘 要：随着桥梁事业的飞速发展，高墩、大跨结构的桥梁比比皆是，多种结构轻便，经济适用类型的模板在工程中先后被开发并应用。文章结合黄韩侯铁路芝水沟特大桥下部空心墩施工，阐述可调圆弧悬臂爬模在此类桥墩施工中的优越性、施工方法及注意事项。

关键词：可调圆弧；悬臂；变截面高墩；施工方法

中图分类号：U445 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）04-0135-02

Abstract： With the rapid development of bridge construction， bridges with high piers and long span structures are everywhere. The templates of light structure and economical application type have been developed and applied in engineering. Combined with the construction of hollow piers in the lower part of Zhishuigou Bridge of Huanghanhou Railway， this paper expounds the advantages， construction methods and matters needing attention of adjustable arc cantilever climbing formwork in the construction of this kind of bridge pier.

Keywords： adjustable arc； cantilever； variable section high pier； construction method

1 工程概况

皇陵至韩城至侯马铁路芝水沟特大桥位于黄土沟壑区，跨越芝水沟主、支沟，沟梁交错，场地狭窄，交通运输极其困难。桥梁全长1608.9m，上部结构为双线[（2×48m+17×64m）预应力混凝土简支箱梁+（7×32m+2×24m）预应力混凝土简支T梁]，桥高84m。下部空心墩共计19个，圆端形变截面形式，分布于沟顶、半坡、沟底，40m以下墩7个，40以上至70m墩10个，70m以上墩2个，最高墩为79m。坡比为45：1。

2 与钢模板相比较可调圆弧悬臂爬模的优点

2.1 经济，可循环使用，能大大节约施工成本

根据模板招投标结果显示，一套79m高桥墩钢模内外模约480T，加工成本336万元，扣减回收成本48万元后所需成本288万元；一套70m高桥墩的可调圆弧悬臂爬模租赁成本52万元，全桥40m以上墩12个，采用四套可调圆弧悬臂钢木组合模板，三个循环即可完成高墩施工，每个循环只需增加一次切削掉的圆弧调节模板面板，模板成本208万元，能节约成本80万元。

2.2 结构重量轻，体积小，适合场地条件差的工况

该模板体系主要由模板系统、架体与操作平台系统、预埋锚固系统组成。模板系统包括H20木工字梁、18mm覆膜胶合板模板、2[12钢背楞、d20对拉螺栓、d20铸钢母联垫等。架体与操作平台系统包括上架体、可调斜撑、上操作平台、下架体、下操作平台、吊平台、纵向联系梁、栏杆及安全网等。预埋锚固系统包括M30受力螺栓，爬升锥体，高强拉杆及锚固锥体。可调圆弧模板高度4.65m，浇筑节段4.5m，下包100mm，上悬50mm，。全部原材料可运输到桥墩旁边再进行组装，所需施工场地能够摆放下相同高度的钢模板内外模即可。

2.3 操作简单，适用性广，实体外观能够保证

单块模板中，面板与竖肋（木工字梁）采用自攻螺丝连接，竖肋与横肋（木梁连接器）采用连接爪连接，通过调整调节器将模板调成需要的弧度。各连接件标准化程度高，通用性强，可制作出半径大于1.8m的任何弧度模板。而且面板采用的是进口覆膜胶合板，表面平整光滑，刚度好，不易损坏。

2.4 系统自带操作平台，安全性能好，适于高空作业

顶平台宽0.7m，模板操作平台宽2.4m，用于绑扎钢筋、安装加固模板等；吊平台用于提升模板后对上节段混凝土缺陷的修补，拆除预埋件。步板均采用5cm模板，安全护栏统一高度1.2m，平台外侧及底部悬挂安全网，能够很好地保证操作人员安全。

3 可调圆弧悬臂爬模施工方法

3.1 模板的拼装

以6#圆端形桥墩为例，墩高79m，最大截面圆弧直径11.12m，弧长17.458m，两圆弧间直段3m。按照模板厂家设计并经过检算出具的模板分块尺寸，3m直板段拼装成一块模板，圆弧段从连接直模板处开始，分段尺寸3*2.4m+2*1.53m+3*2.4m。按照45：1坡比计算出4.5m高位置桥墩截面尺寸，在1.53m宽模板上切削掉多余模板。

3.1.1 首先在桥墩附近设置一个10*10m的拼装平台，平整度 5mm。

3.1.2 按照每块模板设计间距及数量将木工字梁摆放好，铺覆膜胶合板，用自攻螺丝与木工字梁固定。

3.1.3 翻转模板，安装木梁连接器、模板邊加强角钢肋、安装调节系统，通过调节系统带动模板发生弯曲，直至模板的弯曲半径达到设计值。

3.1.4 用可调钢框夹具连接各可调圆弧单元模板，按照以上步骤依次加工出内、外模板。

3.2 施工流程

按照每节段4.5m依次施工墩底实心段、空心段，墩顶实心段利用该体系操作平台，单独加工模板施工。

3.2.1 实心段施工。利用组装好的外模施工墩身实心段，钢筋安装完成后，按照测量放样点位，组立3m宽直段模板，圆弧段模板，安装好对拉螺杆，校正模板上口并加固。安装主平台三脚架位置预埋埋件系统，用安装螺栓固定在模板上，浇筑混凝土。

3.2.2 第一节空心段施工。拆除模板及支架，清理模板表面杂物，按设计图纸将主平台三脚架挂在相应的埋件点上（两榀组成一个单元），插入销子，确保架体与受力螺栓牢固连接。安装模板操作平台、护栏，进行第一节空心段钢筋安装。将单块外模、上架体、顶平台三脚架组拼后，采用吊具安装外模，就位后安装可调斜撑调整模板的垂直度。外模安装完毕后，安装内模、对拉螺杆，校正、加固。通过锚固装置将模板下沿与上次浇筑完的砼结构表面顶紧，确保不漏浆和不错台。按设计位置安装埋件系统，浇筑第一节空心段混凝土。

3.2.3 第二节及以上空心段施工。拆除外模板及上架体、斜支撑，调整模板弧度。提升单元三脚架按设计就位（第一次提升），安装吊平台，拆除前一次可周转的预埋件，以备用。安装第二节空心段钢筋，安装模板体系，校正、加固，浇筑混凝土。重复以上操作（第二次提升），依次完成空心节段施工。

4 过程中需注意的几个问题

（1）模板系统各结构及受力部件必须根据实际情况进行应力检算。（2）埋件系统位置必须准确。（3）模板拆除须等到混凝土强度达到10MPa后才能进行。（4）悬臂模板提升必须在白天进行；当遇到雷雨天气或风力达到5级以上时不得进行作业。（5）悬臂支架上不能堆放过重的物品，如钢筋等。（6）过程中经常检查模板吊钩、斜支撑及平台连接处螺栓是否松动，发现问题及时处理。

5 结束语

目前经济的发展加剧了对我国桥梁工程的需求，适应各种结构形式的模板体系也将越来越多。本文通过实际案例介绍了可调圆弧悬臂爬模在空心薄壁高墩施工中的应用，为以后类似工程提供了参考价值。

参考文献：

[1]铁道部第三工程局.铁路工程施工技术手册-桥涵（中册）[M].北京：中国铁道出版社，1994.

[2]中华人民共和国行业标准.TB10424-2010 J1155-2001铁路混凝土工程施工质量验收标准[M].北京：中国铁道出版社，2010.

[3]交通部第一公路工程局.公路施工手册.桥涵（上下册）[M].北京：人民交通出版社，1985.endprint