变截面空心薄壁墩悬臂爬模的施工技术探究

孟 启 基

(山西八建集团有限公司，山西 太原 030027)

0 引言

改革开放以来，我国的经济水平不断提高，人们的衣食住行变得越来越便利，交通网络也逐渐变得越来越复杂。现阶段，我国的高速公路桥梁墩台构造设计中普遍应用了一种变截面空心薄壁墩的施工工艺，这种桥墩的高度可以设计的很高，而且施工技术相对简单，也不需要投入大量的人力物力。业界专家研究出来了爬模法、滑模法以及翻模法等多种施工方案，这些方法都有各自的优势和不足，对其研究是必要的。本文将对爬模法进行较为详细的探究。

1 悬臂爬模的概述

1.1 悬臂爬模的施工特点

一般情况下，在山区变截面空心薄壁墩的施工工程中常常会见到悬臂爬模施工。悬臂爬模的模板外支架大多采用三角形的结构来进行支撑，由支架和埋件系统来负责承受所有的振动荷载以及混凝土的侧压力，既不需要另外搭建脚手架，也不需要专门设拉筋，整个施工过程非常简单，施工周期相对较短，由于混凝土的表面相对来说比较光洁，这种施工方案在高空作业中十分适用。悬臂爬模的模架是一个整体，整个模板不仅可以一起向后移动，还可以前后倾斜，整个模架的移动以及拆装特别简单易学，模架的体积较小，不会占用太多施工现场的空间。各个模板单元之间是利用芯带连接起来的，并利用悬臂倾斜着来进行支撑，模板单元可以相对于支撑架部分来进行各个方向的调节，还可以进行微调校模，因此使用起来非常方便快捷。利用锚固装置可以让混凝土和悬臂爬模紧密地连接在一起，这样就可以有效避免错台或者是漏浆等情况的出现。模板的上面常常会设立吊平台，这个吊平台的作用有很多，既可以对混凝土进行处理，还可以拆除埋件。悬臂爬模的面板利用的材料是高密度的压缩木板，结构是工字梁结构，因此，面板具有价格低廉、质地轻、保温效果好以及使用寿命长等多种优点。

1.2 悬臂爬模的结构组成

悬臂爬模主要由三大部分组成，分别是：支架系统、固定系统以及模板系统。支架系统主要由内支架、吊平台、操作平台以及三脚架组成，其中，内支架是由钢管和预埋件相互配合搭建而成的，不仅可以安装和拆除内模，还可以用于绑扎钢筋；吊平台的作用主要是对混凝土表面的外观进行修饰，并且可以方便用于周转的预埋件的拆除工作；和吊平台一样，操作平台的各个方位都设置有防护网以及栏杆。固定系统中的锚固装置以及预埋件需要承担所有的施工荷载、模板以及支架，可调斜撑可以用来控制模板的倾斜度。模板系统的面板可以利用18 mm厚的胶合板，桥墩的外模可以利用工字木梁模板，并用Ⅰ20的工字木梁来充当竖肋，而横肋是由两根槽钢Ⅰ14背对着组合而成的，此外整个模板系统还有几个M20的高强螺栓来进行固定。

1.3 悬臂爬模的尺寸选择

一般情况下，变截面空心薄壁墩的高度要相对高一些，因此，整个变截面空心薄壁墩的浇筑工作常常需要分段来完成。通常情况下，分段的长度是根据钢筋长度来决定的，两次浇筑的高度和钢筋的长度是相同的，钢筋的一般长度是9 m，那么墩身的每次浇筑高度一般就会定成是4.5 m，而模板的高度应该比4.5 m要稍微高一些，这样不仅可以防止错台情况的出现，还可以减少墩身混凝土明显的接缝。设计人员在设计悬臂爬模的时候通常会充分考虑到施工过程中各个墩身的尺寸变化情况以及墩身的主要尺寸，在确保施工过程中的侧面面板不会悬出过长的前提下，尽可能地改善模板的周转率、利用率等工艺参数，控制好施工周期，科学合理地选择出模板的主要尺寸。

2 横梁的施工工艺技术

2.1 横梁预制

施工单位在施工开始之前应该选好横梁预制的场地，科学合理的场地位置会有利于后续施工的进行。为了保证施工现场的用电安全，相关工作人员应该在横梁预制场地的适当位置设置接电箱，并安装防止触电、漏电的保护装置。依照我国相关的安全文明施工要求，施工单位应该在预制场内安装必要的消防设施以及标志牌。安排好横梁预制的场地以后就可以制作基础和梁底座，由于衡量底模的两端支点会承受预制梁的所有重量，设计人员应该适当将其加厚，并在底模里面加设钢筋来进行加强。模板的接缝处需要安装榫头，并用螺栓进行连接，利用黑色橡胶管将底模和侧模镶嵌到底座预埋槽钢里面，侧模的拉杆在受挤压的状态下就可以起到止浆的作用。

2.2 横梁安装

在安装横梁之前，施工单位首先要根据周围的地理条件制定出合理的横梁安装方案。接下来就可以进入栈桥施工阶段，栈桥施工主要包括测量配合安装导向架、钢管桩下沉、测量放样、桩顶纵横梁架设、上部结构安装以及桥面板铺设等。需要注意的是，工作人员在进行沉桩施工的时候需要多加注意，在刚开始的阶段，由于桩本身受到重力的作用，其将自行下沉一段距离，在桩的自行下沉过程结束以后，施工人员就可以利用工具使桩继续下沉，每根桩的下沉最好一气呵成，中途较长时间的间歇会导致桩周围的土扰动恢复，从而增加了桩继续下沉的困难程度。栈桥施工完成以后，工作人员需要将横梁运输到指定位置进行安装。

3 变截面空心薄壁墩悬臂爬模的施工

3.1 变截面空心薄壁墩悬臂爬模的施工前准备

变截面空心薄壁墩悬臂爬模的施工要点是不断提高模架、混凝土浇筑，分段来完成墩身的施工，当施工完成以后再将模架进行拆除，主要的工艺流程是：施工人员完成混凝土浇筑以后就可以将模板后移，接下来就是将整体进行提升，并完成合模浇筑工作，这样就完成了这一阶段的浇筑工作，可以进入下一阶段的浇筑工作。在变截面空心薄壁墩悬臂爬模施工之前，相关工作人员应该将设备、人员等进行合理分配，根据相关规定完成测量放样工作，确保模板尺寸、垂直度、节缝错台宽度以及平整度都达到标准。为了防止模板在使用的时候发生混乱的情况，工作人员需要提前给每套模板进行编号。

3.2 变截面空心薄壁墩悬臂爬模的主要施工流程

变截面空心薄壁墩悬臂爬模的施工流程主要包括：模架组拼、首次混凝土浇筑、模架第一次提升以及混凝土养生，其中模架的组拼工作可以就地进行，爬架和面板可以同时进行组拼。如果面板上面有切割或者是钻孔的部分，那么就需要利用含有丙烯酸成分的油漆进行两次封边处理，这样不仅可以提升设备的使用寿命，还可以降低吸水率；在首次混凝土浇筑过程中，在对地面起第一节段墩身施工的时候，需要先对墩身周围的土地进行加固，并将模架固定系统预埋好；地面起第一节段墩身施工完成以后，必须使混凝土强度达到6 MPa以后才可以对埋件螺栓进行松动，而模架的拆除工作需要当混凝土强度达到10 MPa以后才可以进行，同时需要完成模板表面的清理工作；浇筑工作完成以后，工作人员需要将顶部外露面用土工布覆盖起来进行洒水养护，防止由于温度的变化使混凝土表面出现收缩开裂。

4 结语

现阶段，我国大部分的高墩施工项目采用的都是变截面空心薄壁悬臂爬模施工工艺，这种施工工艺的安全可靠性高，经济效益好，施工周期短，是大多数工程设计师的首选方案。在实际的施工过程中，施工单位需要及时做好施工前的准备工作，认真对待施工中的每一个环节，在严格遵守工艺要求的同时根据现场的实际情况进行调整，以期达到更好的施工效果。