翻模技术在公路桥梁高墩施工中的应用探讨

陆治业

(广西壮族自治区航务工程处，广西 南宁 530031)

0 引言

近年来，我国交通事业发展迅猛，公路网络密集，基于部分特殊的地形要求，高墩桥梁的修建日益增多。根据我国高墩施工实践经验可知，常用的施工技术主要有滑模、爬模、翻模三种施工方法，由于其各自特点不同，适用情况也存在一定差异，由此必须根据实际情况合理选用，本文主要以翻模法为研究对象展开具体分析。

1 我国公路桥梁高墩应用情况

随着我国公路交通网络的完善，大量的桥梁需跨越大河、深谷，墩高超过40 m的桥梁屡见不鲜。高墩模式下，对于墩身截面尺寸的要求也越来越高，若是继续采用实体墩型式，则混凝土用量过大，经济性较差，由此自20世纪60年代起，我国相继建成了部分空心墩，此类桥墩在满足桥梁墩高要求的同时，实现了桥梁整体施工的经济化、轻型化发展。

根据调查显示，我国自20世纪70年代起，空心高墩修建数量急剧增加，其壁厚基本为50～80 cm，墩壁设多层构造钢筋，墩身设横、纵隔板，后随着施工工艺不断成熟完善，墩壁厚度不断减薄，钢筋减少至两层，隔板等均撤出，不仅工程量进一步减少，在经济性方面的表现也更加优异；20世纪90年代后，爬模、翻模等施工技术的出现为公路桥梁高墩施工注入了新的活力，其进一步缩短了施工时间，有利于获得更佳的高墩施工质量，现阶段墩高超过100 m的桥梁在我国工程建设中十分常见，表1列举了国内部分高墩桥梁。

表1 国内部分高墩桥情况表

2 公路桥梁高墩施工技术的选用

2.1 三种常见桥梁高墩施工技术

近年来，我国桥梁高墩施工技术主要采用的是滑模、爬模、翻模三种，各自技术原理如下：

(1)滑模技术：预先在混凝土结构内埋置钢管(支承杆)，以千斤顶、提升架将滑升模板施工荷载转至支承杆，待混凝土强度达到要求后，利用液压提升系统沿支承提升整个装置，完成循环作业；

(2)爬模技术：通过液压系统完成爬架与模板体系沿着导轨的爬升；

(3)翻模技术：其主要是借助塔吊或液压系统完成模板循环交替上升施工。

滑模、爬模、翻模三种施工技术施工设备、方式具体如表2所示：

表2 三种施工技术施工设备、方式对照表

2.2 翻模技术的应用优势

经比较，上述三种施工技术中，滑模施工成本较高，工艺复杂，对施工连续性要求高，施工完成后墩身表面平滑度相对较差；爬模施工速度快，成本相对较小，但构造复杂，多用于斜拉桥塔柱施工；翻模施工简单、速度快，可利用塔吊，也可利用液压系统施工，墩身表面相对平滑。

经综合分析，滑模适用于浇筑低流动度或半干硬性混凝土，要求结构形式单一、断面变化少、无局部凸出物；爬模适用于桥梁墙柱、索塔塔柱等施工；翻模适用于等/变截面的实体或薄壁空心混凝土结构等。由此可知，在公路桥梁高墩施工中，翻模技术更具应用优势，整体施工效果较好，值得推广应用。

3 公路桥梁高墩施工中翻模技术的应用

由上节分析可知，根据提升设备的不同，可将公路桥梁高墩施工中翻模技术分为两种：一种是塔吊翻模；一种是液压翻模。本文对这两种施工技术的应用展开具体论述：

3.1 塔吊翻模施工技术

塔吊翻模施工技术，顾名思义就是利用塔吊提升模板及工作平台，根据此项技术的发展情况来看，可分为传统的支架法与新型无支架法：

(1)支架法工艺流程如图1所示，从支架搭设到完成墩身施工、拆除支架共计分为12个步骤。

图1 支架法塔吊翻模施工工艺流程图

(2)无支架法，采用的是大型模板加工作平台连接构成的工具式模板，已浇混凝土段与其顶节未拆除模板为支撑依托，由塔吊完成模板与相关物资的提升(如图2)，与传统支架相比，模板安装稳定性、安全性、准确性均有所提升，新旧混凝土接缝平顺。无支架法塔吊翻模施工工艺流程为：钢筋劲性骨架的搭设→钢筋绑扎→内外模板支立→内外模对拉加固及校正→混凝土浇筑→混凝土的浇水养护→进入下一节段循环，具体如图3所示：

图2 无支架翻模施工法示意图

图3 无支架法翻模施工步骤示意图

3.2 液压翻模施工技术

液压翻模施工，组成部分包括工作平台、顶杆及液压提升设备、内外吊架、模板系统、中线控制系统、抗风架及辅助设施等，其工作平台支撑于提升架上，由液压提升设备负责模板提升。如图4即为液压翻模基本施工流程图。

图4 液压翻模基本施工流程图

4 实例分析

4.1 工程概况

本文以某高速公路桥梁为例具体论述翻模技术应用要点。此桥梁全长3 510 m，全桥薄壁空心墩共27幅，42#、46#边墩为等截面矩形空心墩，平面尺寸为8.5×3.6 m2，空心墩横、顺桥向壁厚80 cm；引桥空心墩身平面尺寸为7.0×3.4 m2、6.0×3.4 m2。42#、46#边墩与引桥墩身分别采用塔吊翻模、履带吊翻模施工技术，如图5所示即为桥梁墩身结构示意图。

图5 墩身结构示意图(mm)

4.2 施工方案比选

结合以往施工经验，根据墩身高大的特点，拟定了 3 种施工方案(见表3)。

表3 施工方案比选情况表

如表3所示，通过综合分析，结合类似大桥施工经验，选定吊机翻模施工方案。

4.3 吊机翻模施工工艺

4.3.1 施工流程

本桥梁墩身施工流程如图6所示。

图6 吊机翻模施工工艺流程图

4.3.2 施工技术要点

4.3.2.1 模板制作

本桥梁墩身外模板为大面积钢模板(见图7)，每层高2.5 m，共计3层，首次浇注7.5 m，后续每次浇注5 m；内模板为组合钢模板+槽钢背肋，以内腔脚手架作支撑固定，每层模板使用3层φ25 mm精轧螺纹拉杆固定，外套采用PVC管(φ40 mm、壁厚≤2 mm)。

图7 大面积钢模板尺寸示意图(mm)

4.3.2.2 翻模施工

(1)搭设脚手架：墩身施工脚手架采用φ48 mm、δ=35 mm钢管搭建，为6 m标准节段；脚手架与墩身净距≥1.10 m，由于墩身为翻模施工，故搭建脚手架需留翻模空间，便于后续操作；脚手架达一定高度，拉设揽风绳，确保支架稳定。

(2)绑扎钢筋：墩身竖向主筋接头采用滚轧等强直螺纹连接，与钢套筒挤压连接相比，其有效避免了爆管、漏油等问题的出现，省时省力，施工效果与经济性均较好；主筋与箍筋、主筋与架立筋间均以铅丝绑扎固定，实时检查钢筋骨架垂直度。

(3)模板拼装：利用吊机进行模板安装，严格遵循“先外模后内模”的顺序；模板同一平面连接位置以螺杆连接、贴双面密封胶带，层内模板、上下层模板增加拉杆(φ25 mm精轧螺纹。)固定；内模为组合钢模，以内腔脚手架配合升降器固定；为确保模板稳定，在承台四周提前埋设槽钢固定。

(4)混凝土浇筑：做好模板测量加固后，方可浇筑混凝土，做好浇筑平台四周安全防护工作。混凝土振捣采用插入式振动器，其移动距离以30～35 cm为宜，与侧模相距5～10 cm。浇筑期间，派专人看护模板，严禁因为扰动螺拴等紧固件，导致跑模现象的出现。

(5)翻模施工工艺：完成第1节墩身施工后，混凝土强度、养护期达拆模条件(第2节完成钢筋绑扎)，拆除底层标准节2.5 m高模板，最上层模板不拆，作为第2节墩身基础模板；将拆下的模板清理干净，涂抹上脱模剂，使用吊机安装，继续提升第一节第二层模板，安装在第二节第一层模板上，构成一个5 m高的浇筑节段。如此循环往复，完成所有节段施工，具体如图8所示即为墩身翻模施工流程示意图。

图8 墩身翻模施工流程示意图

(6)模板加固：模板提升时需临时加固，提升完毕全面测量校核后开展全面加固，切实保证模板稳固。

5 结语

翻模法是我国公路桥梁高墩施工的常用方法之一，目前已经发展得较为成熟，其施工技术相对简单，墩身质量好，成本相对较低，值得推广应用。在实际高墩施工中，需综合考虑本桥梁墩高度、工期要求、场地条件、工程质量要求等诸多因素，并结合同类工程的施工经验，合理确定采用何种施工方法，选择技术可行、经济性好的施工防范措施。本案例工程经综合分析后确定采用吊机翻模施工方法，规范落实各道施工工序，最终墩身质量良好，外观平整光滑、线条直顺，为后续施工作业奠定了坚实基础。