桥梁高墩柱滑模施工技术研究

李雷明

(山西运城路桥有限责任公司，山西 运城 044000)

0 前 言

在桥梁施工的过程之中，高墩柱滑模又或者是SMC都是一种非线性控制的办法，主要就是通过对其加以不连续的控制信号，通过这样的形式转变非线性系统的动态惯性，这一个控制信号导致系统沿着系统对于一个横截面进行滑动作业。反馈的状态控制规律并不是连续性函数。相反，它能够依照状态空间里面现阶段的位置，由一个连续结构切换至另外一个连续性的结构。所以，高墩柱滑模就是一个变种结构的控制形式。多重控制结构的基本方式设计，导致轨迹一直都会面向带有不同控制结构的区域前进。所以最后的轨迹也不可能全部都在一个控制结构里面呈现出来。相反，还会跟着控制结构的边缘走动。系统跟随着这一些边缘滑动，我们对其称之为滑动模式，是边界构建的几何轨迹滑动表面。在现代控制理论的背景之下，不管是什么样的可发生改变结构系统，都可以看成是混合动力系统的一个特殊例子，因为系统不但要流过连续的状态空间，还要流过不一样的离散控制模式。

1 滑模工程的基本内容

在现在这一个阶段，在国内修建桥梁高墩的整个过程当中，主要就是应用滑模施工技术进行。在现浇混凝土的时候，滑升模板可以说是一个活动成型的胎膜，大致可以分成工具模板和提升机具这两个环节。工具模板说的就是按照设计截面的大小，通过定型的组合钢模板组装出来的，也就是说在两边的模板中间产生一个上下相互连接的活动套槽。在具体施工的时候，由于受到了提升机具带来的各种影响，沿着直线工具模板就能够达到滑升的效果。混凝土从模板上口分层浇筑到套模里面去。当模板里面最下方的混凝土强度跟一开始的设计相符合，活动的模板就可以借助机具的升力朝着上面进行一定的高度滑升。这个时候不但能够把混凝土浇筑到模板里面去，还可以在同一时间对模板进行向上滑升的动作，确保混凝土完全成型以后能够达到连续性的脱模。直到和设计的标高相一致。在正常情况下拆模，重装模可以不用在整个滑模里面展开。

2 施工要求及技术保证条件

1)为了保证施工安全，大河大桥高墩采用滑模技术施工。

2)液压滑模施工的形式就是应用爬模千斤顶提升模板和工作平台。随着混凝土的浇筑，施工遵循一直朝上面滑动的基本原则。在对施工高墩台的时候，其主要特点就是机械化程度比较高、施工的速度比较快、施工的面积比较小、材料消耗比较低、劳动力和动力消耗低、工程造价低一系列的优点。但也有一些问题存在，例如工作技能强、需要专业技术人员操作、外观难看一系列缺点。

3)根据有关规范要求，墩台垂直度偏差不超过墩台高度的0.2%，且不超过20 mm。因此，在正常施工中，每滑一段距离就要进行中心校正。在滑升的时候一旦出现了偏移的情况，一定要马上查清楚原因，对其进行针对性的纠正。校正方法一般都是把偏斜一侧千斤顶抬高2～4 cm，然后慢慢去校正。每次校正量不宜过大，防止弯曲现象过于明显。

4)控制操作平台的水平度可以说是滑模施工的核心技术之一，因为如果操作平台出现倾斜的情况之后，桥墩扭转和滑移困难的情况就会变得非常的明显。为了防止平台出现这一类似的情况。要确保平台材料堆放的均匀性，实现混凝土的顺利浇筑，并对其进行一定的有效观察。经常用到的方法就是使用水平仪去对每一个千斤顶之间的高度差进行观察，然后在支撑杆上面标出具体的滑动高度。同一水平面之上的千斤顶高差，在正常情况下不会大于20 mm，相邻千斤顶高差最好不要大于10 mm。

3 桥梁高墩滑模施工工艺

3.1 施工之前的准备工作

依照施工现场的具体情况分析，在正式展开施工的整个过程当中，修建便道，整场的时候，要确保钻孔这一些基本设备进入现场，水电配置这一方面的工作也要做好。只有施工的准备工作有效完成以后，才可以给今后工程过程中创造一个坚实的基础。

3.2 滑模组装和提升

3.2.1 拼装的前后顺序

在这一个过程当中，一定要遵守相关的顺序去展开工作，依照先内部后外部，先上部后下部的基本原则展开拼装工作。其顺序一般都是：墩底截面几何中心就位→临时安装平台的构件→内部外部的钢环以及辐射梁安装→安装一个顶架→模板和调横系杆安装→顶具与油管安装→平台和步板铺设工序的铺设构件→栏杆跟安全护之间的有序搭建。

3.2.2 检查滑模和油路试压

在拼装这一个过程之中，必须要在第一时间对模块的质量进行检测，要保证模块的质量能够吻合满足后期的施工需要。完成滑模拼装这一工作之后，在对液压进行提升的整个过程之中，必须挨个去检查千斤顶，然后把压力增加到10 MPa，等过了30 min以后，没有出现漏油的情况。软油管接头一定要连接好，并且向12 MPa进行增压方面的工作，要尽最大可能保证没有漏油情况以后才能够展开安装方面的工作。在接受相关指令以后对控制台尝试去进行运转方面的作业，对全部的压力表和相关器件的具体情况展开全方位的、具体的检查工作，然后对所有的输油管进行总试压方面的工作，并且朝着10 MPa进行加压的工作，进行多次的循环，检查好所有的油路和千斤顶。如果在检查的整个过程当中，有发现本身质量问题，质量跟工程施工的具体要求不符合，就不能够投入使用，并且在第一时间对这一部分零件进行更换处理，最后才可以展开顶杆方面的工作安装。

3.2.3 灌注混凝土以及滑模提升

在灌注混凝土之前，一定要把一层砂浆(砂浆的厚度要控制在2～3 cm)铺筑到模里面去。混凝土入模的这一个过程之中，必须要确保其均匀且对称洒布到每一个位置上去，要求混凝土的表面水平性良好。等到前面的这些工作全部完成以后，就可以展开混凝土灌注这一方面的工作。初灌滑开，正常的滑升，末段滑升成为桥墩整体灌注的这一流程，在没有任何突发、外来因素的干扰之下，灌注施工必须要带有一定的连续性。如果因为各种方面的因素，不得不对混凝土灌注作业进行暂停处理，就必须要间隔1 h，进行2～3 cm提模，以免混凝土粘结模板。

3.3 混凝土的施工

3.3.1 配合比设计和控制

在选择水泥的时候，一定要确保水泥的质量优良；所选取中砂的洁净度要有所保障；粗骨料要确保是良好级配。上述条件满足的情况下再对混凝土和易性、墩身表面平整度进行综合的设置。在施工的过程当中，选取三维混凝土配合比必须要跟设计强度的要求相符合。为了满足滑模这一方面的规定，可以应用低塑性的混凝土展开工作，2～4 cm是塌落度，0.5～0.65是水灰比的一个大致范围，并且在2 h对初凝的时间把控好。

3.3.2 气温影响下的施工控制

气温对滑模施工的整体影响都是非常大的，为了确保模板可以有一个常规的提升度，避免混凝土流出来，造成顶杆失稳的情况发生。一定要选择低气温时进行工作。选择合适的办法对混凝土的施工条件进行优化。当温度非常低的时候，选择使用的水泥必须要是高标号的，水灰比要适当地进行降低处理，适当地将提升时间延长，保证脱模的时候的强度可以控制在0.2～0.4 MPa。依照上面内容提到的脱模条件，正常情况下都是可以根据气温的具体情况，却肯定滑升的速度，得出以下数据(见表1)。

表1 温度和滑升速度有关的数据

3.3.3 修补和养护

等到混凝土脱模了以后，因为模板接缝不是很平，提升拉裂等一系列问题的出现。在混凝土的表层就会有非常多的问题，就好比裂缝就是一个常见的问题。面对这样的一个情况，一定要做好各个环节的修补工作，借助抹子这一工具，去进行抹平处理，可以选用等级一样的混凝土补浆压平，等到混凝土脱模了以后，就可以根据气温的一个具体变化情况，做好养护这一方面的工作。

3.4 墩顶部位的施工

3.4.1 回收顶杆

当完成滑升作业之后，就要立刻对模板滑升时候用过的顶杆进行进行回收工作，这样做的目的就是为了方便往后工作过程当中的二次利用更加方便一些。伴随模板行程套管也能够得到一定的有效提升，但是洞的内部比较容易掉落进入一些杂物，如果一旦发生预杆就会出现胶结的情况，没有办法充分地拔出来，在确保滑模便宜值在一个合理有效的范围里面的时候，顶杆回收的比值必须要达到90%及以上。

3.4.2 墩顶施工

在顶部空心墩之后就可以通过空心段朝着向墩顶实体段过渡。并且进行托盘顶帽方面的连接工作，方便后面工作的顶帽施工，然后把木盒预埋到空心墩顶上面处，留出来一个缺口的位置，展开预制钢筋混凝土过梁的设置，然后通过实体段底模替代盖板，然后再把箍圈钢板放置到空心墩的顶部位置，再把一定数量的吊篮牛腿悬挂到箍圈上面去，把一定数量的吊篮牛腿悬挂到箍圈上面去，通过围栏连接牛腿，构成一个工作平台，随后进行托盘顶帽的施工。

3.4.3 墩身内壁悬挂铁梯

在墩身的内壁位置悬挂一个铁梯，其目的就是为了今后展开高墩工作的施工人员上下方面。这就要求把门洞预留到墩的底部，其尺寸为0.6 m×1.2 m，墩身的内壁里面间隔大约在2 m进行膨胀螺栓埋设，并且进行钢铁梯悬挂。连接洞顶的位置必须要预留出一个门洞，并且还要连接墩身的外壁跟墩顶预埋件，并且安装一个铁梯。在满足上述条件，架梁施工正常完成以后，就可以把墩底提前预留出来的门洞进行封闭处理。

3.5 钢筋的加工和安装

钢筋笼一般都是在液压折弯机器跟剪切的共同作用下完成的。但是，针对规模比较小或者是定制的工作而言，手动钢筋弯曲就已经能够展开工作了。钢筋通过钢筋固定或者是工作人员把钢筋和混凝土模板进行分离，构建混凝土保护面并且保证实现合适的嵌入。网箱里面的钢筋通过点焊的形式连接在一起，捆扎钢丝，有的时候使用电焊或者是机械连接。针对环氧涂层或者是镀锌钢筋的绑扎，一般情况下都是分别使用环氧涂层跟镀锌钢丝展开工作。

箍筋形成钢筋笼的外部。箍筋一般情况下都是矩形状的，并且沿着柱子或者是横梁间隔出一定的位置距离，这样做就是以防剪切遭受到破坏的情况发生。

机械连接也被人们叫做是“机械联轴器”或者是“机械接头”，采用机械连接的形式把钢筋有效地连接在一起。机械耦合器就是降低现浇混凝土施工过程中高度加固的一个区域螺纹钢塞的有效举措。这一些耦合器有的时候也会使用到预制混凝土构件之间的连接位置。

4 桥梁高墩滑模施工质量的有效控制

在矩形、圆形这一系列空心、实体形状的桥梁高墩施工过程之中，滑模的应用范围比较广。模板结构、提升设备以及配套设备都是滑模施工的一个关键性内容。依照滑模设计图能够进行模板结构加工制作。在全面有效对桥梁高墩滑模的基本工作原理有一个了解以后，就可以进一步对施工的工艺进行规范化的处理，尽可能对其质量进行控制。

在对滑模进行施工的时候，一定要保证质量到位。如果防控举措出现一些问题。就有很大可能会出现偏移、扭动的情况。面对这样的一个情况，必须要加大滑升模板前后的检查工作，确保整个过程没有问题。一旦发生问题，必须要在第一时间进行有效的处理和整改。等到滑模提升以后，必须要跟混凝土灌注捣固互相进行，并且在整个施工的过程当中，还要切实完成一系列的工作。每一个工序之间都必须要做到配合密切，把每一个工序之间的连接工作都协调到位，掌握好模板的提升具体速度，确定混凝土的凝固具体时间，只有这样，施工的质量才能够得到有效的提升。

高墩滑模作为一种高空作业，在施工的整个过程当中，一定要依照国内的有关规定展开工作。按设计要求安装滑动模板、操作平台，并在平台周围设置防护栅栏和安全网，在对平台进行设置的时候一定要留出适当的空隙，并且还要在平台的周边位置设置一个安全防护拦。参与施工的工作人员在这一个操作平台上的时候一定要注意分散站立。还需要构建一个完善且全面的安全防护体系，设置专门负责安全检查的工作人员，有效防止一切安全隐患发生的可能。

5 结束语

把滑模施工技术有效应用到桥梁的施工过程之中，可以有效提升滑升过程中的的效率，施工的时间周期也会有明显的减少。但是在桥梁高墩的具体施工过程之中，依然还是有许多的复杂因素存在。面对这样的一个情况，施工单位一定要对滑模施工技术展开深入的研究和分析，通过这样的方式有效提升国内桥梁的整体施工技术水准。

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