高寒地区滑模技术在桥梁施工中的应用

牛 尧

中国水利水电第十二工程局有限公司

1 前言

桥梁施工是道路交通工程中的重中之重，一般为整个项目中的核心和关键。滑模技术是桥梁工程施工中常用的技术之一，尤其是在高寒地区，具有更好地使用效果。两河口水电站库区复建县道XV02 线密贵沟至瓦日乡段Ⅸ标位于四川省甘孜州道孚县境内，工程区所在雅砻江流域地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，多年平均气温为10.9℃，极端最高气温35.9℃,极端最低气温-15.9℃，区内山顶面海拔一般3900m～4800m，典型的高海拔高寒气候区。本文通过格扎寺大桥2#、3#墩身滑模混凝土浇筑施工进行分析和阐述，2#、3#墩为2×5m 矩形实心墩，墩身高度37m，4×40m+1×39mT 型梁结构，全桥长211m。

2 施工方案的选择

2.1 滑模设计方案的选择

本文主要针对格扎寺大桥进行了滑模设计方案研究，根据施工质量要求以及施工区域地质环境状况等因素，最终确定液压整体滑升模板施工方法，并且将模体采用“井”型架焊接在围圈中，能够有效地提升施工质量和加快施工进度。同时，滑模采用整体钢结构，采用自动调平液压控制台的滑升动力装置。因此，本次滑模施工主要包含滑模盘、围圈、模板、液压系统、提升系统和辅助系统。此外，由于格扎寺大桥为矩形实心墩，即桥墩每米混凝土量小，导致混凝土、钢筋和材料垂直运输难度较大，故本次设计采用外模压爬式滑模方式，滑升至盖梁底部停滑，盖梁施工利用其滑模平台一并施工完成后拆除，并采用5t 卷扬机配合门架定滑轮的垂直运输方式。

2.2 模板与围圈方案的选择

格扎寺大桥2#、3#桥墩为矩形实心墩，桥墩横断面长5m，宽2m，故滑模的围囹采用1200cm×100cm的矩形桁架梁，将上下围圈之间的间距控制在70cm，同时确保围圈上口距模板上面的距离为15cm。桁架梁施工质量是提升模板和围圈施工质量的前提，本次设计中桁架梁主梁采用∠100×10mm角钢和∠80×8mm的角钢，桥墩墩身模板采用高1.26m 的钢板模板（δ6mm 钢板制作），并采用∠50×5mm 角钢作为加劲肋，并将其焊接在桁架梁上。

2.3 提升系统的选择

提升系统是滑模与混凝土间的联系构件，主要用于支撑模板、围圈、滑模盘，并且通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上，整个滑升荷载将通过提升架传递给爬杆，对混凝土顺利浇筑至关重要。提升架是提升系统的重要组成部分，主要用于支撑滑模盘、模板和围岩，并借助千斤顶传输给已浇混凝土进行受力。为了提高提升系统的稳定性，根据格扎寺大桥设计要求等采用“井”型提升架，提升架主梁设计高度为3m，采用18a 槽钢制作，并将其与围圈焊接；同时，爬杆采用DN48×3.5钢管制作。

2.4 滑模盘的选择

滑模盘主要由操作盘和辅助盘组成，前者主要为操作平台，将承受物料、工作等载荷操作盘采用桁架梁结构上铺网纹钢板，同时由于在施工过程中混凝土施工的侧向受力较大，为确保操作盘的刚度，本次设计采用1000mm×1000mm 复式桁架梁为工作平台，桁架梁采用∠63×6mm 和∠80×8mm 的角钢制作，考虑到施工的方便性等问题，本次采用三角撑将平台外侧加宽0.5m。此外，为了便于混凝土养护和混凝土脱模后处理以及缺陷修补等，在桁架梁下端吊挂一辅助平台，辅助平台宽80cm，采用∠63×6mm 角钢制作，并铺设δ=5cm 的马道板，再将其按照1.5m的间距采用Ф14钢筋悬挂在桁梁上，并在外侧焊接围栏，对确保施工人员的安全意义重大。

2.5 液压系统和辅助系统

液压系统是滑模施工的动力保障，根据大桥设计特点采用承载能力为10000kg的HM-100型千斤顶即可满足实际需求，此时爬升行程为30mm。液压系统采用自动调平液压控制台，并将其穿过高压油管进而与千斤顶相连。辅助系统是滑模施工的重要组成部分，一般包括水平测量、中心测量、洒水养护等装置，其中水平测量采用水准管，确保滑模盘的水平度满足设计要求；中心测量采用短重垂线法，便于及时观测模体的水平位移，并在模体的4 个面对称的布设4 根重垂线，采用激光铅锤仪对其校正；洒水管采用Φ50mm 的软管制作，并将其固定在叉盘上，能够有效地提升洒水质量。

3 滑模技术的应用

3.1 滑模调试要求

在滑模安装完成后，需要对滑模的稳定性等进行调试，确保滑模质量满足施工标准的基本要求。在滑模组装检查合格后对滑模的液压系统、千斤顶以及爬杆等进行加固处理，完成后对滑模系统进行试滑升3～5个行程，再次对滑模系统中的液压系统、提升系统、盘面以及模板形变现状等进行检查，直至滑模调整过程中各个参数均满足设计要求为止（图1）。同时，为了有效防止黏膜和无法脱模等事故和施工顺利进行，确保施工现场的电路畅通，同时做好备用电源等准备工作。

图1 格扎寺大桥滑模施工示意图

3.2 钢筋加工及安装

滑模施工中钢筋加工和安装环节是关键控制工序，本次钢筋安装采用边滑升边安装钢筋的方式，即采用平行作业方式。其中，钢筋的绑扎始终超前混凝土施工30cm 左右，其连接方式采用冷剥直螺纹套筒连接法，能够确保滑模的滑升速度相适应。为确保钢筋加工和安装质量，应注意以下几点事项。

（1）将不同型号、等级、钢种和牌号等钢筋分别堆放，并设置明显的标志。

（2）尽可能地避免钢筋锈蚀以及污染，若在露天堆放时，应将堆放场地垫高并遮盖处理。

（3）在绑扎时应将钢筋表明的油污、锈迹、漆皮、磷锈等清理干净，同时确保钢筋无弯折现象。

（4）桥墩钢筋绑扎应严格按照设计间距、位置以及混凝土厚度等施工，垫块采用锯齿形垫块，确保每平方米范围内的混凝土垫块不少于4个。

（5）应预留下一节钢筋施工的预留长度，钢筋接长时确保主筋、箍筋和对拉筋的同步接长，使得钢筋笼形成一个整体，能够有效地防止形变等问题。

3.3 混凝土浇筑方法

混凝土浇筑是滑模施工的重要环节，本次墩身采用C30 混凝土，采用集中搅拌的方式进行拌制，混凝土灌车水平运输至浇筑点。采用卷扬机、料斗等系统的下料方式，为确保混凝土顺利入仓，应确保混凝土不出现溺水现象，即确保其和易性良好。本次滑膜浇筑步骤采用“混凝土下料→平仓振捣（确保振捣的密实度）→滑升→钢筋绑扎（应注意钢筋绑扎形变问题）→下料”的顺序进行。在滑模施工中应注意以下事项。

（1）在滑升过程中，确保下料的对称性和均匀性，并按照30cm的分层厚度进行。

（2）使用插入式振捣器振捣及时地变换振捣方向对入仓混凝土进行振捣处理，振捣深度应不得超过下层混凝土50mm，当模板滑升停止时结束振捣。

（3）严格控制滑模的滑升速度，一般控制在1.5 小时滑升一次，滑升高度应控制在30cm 内，每天滑升的高度应控制在5m以内。

此外，滑模施工中滑升速度受施工区域的气温条件影响较大，因此在混凝土浇筑过程中以及模板初次滑升中应遵循以下几点。

（1）按分层厚度为30cm的要求浇筑100mm厚的半骨料混凝土或砂浆两层，当浇筑厚度达到700mm 时开始滑升并检查脱模混凝土的固结效果。

（2）当完成第四层浇筑后滑升15cm，再进行第五层浇筑，完成后滑升15cm～20cm 后再进行第六层浇筑，若未见其他异常现象，则可进行正常浇筑和滑升施工。

3.4 模板滑升施工及拆除

滑模滑升施工对桥墩整体施工质量影响较大，应严格按照施工要求和质量标准要求。当施工进入正常浇筑和滑升时，采用连续施工的方式能够有效地提升滑模整体的施工质量，同时应严格遵循滑升速度和分层浇筑厚度等，确保混凝土出模强度在0.2MPa～0.4MPa 范围内，确保混凝土出模时混凝土无流淌和拉裂现象。在施工过程中及时检查千斤顶情况，对爬杆上的压痕和受力状况等进行分析，确保爬杆的受力状态正常。当滑模施工完成后，必须将滑模滑升至指定位置，必须按拆除专项方案要求进行拆除模架及其他附属物件。

4 结束语

滑模技术在现代化桥梁工程中的应用极为广泛，对桥梁的施工质量提升较为明显，尤其是高寒地区，由于施工环境的复杂，昼夜温差变化大，对混凝土施工质量等要求就更高。同时，滑模施工具有施工速度快的优势，且模体结构简单，重量轻，操作工艺较为简便，可发挥较高的流水作业特点和优越性，日浇筑高度一般5m左右较为适宜，为提升机械设备的利用效率奠定了基础。此外，为了确保滑模施工质量，应加强施工的连续性，需进行昼夜不间断进行施工，尽可能地减少施工缝，有效地提升滑模施工质量。当然，滑模施工也有很多需要改进和研究的地方，诸如施工准备工作、组织管理细节等方面必须充分到位，任何一环节都需有备用方案，确保万无一失，工作任务、工作强度均较大、要求较高等特点。