公路桥梁高墩翻模施工技术及质量控制

李浩然

（保定市交通运输局蠡县养路工区，河北保定 071000）

0 引言

近年来，随着高速公路的快速发展和高速公路网的不断扩大，公路线路不可避免地要经过山区峡谷等地形，公路桥梁跨度的增大、墩柱高度的增加以及复杂的地质条件，都对公路桥梁的高墩设计和施工提出了更高的要求，因此，桥梁高墩翻模施工法应运而生[1]。桥梁墩体施工中，对于高度小于20m的墩体，大多可以一次性浇筑完成；而对于高度大于20m的高墩，则一般通过滑模或翻模法进行施工。翻模施工法作为高墩施工的重要技术之一，由传统的滑模法演化而来，通过塔吊进行整块钢模的提升吊装以及台架的施工，在工作平台上进行模板的装、拆和钢筋布置等施工作业，模板不断翻升、交替使用，具有可靠性高、板投入少、成本较低、施工效率高等优势[2]。翻模法可以及时修正模板偏差，确保墩体质量，脱模后混凝土外形美观。其施工技术直接影响工程的整体质量，而高墩的施工质量主要体现在墩身混凝土的浇筑质量上。

1 工程概况

某新建公路桥梁工程，桥墩分为圆端形实体桥墩和圆端形空心桥墩，桥梁墩台主体采用C35 混凝土。该公路桥梁高墩采用翻模法进行施工。以其中某座大桥为例，该大桥3 号桥墩为圆端形空心桥墩，墩高17.5m，壁厚0.5～0.83m。

2 公路桥梁高墩翻模施工技术

2.1 翻模施工工艺

本工程的高墩采用翻模法施工。该施工方法以施工作业平台和模板为核心，将工作平台搭建于脚手架上。模板分为内模板和外模板，内、外模板各设3 节，模板通过塔吊进行搬运和提升[3]。墩柱最底部混凝土一次立模浇筑完成，以第一节混凝土的模板为基础，在其上安装模板并浇筑第二节混凝土。当第3节墩身的钢筋吊装并绑扎焊接好后，拆卸第1节的墩身模板，清理干净并涂抹脱模剂后提升至第3节，并将模板安装调试好。然后进行混凝土浇筑和养护工作，由此循环交替翻升，形成拆模、翻升、装模、浇筑、养护、拆模的连续循环作业，直至达到设计高度，完成整个墩身的施工。翻模施工工艺流程如图1所示。墩柱每次施工的高度控制在4m 以下，同时确保同一桥墩的混凝土浇筑间隔不超过3d。墩柱的外模板选用大钢模板，内模采用组合定型钢模板，钢筋和模板由汽车起重机负责搬运，采用混凝土泵将混凝土泵入模板中。完成一部分墩体的浇筑后先带模浇水养护，待拆除模板后在混凝土上覆盖塑料膜继续养护。

图1 翻模法工艺流程图

2.2 模板设计

翻模法的施工模板主要由主模板、支架和施工平台组成，根据翻模法的相关施工经验，内外模板均采用6mm 厚的大块整体钢模，通长竖肋采用[10 槽钢。模板生产加工时，需派施工人员和专业工程师前往工厂进行全程的质量和尺寸检查，各方面检查合格后方可投入施工中。为保证施工过程中底节墩身模板的稳定，在承台上间隔1m 预埋直径为30mm 的钢筋，并在模板的主肋上设置[10 槽钢作为支撑，起到固定底节模板的作用，确保模板稳定[4]。为方便工程施工并提高工程质量，模板的尺寸偏差和板面平整度应符合设计要求，整体要有较好的使用性能，保证有足够的刚度、强度、周转次数和稳定性，安装时要坚实牢固，避免振捣过程中出现漏浆现象。

2.3 模板及支架安装

模板进入施工现场后进行清理、打磨、除锈，在整合模板前刷一层模板油，并用塑料薄膜进行覆盖。然后测量桥墩的主体，将立好的模板按设计标准进行校正。外模板使用砂浆填充模板与承台之间的缝隙，防止混凝土浆液渗漏，内模板应组装严密不留缝隙。模板间用螺栓连接，采用内撑和对拉螺杆进行加固，螺杆采用ϕ20mm 精轧螺纹圆钢车丝制成，并套上硬质PVC 管，夹具采用[10 槽钢保证模板的牢固性。正式安装模板前应在地面进行试拼，检查模板的尺寸和连接紧密程度，并保证模板的平整度大于5mm。当模板安装完成后，认真核查内外模板尺寸的大小，检查支撑、对拉螺杆和接连螺栓的稳固性等，避免发生意外[5]。

外部施工平台的支架应具有足够的稳定性，将地基土夯实，待地基具有足够的强度和稳定性之后方可在地基上搭设支架。从第二节墩身开始，在安装钢筋的同时安装好托架预埋件，平台托架通过卡头与预埋件上的卡套连接进一步固定。支架采用[10 槽钢加工成型，所有立杆均设置水平支撑，横杆和立杆之间通过端部的卡头和焊接的卡套进行固定。墩台内部施工平台的支架为ϕ40mm 圆钢管搭设成的碗扣结构。内外支架搭设完成后，检查整个支架的垂直度和高程是否满足要求，支架应具有足够的刚度和强度，以保证混凝土浇筑时不发生位移和变形。

2.4 钢筋施工

为保证钢筋两头的平整度，采用砂轮切割机进行钢筋切割作业。承台浇筑前要预先埋设第一节墩身的纵向主筋，然后将承台与墩身的锚固筋采用专用工具牢固连接在一起。按规范要求，预埋钢筋应保证混凝土保护层厚度满足要求，桥墩的钢筋与预埋钢筋的接头错开不小于35d，且接头钢筋面积不超过钢筋总面积的25%。由工人在支架的作业平台上严格按照设计要求进行钢筋绑扎工作。钢筋安装完成后，采用同标号混凝土垫块外挂在钢筋骨架上，以确保留有足够的保护层厚度[6]。

2.5 混凝土浇筑

由于墩体的高度较高，根据墩身不同节段和高度，分成底部实体段、中部空心段和顶部实体段三个部分依次进行浇筑成型。浇筑混凝土前应清理模板和钢筋，检查模板的各项性能和模板内侧的平整度、光滑度等，同时检查是否存在缝隙和孔洞。混凝土分层浇筑，采用输送泵泵送混凝土，每浇筑30cm 厚，就用插入式振捣棒快插慢拔地进行充分振捣，以排除混凝土中的空气。安排专人在混凝土浇筑过程中观察支架和模板的状态，如有变形或位移等现象应立即停止施工并及时校正加固。各节段的浇筑要连续进行，如因特殊情况导致施工中断时，必须采取相应措施或按工作缝处理，以保证混凝土质量。

2.6 模板拆除

混凝土强度达到设计强度的40%即可拆除模板。为避免混凝土表面受损，拆模时不可强行撬模，同时模板应轻拿轻放，以免模板损坏变形，影响下一次使用。拆除模板后仔细检查墩身的浇筑质量，如有缺陷应及时处理。

3 公路桥梁高墩翻模施工质量控制

3.1 严格控制材料质量

施工材料对工程建设具有非常重要的影响，材料质量将影响工程质量。因此，在公路桥梁高墩翻模施工前需要对所需的材料进行质量管理。施工人员在施工前一定要对材料进行质检，并且安排专人看管材料。材料质量差不仅会影响工程进度，还会降低整个工程的质量，因此，施工中需要采取有效措施控制材料质量。

3.2 加强模板安装

模板安装前要检测模板质量，确保模板的硬度和强度符合施工标准，并在模板表面涂抹模板漆，保障模板在安装过程中处于干燥状态。管理人员按照相应安装流程进行模板安装。大型金属模板使用吊车等机械设备进行吊装作业。在模板安装验收时，要确保模板的垂直度与刚度合格，接缝处严密，避免出现混凝土漏浆问题。

3.3 做好混凝土养护

混凝土浇筑完成后，将混凝土表面的杂物清理干净，然后用塑料薄膜覆盖。安排专职养护人员在拆模之前定时洒水养护，确保混凝土表面处于湿润状态，拆模之后涂刷养护剂，然后包裹塑料薄膜进行养护，做好混凝土养护的详细记录[7]。结合现场气温灵活调整养护时间，原则上空心段混凝土的养护周期不得少于7d，实心段为14d。

3.4 季节性施工措施

3.4.1 夏季施工措施

夏季施工时，使用篷布覆盖混凝土的骨料和砂，避免阳光直射，必要时采取洒水降温。混凝土拌和用水时抽取地下水，水泥罐采用循环水喷淋降温。混凝土拌和后在出料口或灌注点混凝土的温度应符合要求。混凝土夏季养护中，对浇筑完的混凝土及时采取薄膜+土工布覆盖保湿措施，避免阳光直射[8-9]。

3.4.2 冬季施工措施

当温度持续5d 低于5℃时，混凝土灌注等施工按照冬期施工进行，制定关于冬期浇筑混凝土及养护的施工方案、方法，保证混凝土温度在浇筑后的7d 不低于10℃。冬季施工时，对混凝土的骨料和砂使用篷布覆盖，避免受冻，搅拌站料场设全覆盖轻钢雨棚，砂仓设循环水地暖，施工时加入添加剂，以保证低温下混凝土质量。冬季混凝土拌和时，对所需的各项材料分别加热，水泥只保温不加热，材料加热的温度以《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T 3650—2020）[10]为准。混凝土拌和时间较常温增加50%的拌和时间，在出料口或灌注点混凝土的入模温度需符合施工规范和工艺要求。冬季混凝土养护时，对浇筑完的混凝土及时采取保温措施，避免混凝土冻结破坏。

3.5 减少风荷载对翻模施工的影响

本工程的高墩施工模板由不同尺寸的钢模板拼装而成。其中，底节模板高7.2m，顺桥向宽度为7.0m，横桥向宽度为4.5m。最下方0#块采用钢管搭设支架，在钢管上焊接[10槽钢作为支撑。

横桥向风荷载假定垂直作用于桥梁各部分迎风面积的形心上，且风荷载标准值按公式（1）进行计算：

式（1）中：Fwh为横（顺）桥向风荷载标准值（kN）；k0、k1、k2分别为设计风速重现期换算系数、风载阻力系数以及地形、地理条件系数，查规范分别取1.0、0.8、1.0；Awh为横（顺）桥向迎风面积；Wd为设计基准风压（kN/m2）。

调查当地数据设计基准风压。本文设计基准风速为27m/s，空气重力密度酌取0.012，重力加速度取9.8m/s2，代入求得Wd=0.445kN/m2。因此，底部模板所承受风荷载大小为：

横桥向：Fwh=k0k1k2Wd Awh=1.0 × 0.8× 1.0 ×0.446 × 2.4 × 4.5=3.85kN

顺桥向：=k0k1k2Wd Awh=1.0 × 0.8× 1.0 ×0.446 × 2.4 × 7.0=5.99kN

取更不利的顺桥向风荷载进行验算，验算荷载q==1.33kN，然后计算得到支反力，最大支反力Rmax=5.19kN。根据《热轧型钢》（GB/T 706—2016）[11]中规定的槽钢标准尺寸，取槽钢的计算长度为1.8m。

由于高墩施工过程中，风速对翻模的稳定性影响极大，通过在下方0#块采用钢管搭设支架，在钢管上焊接[10 槽钢，槽钢长度为1.8m，可在节约材料成本的同时，有效减少施工过程中风速的影响。

4 结语

目前，高墩翻模施工工艺日渐成熟和规范化，但是落实到实际工程时仍存在许多不足。本文阐述了桥梁高墩翻模施工的基本原理和主要工艺流程，并介绍了混凝土连续浇筑的方式，以及夏季、冬季翻模施工时混凝土养护和浇筑质量的控制措施，可为相关工程提供参考。