薄壁空心墩翻模施工技术应用研究

樊明军

(山西路桥集团国际交通建设工程有限公司)



薄壁空心墩翻模施工技术应用研究

樊明军

(山西路桥集团国际交通建设工程有限公司)

摘要：针对翻模法在薄壁空心墩施工中的应用研究，通过对薄壁空心墩施工的工程实例，从施工方法的选定、施工技术准备、翻模模板设计、翻模法施工工艺、钢筋及混凝土施工、模板翻升等几方面详细介绍了薄壁空心墩翻模法施工技术以及关键控制内容，为翻模法施工现场作业管理提供合理的技术参考。

关键词：薄壁空心墩；翻模法；施工

1工程实例概况

吕梁环城高速公路高家沟1号大桥全长688 m，上部结构形式为17~40 m装配式预应力混凝土连续T梁，下部为单薄壁式空心墩，截面尺寸为5.0 m×2.5 m，顺桥向壁厚0.6 m，横向壁厚0.8 m，墩身上实心段长度为1.5 m，下实心段长度为2.0 m，薄壁式空心墩高38.45~46.62 m。

2薄壁空心墩翻模法施工准备

2.1　翻模法施工方法的选定

在施工前根据本桥工程实际拟定了滑模、爬模、翻模三种施工方案进行比选。

滑模施工特点是施工速度较快，但投入较大，施工配套设备多，适宜浇筑低流动度或半干硬性混凝土，实体及外观质量相对较差。

液压爬模施工虽然实体及外观质量较好，但由于采用综合大模板，模板刚度高、自重大，外爬式支架刚度要求高，施工纠偏困难，模板接缝较多，容易出现错台，作业平台狭小，施工机具的投入也较大，安全隐患多等缺点，无法满足现有生产条件。

翻模法施工，模板可现场制作，成本较低，模板和内外平台可一次安装完成，施工速度快。利用塔吊提升模板，使用较为经济合理，在拆模后，混凝土表面平整，能克服滑模施工的不足。因此选用对配套设备要求较少，模板自重轻，纠偏容易，实体及外观质量好的翻模法进行施工。

2.2　施工技术准备

在进行翻模法施工作业之前，首先应该组织技术人员与设计人员进行技术交底，通过技术交底熟悉施工图纸，明确各个部分的细节要求，并对翻模法施工作业过程中的重要节点工序、重点部位的具体施工质量控制要求进行明确。

2.3　翻模法模板及操作平台设计制作

在翻模法施工作业中，翻模系统主要是由三大节段组合模板、支架、操作平台、塔吊等成的。根据墩身高度、施工机具长度和钢筋配料情况，综合考虑施工作业进度和减少混凝土施工缝数量等因素，将每个施工浇筑层确定为4.5 m，模板制作为2.25 m一层，每套3层模板。

在确定模板加工方案时制定了两种方案进行比选，第一种方案是将四个角的模板各作为一整块，再连接中间面板构成外模，第二种方案是做四块符合墩身宽度尺寸的面板，连接组合为外模。经过比较，第一种方案的模板棱角的外观质量虽然比第二种要稍好，但组合安装时模板块数多，墩身表面模板接缝多，易出现错台，模板块数多，安装加固的时间要远远大于第二种方案，因此选择第二种方案加工模板。

模板系统由外模和内模、拉杆组成，由于墩身较高，模板倒用次数多，确定外模面板采用6 mm优质钢板制作，边肋采用∠100×10角钢，纵肋与横肋采用10#槽钢及6 mm厚钢板制作。内模面板采用5 mm厚优质钢板，边肋采用∠80×10角钢，纵肋与横肋采用8#槽钢及6 mm厚钢板制作，变截面内模和横隔板采用竹胶板和方木加工。横带采用14#双槽钢，横带内穿拉杆，采用直径20 mm精轧钢螺杆固定模板，模板外侧采用轮扣式脚手架搭设框架，放置大块木板作为操作平台，用铁丝将木板牢固绑扎在脚手架上，确保施工安全。

2.4　塔吊布置准备

在翻模施工中，所有提升工作的完成都需要塔吊作业，因此施工准备阶段必须做好塔吊的布置准备。按照施工作业现场的实际情况，现场配备一台50 t·m塔吊作材料运输及立模之用，将塔吊设置于墩身附近，并使用附墙撑拉构件与墩身固结，以确保塔吊的稳定性。

3薄壁空心墩翻模法施工工艺

3.1　翻模模板试拼装

空心薄壁墩施工前，首先通过计算和试吊装，准确找到每块模板的重心，以便确定挂钩起吊位置，避免塔吊起吊模板时碰撞上层模板而翻转倾斜，造成安全隐患。根据节段设计尺寸及位置对模板进行预拼装，检查模板尺寸、接缝及平整度，模板试拼完成后进行实验墩浇注，对实验墩出现的问题进行分析、总结经验，为墩身施工奠定基础。

3.2　翻模法施工立模

模板试拼合格后，在承台顶面用全站仪放出立模边线，边线四角用水准仪分段抄平，并放出墩身纵横方向的护桩，以便在以后的墩身施工中校模时使用。在第一节模板安装时，首先用水泥砂浆对边线四角进行找平，检查预埋件设置，模板涂刷脱模剂后从中心向两侧进行立模，测量校正空心墩中心线及垂直度后用直径20 mm精轧钢螺杆加PVC套管将模板对拉固定，在模板外用双垫片及双螺母加固，通过拉杆和两层模板之间的连接螺栓完成模板的调整。

模板安装完毕后对模板进行检查，首先检查模板的接缝及错台，用钢尺检查模板的几何尺寸，拉线检查模板的顺直度，用铅垂仪检查模板的垂直度，严格控制轴线偏移，确保模板表面平整、接缝严密，模板内部尺寸、平整度满足要求，安装质量的现场检查指标见表1。

表1　墩身模板安装现场检测指标要求

3.3　薄壁空心墩钢筋施工

薄壁空心墩钢筋的加工，严格按照施工图纸进行下料加工，并按编号进行分类存放。墩身主筋采用等强直螺纹套管机械连接方式，利用墩内钢管支架平台，在平台顶安放钢筋定位管架，四周设钢筋定位梳子板控制间距。钢筋长度每段采用4.5 m，以便与每个工作循环模板高度相配合，水平箍筋和拉筋按照常规工艺施工。在钢筋与模板间设置砂浆垫块，垫块与钢筋绑扎牢固比保证保护层的厚度。

3.4　混凝土工程施工

在进行薄壁空心墩墩身混凝土施工作业之前，首先对混凝土用水泥、砂石料等材料的规格和质量严格把关，保证材料各项性能符合设计要求。其次根据天气情况、砂石材料含水量等因素及时调整配合比。最后控制好搅拌时间，保证混凝土均匀性、和易性及坍落度等满足技术要求。

混凝土采用罐车运输，垂直运输采用HTB-60型输送泵，并配备混凝土提升斗作为备用。泵管附着在塔吊的塔身上，用钢丝绳固定牢固，墩顶泵管随着墩高不断提升，浇筑混凝土时，在浇筑平台中部布设水平管，然后用软管连接到串筒处。开始泵送前，先搅拌同水灰比砂浆，打入输送泵中，再紧接着泵送混凝土。砂浆数量根据泵管长度而定，一般为0.5~2.0 m3。

混凝土浇筑采用分层浇筑的方式，每层混凝土浇筑厚度控制在30 cm左右，沿墩身四周均匀灌注混凝土。混凝土的振捣采用插入式振捣器，振捣器的移动距离在30~35 cm范围内，与侧模保持5~10 cm的距离。振捣顺序为：先振捣倒角处，再从两边向中间振捣，振捣时间控制以混凝土浆体停止下沉、无明显冒气泡上升为准。在进行浇筑时要保证连续性，并要避开高温段施工，混凝土浇注过程中有专人看护模板，防止螺栓松动导致跑模影响混凝土质量。

3.5　模板的拆除及翻升

在顶节混凝土的强度达到3 MPa以上且底节段混凝土强度达到10 MPa以上时，即可进行下一循环的钢筋绑扎，然后用塔吊拆除底节段模板，并将拆除的模板清理干净涂刷脱模剂后吊升至顶节段混凝土顶面，根据第一节段的安装顺序依次进行安装，至此翻模施工完成一个循环。

4翻模施工工艺质量控制的关键点

在用塔吊进行模板工程拆除、组合、安装施工时，应该注意轻拆轻放，防止变形，提升时应做到垂直、均衡一致。

为了保证上下两节段的良好结合，待混凝土强度达到2.5 MPa后必须将混凝土表面浮浆进行人工凿毛，凿深约1 cm左右，凿完后用风枪先吹掉混凝土残渣，再用高压水冲洗干净，保证混凝土面清洁。

混凝土浇筑完成后，要及时对墩身混凝土采用洒水喷淋养生，节段模板拆除后，则采用塑料薄膜包裹、自然蒸养的方式养生。

在整个翻模施工作业过程中，最关键的施工内容是对墩身垂直度的控制，在现场的施工作业管理中，施工技术人员应当建立墩身施工平面、高程控制网、施工相对控制网，重点对高墩翻模垂直度进行测量控制，在翻模施工中每提升一节，对模板的位置检查一次，确保薄壁墩身的垂直度在0.3%H以内且不大于20 mm。

5结语

翻模法由于施工机具设备简单，施工技术成熟，因而适用于薄壁空心墩施工，特别是对于施工作业地形条件较为复杂，空心墩高度相对较大的情况能取得良好的效果。采用翻模法施工，在具体运用过程中，施工作业技术人员应当根据翻模法的施工工艺特点以及施工工序，合理的制定施工方案，不仅可以降低施工成本，施工质量得到保证，还可以对施工过程降低安全风险有积极作用。

参考文献：

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[2]段相生.公路桥梁高墩翻模施工技术研究[J].安徽建筑，2012，(2).

[3]王飞,田世宽.井岗河特大桥高墩翻模施工及质量控制[J]. 公路交通科技(应用技术版)，2011，(6).

收稿日期：2015-01-12

中图分类号：U445

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2015)08-0104-02