淺談滑模技術在橋梁高墩建設中的施工工藝及控制

毛國林

（廣西桂通公路工程監理咨詢有限責任公司，廣西 南寧 530021）

橋梁構成了高速公路的主要和關鍵部分，而高墩臺施工又是橋梁建設中施工難度最大、技術含量較高的工程，其容易產生安全隱患和發生各類安全事故。怎樣選擇合理的施工方法，采取有效的控制措施，實現高墩臺施工的質量、進度、成本、安全指標，成為行業探討的主要話題，筆者結合多年的施工經驗，簡要分析了滑模技術在橋梁高墩施工中的施工工藝及施工控制。

1 工藝原理及特點

滑模施工與翻模施工為高墩臺施工的主要方法。翻模施工是傳統的施工方法，模板一般分3層，每層1.5 m～2.5 m，模板通過工人用手扳葫蘆提升安裝，澆一層混凝土，支一層模板的辦法施工。它的優點是外觀美觀，垂直度容易控制，但缺點是施工進度慢，機械化程度低，成本較高。

液壓滑模是利用爬升式千斤頂提升模板及工作平臺，隨著混凝土的澆注，不停向上滑動的原理進行施工的。其工作技術性強，須有專業技術工人操作，但外觀卻不美觀。墩的垂直度須按《公路工程質量檢驗評定標準》規定，允許偏差為墩臺高度的0.2 %，且不超過20 mm的垂直度不易控制，所以每滑升1m就要進行一次中心校正及水平校正。但其在薄壁空心高墩臺的施工中有機械化程度高，結構整體性好，現場整潔文明，施工占地面小，用材省，勞動力消耗少，工程成本低，能保證工程質量和提高工程進度等優點，因此，滑模技術是一種較為先進的施工工藝。

2 施工準備

2.1 混凝土配合比的設計

由于高墩臺多為壁厚常設計在60 cm～80 cm之間的薄壁空心墩，所以要求混凝土和易性好，石子應選用0.5 cm～3 cm的碎石，坍落度應控制在5 cm～7 cm之間，另外，為了外面光滑，一般不摻減水劑。滑模施工時混凝土強度要達到0.2 MPa～0.5 MPa即可向上提升模板，若強度過高，則模板與混凝土之間產生黏結，滑升困難，易發生拉裂、掉角現象。翻模施工時，拆模時間為混凝土終凝后，確保拆模不使混凝土粘模及缺邊掉角，為加快進度可摻加早強劑。

滑模混凝土宜采用半干硬或低流動混凝土，要求和易性好、不易產生離析、泌水現象，坍落度應控制在3 cm～5 cm范圍內。混凝土出模強度是設計配合比的關鍵，出模強度應控制在0.2 N/mm2～0.4 N/mm2之間，以保證混凝土出模后既能易于抹光表面，不致拉裂或帶起，又能支撐上部混凝土的自重，不致流淌、坍落或變形。混凝土的凝固時間，初凝控制在 2 h左右，終凝以4 h～7 h為宜。

2.2 滑模施工的組織設計

滑模施工是一項綜合性工藝，為了保證連續作業和施工質量，必須做好詳細的施工組織計劃，制定可靠的質量保證措施，設立完善的安全保證體系。

2.3 模板制作及滑模系統

滑模系統、提升系統、操作平臺系統部分組成了模板裝置。鋼模及提升架組成了滑模系統，鋼模均使用定型大鋼模板，模板中間采用螺栓連接。為了防止模板變形，圍圈應有一定的剛度，圍圈接頭應采用剛性連接，并上下錯開布置附著在鋼模板上聯成整體。液壓控制臺、千斤頂、油路及支承桿組成了提升系統。操作平臺系統則由外挑架及吊架組成，外挑架采用鋼管連接，為了增加整體鋼度，外設防護欄桿，并掛安全網。

2.4 機具設備及機械的選擇

由于用材25 mm的圓鋼的爬桿承壓能力小，較易發生彎曲，所以選用同截面的48 mm×3.5 mm鋼管。鋼管位置一般取決于墩臺的截面，爬桿應盡量處于混凝土的中心，其數量由起重計算確定，應做到受力均勻、提升同步并具有一定的安全儲備，通常其間距為1.5 m～2.5 m。同時滑模提升也應做到垂直、均衡一致，各提升架之間的高度差要小于5 mm。為此澆筑混凝土應嚴格保持均勻平衡，每層厚度要嚴格控制，混凝土布料也要對稱，鋼筋上料要按施工要求分成小批對稱地堆放在平臺上，為了防止滑模在不均勻荷載作用下傾斜，應隨時對滑模的水平結構變形進行檢查，以便及時調整加固。

施工機械的選擇上，直線橋或彎度較小，橋頭地形適宜的，最常用的方法是安裝攬索，其覆蓋面大，成本低。而彎橋，選用汽車吊或塔吊，塔吊的選擇可根據塔吊的覆蓋面具體布置，最好能覆蓋4個～6個墩臺。滑模施工可利用工作平臺而不用搭設工作支架；若為翻模則需搭設工作架。

3 高墩臺滑模施工順序

滑模要根據圖紙對內模、外模、平臺、支撐、吊架、千斤頂的布置及操作柜的合理放置進行設計→在墩臺上按照軸線放樣組裝模板、平臺，安裝設備并進行檢查→鋼筋安裝好后進行混凝土澆筑，混凝土要按每層30 cm左右分層，一層一層向上澆筑→當混凝土用手觸有硬感時（強度0.3 MPa左右），模板向上按5 cm的行程滑動。按照綁鋼筋、澆混凝土滑動模型的方法不斷循環作業→混凝土養生時，可在工作平臺上放一水包，將水泵到水包圍住混凝土，周圍用細PVC管做滴管，并利用水包里的水滴水養護→在正常溫度下，滑升溫度為30 cm/h左右，工人分班作業，做好交接記錄→若遇特殊情況，混凝土澆筑工作不能連續進行時，為了防止混凝土與模板粘結，應使千斤頂每隔1 h左右提升1次。繼續澆筑混凝土之前，須對施工縫進行處理。

4 施工工藝

4.1 鋼筋的安裝

高墩臺施工時受力主筋一般為25 mm左右的螺紋鋼，可采用電渣壓力焊將兩根鋼筋安放成豎向對接形式，利用焊接電流通過兩鋼筋斷面間隙，在焊接層下形成電弧過程，產生電弧熱和電阻熱后熔化鋼筋，再施加一定壓力后完成焊接，焊劑要選通過ISO 9000認證的產品，焊劑的保存要注意防潮，操作員要持有專業證件，保證焊接質量。鋼筋綁扎每次只能綁扎到和模板相同的高度，隨著模板的滑升逐步綁扎。為施工方便，豎向鋼筋每段長度不宜過長，鋼筋接長時，在同一斷面內鋼筋接頭截面積不能超過鋼筋總截面積的50 %。

4.2 滑升過程

混凝土初澆筑高度一般為60 cm～70 cm，用3 h～4 h，分2層～3層澆筑，隨后即可將模板升高5 cm，出模混凝土強度合格后可以將模板提升3個～5個千斤頂行程。第一個行程試滑停機后，模板結構、滑升系統正常后連續滑升。在正常氣溫下，滑升速度為20 cm/h～50 cm/h，繼續綁扎鋼筋，澆筑混凝土，開動千斤頂，提升模板。如此反復作業，直到完成結構工程量為止，平均每晝夜滑升2.4 m～6 m。每次澆筑混凝土應分段、分層均勻進行，分層厚度一般為20 cm～30 cm，每次澆筑至模板上口以下約10 cm為止。各層澆筑時間間隔應小于混凝土的凝結時間。在分段澆筑時應對稱澆筑，各段澆筑時間應大致相等。為了避免增加滑行阻力，影響表面光滑，造成質量事故，在澆筑混凝土的同時，應隨時清理黏結在模板內表面的砂漿或混凝土。混凝土宜采用振搗棒搗實，振搗時不得觸及鋼筋、模板和支承桿，振搗棒插入下層混凝土的深度要小于5 cm。

4.3 滑升狀態檢查控制

在滑升過程中，應遵循“薄層澆筑，均衡提升，減少停頓”的原則，其他各工序作業不得以停滑或減緩滑速來遷就其他作業，均應在限定時間內完成。每滑升300 mm千斤頂用限位卡平一次，用平臺水平控制水平偏差，為了確保標高準確無誤，滑升標高由專人負責，每滑升1.5 m根據操作平臺的水平度操平一次。滑升時，當垂直度超過3 ram時應采取糾偏措施。

5 施工工藝控制

5.1 高墩臺豎直度的控制

由于高墩臺豎直度允許偏差為墩臺高度的0.3 %，且要小于20 mm。為此，在施工中，每滑升l m就要進行一次中心校正。一般是將偏扭一方的千斤頂相對提高 2 mm～4 mm后逐步糾正，為了避免產生明顯的彎曲現象，每次糾正量不宜過大。

5.2 操作平臺水平度的控制

操作平臺上材料堆放要均勻，以避免平臺傾斜，另外還要注意混凝土澆筑是否順利，要經常進行觀測和調整。具體做法是用水平儀觀察各千斤頂高差，并在支承桿上劃線標記千斤頂應滑升到的高度，在同一水平面上的千斤頂其高不宜大于20 mm，相鄰千斤頂高度差不宜大于10 mm。

5.3 橫板安裝準確度的控制

滑升模板經組裝好直到施工完畢中途一般不再拆裝。模板組裝前，要檢查起滑線以下已施工的基礎或結構的標高和幾何尺寸，并標出結構的設計軸線、邊線和提升架的位置等。

5.4 爬桿彎曲度的控制

當爬桿彎曲程度不大時，為了防止再彎，可用鋼筋與墩臺主筋焊接固定；當彎曲較大時，應切去彎曲部分，再補焊一截新桿；若彎曲嚴重時，應切去上部，另換新桿；新桿與混凝土接觸部位應墊l0 mm厚鋼靴。

6 結束語

總之，高墩臺施工要進行合理地總體布局，編制詳盡的施工組織計劃，加強施工工藝的控制，才能確保工程順利的竣工。