調弧鋼模空心墩翻模施工技術

劉周禮，張志恒，冷志杰

（中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116001）

客專線橋梁高墩多采用雙面收坡圓端形空心墩，由于受到收坡影響，每層圓弧模板的曲率均不同，采用常規定型鋼模板，則需要按墩高配置一整套模板，一次投入大量調弧模板。調弧鋼模板突破常規鋼模板制作完成后外形尺寸不可調整的理念，將模板制作成通過增加調整節模板可以調整圓弧的弧長的柔性鋼模板，從而大大地節約了模板的投入量，達到降低施工成本的目的。

1 工程概況

京福鐵路客運閩贛段Ⅱ標陳山塢特大橋全長790.8 m，起訖里程為DK439+901.5～DK440+692.3，橋梁中心里程為DK440+296.9。本橋位于江西省上饒市上饒縣鄭坊鎮西山村，為跨越山間低洼處而設置，橋址處地勢起伏很大。橋梁基礎為樁基礎、下部結構為實心墩及空心墩柱（空心墩高度從24～67 m不等）、上部結構采用現澆14～32 m簡支梁及（60+100+100+60）m連續梁。本橋共有15個空心圓端形墩柱，空心墩的外坡比均為35∶1、內坡比有70∶1、80∶1、90∶1、100∶1。

2 工藝流程

調弧模板施工工藝流程見圖1。

3 施工方案選擇及設計原理

3.1 方案的選擇

陳山塢特大橋空心圓端形墩柱共15個，其墩柱外坡比為 35∶1，墩柱內坡比有 70∶1、80∶1、90∶1、100∶1。按傳統的定型鋼模板設計方案需定做約140 m的墩柱模板，這套模板的利用率太低，有的模板只能使用一次，這樣加大了墩柱施工的成本。考慮到方案的經濟性，又要兼顧本橋梁的工期緊張問題，本橋選擇定型鋼模板配合調弧模板施工的工藝。

由于首次涉及調弧模板，因此選擇工期不緊，墩柱坡比較單一的10號墩柱作為試驗墩，10號墩柱42.5 m高，墩柱外坡比為35∶1，內坡比為90∶1，墩柱頂部圓弧直徑為5.2 m，底部直徑為7.628 m。

圖1 調弧模板施工工藝流程圖

3.2 調弧模板的設計原理

調弧模板的設計原理為：將鋼模板設計成柔性模板，將半圓弧的模板分成2～3塊。每塊模板的面板設計成一整塊，模板的豎肋設計成多個單元，單元之間通過事先制定好的絲杠進行連接，模板的法蘭在絲杠的位置斷開。使用絲桿調整出所需要的圓弧，通過增加或者減少調節塊模板，使圓弧模板的弧長滿足設計圓弧長度要求，使用模板上的調節絲桿調整出設計圓弧形狀，并使用鋼絲繩將圓弧模板兩側的圓弧模板和中間的直段模板固定形成一個整體，模板頂部使用固圓弧法蘭和原有斷開法蘭連接并固定，以達到調弧并固定模板作用，調弧模板按照3 m高度進行設計，每施工完成3 m上下模板弧長均減短27 cm，每澆筑完成3 m從模板中間抽出一塊上下弧長均為27 cm的圓弧模板，使得圓弧模板的弧長達到下一次所需模板圓弧長，通過鋼絲繩將調弧模板的兩側圓弧模板及中間的直板模板形成一個整體，通過模板上調節絲桿調整出圓弧形狀，再在模板的頂部使用事先根據模板尺寸制作出來的整體法蘭來固定頂部模板，從而使得模板尺寸符合設計圖紙尺寸要求。見圖2、圖3。

圖2 調弧模板設計立面圖

3.3 翻模施工的原理

圖3 調弧模板平面圖

施工時第一節段模板支立于承臺頂上，第二節段模板支立于第一節段模板上，測量定位后一次性澆筑混凝土。混凝土達到拆模強度后拆除第一節段模板同時拆除第二節模板的最下層拉桿，此時荷載由已硬化的墩身混凝土傳至墩底。待第一節段模板作調整和打磨后利用塔吊將其翻升至第三層，依此循環向上形成拆模、翻升立模、模板組拼、鋼筋焊接綁扎、接長泵送管道、灌注混凝土、養生和測量定位、標高測量的不間斷作業，直至達到設計高度。

4 施工技術

4.1 模板設計

為了便于施工，調弧模板按照3 m高度進行設計，不足3 m處設置定型鋼模板調整節，以10號墩柱為例：10號墩柱高為42.5 m，底部0.5 m模板按照定型鋼模進行設計，因此該墩柱調弧模板圓弧設計最大直徑（7.6 m）及最小直徑（5.2 m）進行設計。圓弧端調弧模板由2～3塊大塊模板加相應的調整節模板組成，兩圓弧模板之間由定型直板模板，直板模板的尺寸為4 m×3 m（另加兩塊0.5 m×3 m及0.2 m×3 m調節模板）。

大片調弧模板的面板由整塊6 mm厚鋼板構成，豎肋按照272 mm分成數個單元格，模板上下法蘭（法蘭厚度為14 mm）在豎肋位置斷開，豎肋采用 [8槽鋼，豎肋間距為252 mm，單元格內橫道采用8 mm鋼板（連接兩個豎肋之間），橫肋間距為500 mm及250 mm，單元格之間采用調節絲杠進行連接，3 m模板豎向布設3道，絲杠采用φ30的圓鋼，經計算模板的受力滿足設計要求。見圖4。

圖4 調節絲杠照片

操作平臺搭設在模板固定架上，每層外模板均設模板固定架，固定架用∠50等邊角鋼焊接成三角形，通過螺栓固定在外模板的背楞上。施工平臺寬1.0 m，平臺頂面沿周邊設立防護欄桿，欄桿外側至模板固定架底部設封閉安全網。施工平臺上面鋪設5 cm厚木板，供操作人員作業、行走，存放小型機具。

4.2 模板安裝

墩柱與承臺接茬面鑿毛完畢且鋼筋綁扎報驗完畢后可以開始支立模板，之前必須清理墩柱內的雜物，同時測量放樣出模板支立位置及標高，若承臺表面不平整。在承臺頂面外膜的位置鋪一層2 cm左右的1∶2的找平砂漿，模板與找平砂漿之間安放海綿條防止漏漿。

模板支立之前在承臺上移植一些短鋼筋頭，對模板起著限位作用（澆筑混凝土前清除干凈），模板采用吊車或者塔吊配合人工的方法進行施工。先支立內模板，再綁扎鋼筋，最后進行外模板的支立工作。

外面模支立時先支立圓端形墩柱的直段模板，同時調整好直段模板的位置及標高，然后安裝兩端的調弧模板，調弧模板下底法蘭與翻模地層模板采用螺栓連接，模板的頂部先用模板上的調節絲杠將模板的圓弧調節成所需半徑圓弧，然后使用直徑為18 mm的鋼絲繩將兩端的圓弧模板同直段模板固定成一個整體，再使用事先制作好的整體法蘭與原模板的法蘭進行固定。整體法蘭的螺栓孔因做成橢圓形狀，橢圓的直徑與原模板的法蘭的螺栓孔直徑一樣。

4.3 調弧模板施工注意事項

1）調弧模板施工先施工直段模板的定位及固定施工，再進行調弧模板的安裝，使用螺栓將圓弧模板與定型鋼板或者已施工完的調弧模板固定，再將調弧模板頂部定位法蘭安裝并定位，通過調弧模板的調節絲杠調整模板圓弧，圓弧調整完畢后使用鋼絲繩將模板圓弧端及直段模板進行整體性固定，最后固定調弧模板頂部的定位法蘭。

2）調弧模板調弧時必須對稱調節，左右對稱調節。調節絲杠時可以采用油表卡尺來控制調節絲杠的長度。

3）施工過程中隨時檢查絲扣情況及鋼絲繩的狀況，如發現損壞必須及時更換。

5 結語

雖然該套模板現場實施效果較好，但由于是首次使用調弧模板，尚有一些不足和需要改進的地方。

1）由于調弧模板是柔性模板，其制作精度要求極高。包括模板連接處的法蘭鉆孔精度，在本套模板設計時法蘭盤采用常規橢圓孔，導致模板成型尺寸不能很好滿足設計要求，需另外增加一套定位鋼板，才能保證兩層模板翻模時的可靠連接。改進方法：制作鋼模板時應當在平面模具上按設計鉆好眼，法蘭部分分塊切割，鉆眼后套在鉆好眼的平面模具上，則可以完全保證鉆眼精度。

2）調弧絲杠與調弧鋼板之間采用單面銷接，在模板受力后調弧絲杠易發生上下滑動，影響成型后模板尺寸。改進方法：采用雙層調弧鋼板。

3）為便于調弧每層鋼模板僅設置了兩道調弧絲杠，這樣模板受力較大，影響每次澆筑高度和施工速度。改進方法：需要精確計算澆筑混凝土時模板側壓力，同時采用高強鋼材制作調弧絲杠，考慮增加多層調弧絲杠，增加的調弧絲杠僅用來承受澆筑混凝土時模板側壓力，模板調弧完成后安裝。

[1]張志恒.合肥至福州鐵路客運專線（閩贛段）土建工程HFMG-2標總體實施性施工組織設計[R].大連：中交一航局第三工程有限公司，2010.

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