高墩自升平臺翻模工藝在橋梁施工中的應用

李明軍

(山西省朔州高速公路有限責任公司，山西大同 037034)

高墩自升平臺式大模板翻模施工工藝是一種新型橋梁施工技術。它是在基于傳統滑模、爬模、普通翻模、組合模板和大模板施工工藝基礎上，根據現代橋梁施工的更高等級和施工質量的要求等原則研發的橋梁施工新工藝。其應用能夠有效地提高施工速度，降低工程的投入材料、設備和人工成本，施工過程中作業和模具加工安裝更為方便，同時兼顧工藝和專用設備的廣泛的適用性。自21世紀開始以來，這種新工藝在施工中逐步完善并得到廣泛的應用。如公路和鐵路橋梁工程中涉及的圓形、圓端形、矩形的空心墩施工，同時也適用于水塔、煙囪、儲糧倉等高聳建筑物(建筑高度越高越能顯示出它實施的優越性)。與之配套作業的水泥混凝土材料(以下簡稱混凝土)提升設備可配備纜索吊機、塔式起重機、井架和輸送泵等專用設備。

1 工藝特點

自升平臺式大模板翻模施工工藝具有下述明顯的工藝特點:

1)把施工平臺和模板分成兩個完全獨立的體系，消除了施工平臺偏扭對模板的影響。2)施工平臺由符合國家標準的型鋼材料組合而成，無需任何非標設計和加工的零部件，因此結構緊湊，自重較小。基于這種設計理念，新工藝所用的施工平臺能夠方便地在承臺上由預制好的零部件直接拼裝而成。施工平臺的所有零部件具有良好的可換性，因此適用性更為廣泛，所有材料均可周轉重復利用，這對于降低工程成本具有重要意義。3)作業過程中施工平臺和模板的提升全部采用手拉葫蘆完成。而手拉葫蘆不僅使用可靠，而且采購價格低廉，解決了傳統工藝在翻模施工時因腳手架升降造成的操作人員勞動強度大、成本高且安全隱患較多的弊端，從而使得橋梁的高墩作業工藝更為方便易行。4)能適應各種松散混凝土運輸和提升方式，如纜索吊機、塔式起重機、輸送泵等。如采用輸送泵輸送混凝土，可隨模板上翻接長輸送管道，提高混凝土澆筑速度。5)大模板翻模3層模板，每次翻2模，僅留1模作支承，大大提高了施工速度。6)具有制作簡單、使用方便、施工速度快、勞動強度低、安全系數大、墩身施工質量好的特點。7)工人全部在安全網和護欄內工作，安全有保證。8)施工技術容易掌握，1個～2個循環后工人即可熟練操作。

2 自升平臺式大模板翻模構造及各部功用

圖1是自升平臺式大模板翻模構造示意簡圖，整套設備由施工平臺、平臺提升系統、模板提升系統、模板系統和附屬系統組成。

2.1 工作平臺

圖1 自升平臺式大模板翻模構造組裝圖

如圖1所示，操作平臺由型鋼支承架和鋼管、鋼管扣件組成，是施工人員作業的主要場地。在平臺上完成鋼筋的焊接和綁扎、裝卸模板、混凝土澆筑等作業，亦可安放必要的施工機具和工程材料。

2.2 平臺提升系統

平臺提升系統由2組手拉葫蘆組成，每組手拉葫蘆由2臺SH5型手拉葫蘆和φ20鋼絲繩組成，用于施工平臺的提升。

2.3 模板提升系統

模板提升系統由4臺SH2型手拉葫蘆組成。矩形墩身的每邊模板為一個提升單元，作業時由2臺手拉葫蘆同時均勻起吊一個模板單元。

2.4 提升系統的附屬裝置

提升系統的附屬裝置由平臺四周設置的安全網、專用于保障施工安全的提升手拉葫蘆和配套鋼絲繩等零件組成。施工時附屬裝置隨著平臺的提升而提升。這是在作業過程中保證人員和設備安全的必要措施。

3 自升平臺式大模板翻模的組裝

為了保證施工質量和作業安全，自升平臺式大模板翻模的組裝應嚴格按照設計程序進行。其組裝精度見表1。

表1 自升平臺式大模板翻模組裝精度 mm

在組裝時應特別注意下列技術要求:

1)施工平臺必須準確對中、整平，平臺上的設備、材料要對稱堆放，防止偏載造成不應有的傾斜。

2)預留孔必須按設計位置預埋，其高程偏差控制在5 mm以內，保證各支承鋼筋均勻受力。

3)內外模的拉筋按設計要求布置，由于一次澆2模混凝土，對模板的側壓力比較大，作業時應特別注意防止跑模。

4)施工平臺上的供電線路須設置符合有關國家標準的電氣箱及電路保護裝置，電纜線隨施工平臺的提升而逐步接長以滿足作業用電要求。

5)安全網應按要求設置，安全手扳葫蘆要保證無故障運行。

4 施工準備要點

1)人員準備。

根據施工作業情況合理配備班組，對施工人員進行技術交底、技術培訓，提升操作人員的施工質量和安全生產的責任心。只有組織技術經驗豐富的人員管理和操作，才能確保施工過程安全、穩定和高效。

對長期專業從事道路橋梁施工的工程單位，必須培養和建立自己的專業施工隊伍，其工程管理、技術管理和作業人員應長期穩定，且必須具備相應的專業施工和技術等級資質。

2)機具及材料準備。

按圖紙要求清點、檢查平臺及模板各部件規格、數量是否符合圖紙要求。提升設備、混凝土拌合設備、輸送設備要保證具有相應的技術性能。如水泥混凝土提升設備的泵送能力應達到需要的泵送量和泵送高度;混凝土拌合設備應在需要的水泥、礦料配合比情況下穩定作業且符合需要的產能要求等［1］。這些設備必須具備良好的運行狀態。振動器的需求數量較大，必須配備充足。為保證施工的連續性和按時完成，要有備用發電機組，以保證施工時的電力供應。另外，要注意按圖紙設計要求準備好足夠的模板拉筋及施工平臺支承鋼筋。

3)技術準備。

高墩自升平臺式大模板翻模施工必須編制詳細的施工方案，以便于施工嚴格循序進行。測量人員要每2模測一次墩身縱、橫軸線，每6模測一次墩身標高，以便于控制立模的施工符合設計要求。同時，要根據作業現場的氣溫及施工情況，選擇好早強劑和緩凝劑，按要求采用合適的混凝土配合比。

5 工藝流程及工程實施過程中應特別注意的問題

為了達到預定的施工質量，使整個施工作業過程順利完成，下述工藝流程必須嚴格遵照執行。

1)平臺就位。

施工開始時，首先要保證平臺的合理就位。只有平臺的就位位置符合設計要求，才能保證模板的順利提升。根據橋梁基礎設計規范，施工平臺及周邊工藝支承架與橋梁墩壁的間隔距離基本為一常數(即間距固定)。顯然，若施工平臺出現尺寸偏移，將直接影響外模的正常提升和施工。所以施工平臺提升過程中要特別防止其偏扭，如果因不慎造成偏扭，應立即停止提升過程，然后人工用鋼釬進行調整，待其位置準確后再繼續提升，直至完成提升和就位。

2)水泥混凝土澆筑。

澆筑混凝土時要分層對稱進行，每層厚度一般為300 mm～400 mm。振搗要充分，不允許有任何振搗不到的死角，且不得將振動棒接觸到模板和預埋件上，以免對其造成不應有的損壞。

3)施工平臺提升。

施工平臺的提升必須要等混凝土終凝后，待其結構抗壓強度達到(或大于)2.5 MPa時，才能實施提升工序［2］。但在提升前必須檢查和確認使用的手拉葫蘆和鋼絲繩是否正常。在提升過程中，應特別注意將平臺提升手拉葫蘆組和安全手扳葫蘆組上部固定在墩身混凝土上，下端掛住施工平臺的4個角勻速平穩提升。提升過程中若平臺出現偏扭必須及時用鋼釬糾偏。

另外，墩身施工過程中涉及的工序流程，如鋼筋的綁扎和焊接成型、模板借助手拉葫蘆完成的提升和裝卸以及水泥混凝土材料的澆筑養生等工序應嚴格依設計順序依次循環進行，直至完成整個橋梁高墩的施工作業。

6 工藝應用效果總結

作為一種新的橋梁結構施工工藝，高墩自升平臺式大模板翻模施工工藝已在山西省高等級道路，特別是高速公路的橋梁施工中得到了推廣和應用，有關道路工程管理部門已將其作為一種新的工法進行宣貫。近年來，自升平臺式大模板翻模施工工藝已在祁臨高速公路石村溝特大橋，新原高速公路新莊特大橋，汾柳高速公路王家池特大橋等高墩施工中取得了良好的應用效果和顯著的社會、經濟效益。

［1］李施璇.路橋設計的新方向［J］.中國公路，2013(23):118-120.

［2］蒲翠玲.高墩大箱室梁墩頂0號段托架的設計與施工技術［J］.山西交通科技，2013(4):65-67.

［3］涂 瀚.圓端形薄壁空心墩無支架翻模施工技術［J］.山西建筑，2013，39(3):174-175.