翻模技術在公路橋梁高墩施工中的應用探討

陸治業

(廣西壯族自治區航務工程處，廣西 南寧 530031)

0 引言

近年來，我國交通事業發展迅猛，公路網絡密集，基于部分特殊的地形要求，高墩橋梁的修建日益增多。根據我國高墩施工實踐經驗可知，常用的施工技術主要有滑模、爬模、翻模三種施工方法，由于其各自特點不同，適用情況也存在一定差異，由此必須根據實際情況合理選用，本文主要以翻模法為研究對象展開具體分析。

1 我國公路橋梁高墩應用情況

隨著我國公路交通網絡的完善，大量的橋梁需跨越大河、深谷，墩高超過40 m的橋梁屢見不鮮。高墩模式下，對于墩身截面尺寸的要求也越來越高，若是繼續采用實體墩型式，則混凝土用量過大，經濟性較差，由此自20世紀60年代起，我國相繼建成了部分空心墩，此類橋墩在滿足橋梁墩高要求的同時，實現了橋梁整體施工的經濟化、輕型化發展。

根據調查顯示，我國自20世紀70年代起，空心高墩修建數量急劇增加，其壁厚基本為50～80 cm，墩壁設多層構造鋼筋，墩身設橫、縱隔板，后隨著施工工藝不斷成熟完善，墩壁厚度不斷減薄，鋼筋減少至兩層，隔板等均撤出，不僅工程量進一步減少，在經濟性方面的表現也更加優異；20世紀90年代后，爬模、翻模等施工技術的出現為公路橋梁高墩施工注入了新的活力，其進一步縮短了施工時間，有利于獲得更佳的高墩施工質量，現階段墩高超過100 m的橋梁在我國工程建設中十分常見，表1列舉了國內部分高墩橋梁。

表1 國內部分高墩橋情況表

2 公路橋梁高墩施工技術的選用

2.1 三種常見橋梁高墩施工技術

近年來，我國橋梁高墩施工技術主要采用的是滑模、爬模、翻模三種，各自技術原理如下：

(1)滑模技術：預先在混凝土結構內埋置鋼管(支承桿)，以千斤頂、提升架將滑升模板施工荷載轉至支承桿，待混凝土強度達到要求后，利用液壓提升系統沿支承提升整個裝置，完成循環作業；

(2)爬模技術：通過液壓系統完成爬架與模板體系沿著導軌的爬升；

(3)翻模技術：其主要是借助塔吊或液壓系統完成模板循環交替上升施工。

滑模、爬模、翻模三種施工技術施工設備、方式具體如表2所示：

表2 三種施工技術施工設備、方式對照表

2.2 翻模技術的應用優勢

經比較，上述三種施工技術中，滑模施工成本較高，工藝復雜，對施工連續性要求高，施工完成后墩身表面平滑度相對較差；爬模施工速度快，成本相對較小，但構造復雜，多用于斜拉橋塔柱施工；翻模施工簡單、速度快，可利用塔吊，也可利用液壓系統施工，墩身表面相對平滑。

經綜合分析，滑模適用于澆筑低流動度或半干硬性混凝土，要求結構形式單一、斷面變化少、無局部凸出物；爬模適用于橋梁墻柱、索塔塔柱等施工；翻模適用于等/變截面的實體或薄壁空心混凝土結構等。由此可知，在公路橋梁高墩施工中，翻模技術更具應用優勢，整體施工效果較好，值得推廣應用。

3 公路橋梁高墩施工中翻模技術的應用

由上節分析可知，根據提升設備的不同，可將公路橋梁高墩施工中翻模技術分為兩種：一種是塔吊翻模；一種是液壓翻模。本文對這兩種施工技術的應用展開具體論述：

3.1 塔吊翻模施工技術

塔吊翻模施工技術，顧名思義就是利用塔吊提升模板及工作平臺，根據此項技術的發展情況來看，可分為傳統的支架法與新型無支架法：

(1)支架法工藝流程如圖1所示，從支架搭設到完成墩身施工、拆除支架共計分為12個步驟。

圖1 支架法塔吊翻模施工工藝流程圖

(2)無支架法，采用的是大型模板加工作平臺連接構成的工具式模板，已澆混凝土段與其頂節未拆除模板為支撐依托，由塔吊完成模板與相關物資的提升(如圖2)，與傳統支架相比，模板安裝穩定性、安全性、準確性均有所提升，新舊混凝土接縫平順。無支架法塔吊翻模施工工藝流程為：鋼筋勁性骨架的搭設→鋼筋綁扎→內外模板支立→內外模對拉加固及校正→混凝土澆筑→混凝土的澆水養護→進入下一節段循環，具體如圖3所示：

圖2 無支架翻模施工法示意圖

圖3 無支架法翻模施工步驟示意圖

3.2 液壓翻模施工技術

液壓翻模施工，組成部分包括工作平臺、頂桿及液壓提升設備、內外吊架、模板系統、中線控制系統、抗風架及輔助設施等，其工作平臺支撐于提升架上，由液壓提升設備負責模板提升。如圖4即為液壓翻模基本施工流程圖。

圖4 液壓翻模基本施工流程圖

4 實例分析

4.1 工程概況

本文以某高速公路橋梁為例具體論述翻模技術應用要點。此橋梁全長3 510 m，全橋薄壁空心墩共27幅，42#、46#邊墩為等截面矩形空心墩，平面尺寸為8.5×3.6 m2，空心墩橫、順橋向壁厚80 cm；引橋空心墩身平面尺寸為7.0×3.4 m2、6.0×3.4 m2。42#、46#邊墩與引橋墩身分別采用塔吊翻模、履帶吊翻模施工技術，如圖5所示即為橋梁墩身結構示意圖。

圖5 墩身結構示意圖(mm)

4.2 施工方案比選

結合以往施工經驗，根據墩身高大的特點，擬定了 3 種施工方案(見表3)。

表3 施工方案比選情況表

如表3所示，通過綜合分析，結合類似大橋施工經驗，選定吊機翻模施工方案。

4.3 吊機翻模施工工藝

4.3.1 施工流程

本橋梁墩身施工流程如圖6所示。

圖6 吊機翻模施工工藝流程圖

4.3.2 施工技術要點

4.3.2.1 模板制作

本橋梁墩身外模板為大面積鋼模板(見圖7)，每層高2.5 m，共計3層，首次澆注7.5 m，后續每次澆注5 m；內模板為組合鋼模板+槽鋼背肋，以內腔腳手架作支撐固定，每層模板使用3層φ25 mm精軋螺紋拉桿固定，外套采用PVC管(φ40 mm、壁厚≤2 mm)。

圖7 大面積鋼模板尺寸示意圖(mm)

4.3.2.2 翻模施工

(1)搭設腳手架：墩身施工腳手架采用φ48 mm、δ=35 mm鋼管搭建，為6 m標準節段；腳手架與墩身凈距≥1.10 m，由于墩身為翻模施工，故搭建腳手架需留翻模空間，便于后續操作；腳手架達一定高度，拉設攬風繩，確保支架穩定。

(2)綁扎鋼筋：墩身豎向主筋接頭采用滾軋等強直螺紋連接，與鋼套筒擠壓連接相比，其有效避免了爆管、漏油等問題的出現，省時省力，施工效果與經濟性均較好；主筋與箍筋、主筋與架立筋間均以鉛絲綁扎固定，實時檢查鋼筋骨架垂直度。

(3)模板拼裝：利用吊機進行模板安裝，嚴格遵循“先外模后內模”的順序；模板同一平面連接位置以螺桿連接、貼雙面密封膠帶，層內模板、上下層模板增加拉桿(φ25 mm精軋螺紋。)固定；內模為組合鋼模，以內腔腳手架配合升降器固定；為確保模板穩定，在承臺四周提前埋設槽鋼固定。

(4)混凝土澆筑：做好模板測量加固后，方可澆筑混凝土，做好澆筑平臺四周安全防護工作。混凝土振搗采用插入式振動器，其移動距離以30～35 cm為宜，與側模相距5～10 cm。澆筑期間，派專人看護模板，嚴禁因為擾動螺拴等緊固件，導致跑模現象的出現。

(5)翻模施工工藝：完成第1節墩身施工后，混凝土強度、養護期達拆模條件(第2節完成鋼筋綁扎)，拆除底層標準節2.5 m高模板，最上層模板不拆，作為第2節墩身基礎模板；將拆下的模板清理干凈，涂抹上脫模劑，使用吊機安裝，繼續提升第一節第二層模板，安裝在第二節第一層模板上，構成一個5 m高的澆筑節段。如此循環往復，完成所有節段施工，具體如圖8所示即為墩身翻模施工流程示意圖。

圖8 墩身翻模施工流程示意圖

(6)模板加固：模板提升時需臨時加固，提升完畢全面測量校核后開展全面加固，切實保證模板穩固。

5 結語

翻模法是我國公路橋梁高墩施工的常用方法之一，目前已經發展得較為成熟，其施工技術相對簡單，墩身質量好，成本相對較低，值得推廣應用。在實際高墩施工中，需綜合考慮本橋梁墩高度、工期要求、場地條件、工程質量要求等諸多因素，并結合同類工程的施工經驗，合理確定采用何種施工方法，選擇技術可行、經濟性好的施工防范措施。本案例工程經綜合分析后確定采用吊機翻模施工方法，規范落實各道施工工序，最終墩身質量良好，外觀平整光滑、線條直順，為后續施工作業奠定了堅實基礎。