無支架翻模技術在公路橋梁薄壁墩施工中的應用

徐晨輝、周冬冬

（南昌公路橋梁工程有限公司，江西南昌 330006）

0 引言

無支架翻模技術在薄壁空心墩施工環節，技術優越性高，且施工具備科學性、合理性。較之傳統支架方式，速度快、效率高、性能好，應用到公路、鐵路橋梁薄壁墩、高塔柱等混凝土澆筑施工中，可以滿足公路橋梁的運行需要，實現總體水平的全面提升。

1 技術特點與使用范圍

其一，墩身結構采用分段成型的方式，施工時墩身不會發生扭轉、偏心的問題，同時操作階段可以隨時糾正偏差問題 。其二，薄壁墩無支架翻模施工時，可以應用50～60m 塔吊垂直施工，2～4 個墩同時作業，有效的降低項目成本，還能提高施工速度，確保工程運行的安全性、穩定性。其三，翻模的表面布置懸吊作業平臺，能夠方便施工作業；模板應用整體的大塊鋼模板，接縫數量較少，表面達到平整度的標準；澆筑形成后的混凝土表面光潔，錯臺數量較少，結構尺寸達到精度的要求；模板加固環節，應用橫向拉桿進行，操作簡單、運行好。其四，經濟環保。現場不需要設置腳手架，節約人力與財力，占據空間小，施工效果良好[1]。無支架翻模法可以應用到公路、鐵路橋梁薄壁墩等工程中。

2 工藝原理

無支架翻模法需要使用前一級澆筑結束的橋墩部位作為承載主體結構，利用模板作為載體建設工作平臺，隨著橋墩施工逐步的升高，工作平臺與模板結構會采用整體下移的方式。翻模一般包含2～3 個節段組合模板施工，設置支架與工作平臺，安裝塔式吊裝機，將組合形成成套的模具。在現場的施工環節，墩身基頂的部位需要設置第一節模板，然后再支立一層模板。如果第二節混凝土強度為3MPa，則第一節強度達到10MPa，將第一節模板拆除。每一節翻模包含內外模板、圍帶、拉桿、工作平臺等。外模板主要是包含主板、側板、調整板的三種形式，內模板主要是主板、側板、角模板、調整板等四種。每一節的模板高度尺寸為2.0～4.5m，寬度尺寸要結合現場的情況做出分析和控制，保證結構的尺寸符合要求。另外，模板應用螺栓連接，通過槽鋼作為圍帶設置，內外圍需要使用φ18mm 的圓鋼拉桿形成整體結構。拉桿的外部應用塑料管包裹處理，保護結構，可以反復使用。

每一層的模板內外都需要布置施工作業平臺，平臺制作時，按照每層、每塊模板進行制作，平臺與外模板連接后形成整體，平臺和扶手均由直徑28mm 的圓鋼焊接作為支架，周邊需要設置防護欄，外側以及底部均需安裝安全網，使結構的性能合格。現場作業平臺要布置厚度為5cm 的木板或者竹架板，工作人員可以隨時移動，且可以放置隨手工具[2]。內部的作業平臺要通過內外模板與橫拉桿達到穩定的標準，進行鋼管支架搭設施工，并且表面鋪設模板或者竹架板后，鋪設一層2mm 厚度的鋼板，工作人員可以隨意走動。

3 工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

做好施工準備工作，開展測量放線工作，進行模板試拼裝、鋼筋綁扎，制作鋼筋螺紋，完成綁扎，制作作業平臺、外模板，對模板表面進行拋光、涂抹脫模劑，模板組裝與調試，合格后開始第一層澆筑施工，強度合格后拆除欄桿與平臺，養生合格后開始第二段的施工，需要強調的是，第一層設置安全網的結構，才能開始下一層結構的施工。

3.2 操作要點

3.2.1 模板施工

（1）立模準備

需要進行測量放線，對準基線中心，立模邊線外側進行找平處理，且通過水準儀進行掛線處理，砂漿完成硬化之后，逐步在線路中心向兩側展開設置。

（2）模板安裝

應用起重機完成模板安裝作業，人工輔助施工。外模板安裝工作結束后，即可進行內部模板的安裝，應用螺栓連接處理，螺桿、圍帶進行連接。在模板制作結束后，及時進行現場的安裝控制，如果發現標準不統一，應該設置安全爬梯，安裝安全網，保證內外平臺符合運行的要求。

（3）立模檢查

第一節模板安裝工作完成之后，通過水準儀、全站儀進行頂部標高和墩身的檢查，保證符合設計要求才能繼續開展項目施工。混凝土澆筑環節，必須進行現場管理，組織人員看護和檢查，達到運行的要求。

（4）模板的除銹與涂油

澆筑環節做好模板的防護管理，且表面除銹，涂刷一層機油，環境溫度較低的情況下，機油中加入適量的柴油，按照機油與柴油7∶3 的配置要求[3]。

（5）模板爬升作業

使用手拉葫蘆進行第一節鋼模板的安裝施工，將內部模板進行拉桿松懈，第一節模板操作卸載，吊至安全場地，再應用起重機吊裝，做好表面的清理，涂抹脫模劑，根據放線測量后進行施工控制，反復作業，直至全部完成。

（6）糾偏

每一節模板安裝中，應用0.5～1m 薄板填充縫隙，達到密封性的要求。

（7）模板的拆除

現場施工至墩頂的部位后，需要設置1 或者2 個模板節段，如果墩身強度達到10MPa，即可拆除模板。為了保證拆除作業可以有序的展開，墩頂埋設吊裝環，再應用手拉葫蘆拆除，以保證運輸效果合格。

3.2.2 安全爬梯施工

（1）預埋件的設置

為使無支架施工的效果合格，人員可以正常的進出，墩身的正面部位，樓梯轉角部位上預留100mm 的空洞，以便于在搭設爬梯時能夠方便穿越固定配件。

（2）爬梯的制作與安裝

墩身從底部開始進行正面搭設鋼架結構，根據預留孔內拉桿固定，達到整體性要求。

3.2.3 鋼筋加工與安裝

一是鋼筋根據不同型號、規格以及不同廠家進行分別驗收與存放，切勿混合存放，并且有明顯的標記。二是鋼筋表面清理處理，達到潔凈度的要求，且冷彎率控制在2%以內。三是受力主筋和末端彎鉤都要達到標準要求，不會影響工程的質量。四是縱向鋼筋應用墩粗直螺紋套筒連接的方式，應符合目前工程標準和規范的要求，做好現場檢測作業。五是嚴格控制受力鋼筋焊接，達到運行的標準，做好接頭的質量控制，同一個斷面上鋼筋接頭的數量不超過50%。鋼筋連接部位的保護層厚度達到要求，在20mm 以上，且連接件的間距控制在15mm 以上[4]。

3.2.4 混凝土施工

（1）混凝土原材料

嚴格執行設計方案的要求，保證材料的各個方面性能合格，必須經過檢驗符合要求，以達到工程的標準。

（2）混凝土配合比

配合比必須嚴格控制，執行設計方案的要求，且施工各項材料都進行質量和性能的檢查，滿足和易性、凝結速度的要求，制作出符合強度、耐久性等標準要求的材料。

（3）混凝土拌和

在工程中選擇使用強制式拌和設備，使混凝土達到均勻、顏色一致的效果，且不會發生離析、沁水的問題。在卸料的環節，從卸料流的1/4～3/4 的部位進行試樣檢測，確保坍落度符合要求，兩次檢測的誤差控制在0.8%以內，單位體積的混凝土骨料含量偏差控制在5%以內。拌和完畢后，保證15min 使用完畢。

（4）混凝土運輸

在運輸階段，必須滿足澆筑速度的要求，保證連續性合格，確保澆筑均勻性，不會發生坍落度不合格的情況。

（5）混凝土澆筑

在內外模板需要設置溜槽，混凝土應用半自動料斗，利用溜槽或者人工入模的操作方式。混凝土澆筑施工采用水平分層灌注，插入振搗棒的方式振搗處理，保證插點符合均勻、全面的要求，并依次進行振搗施工，移動間距控制在振搗棒直徑的1.5 倍以內[5]。澆筑階段，由專人隨時檢查和監督。

（6）第一節混凝土強度

第一節強度達到10MPa 后，達到混凝土鑿毛要求，為后續的墩身施工連接效果合格提供基礎。

（7）混凝土養護

在每一節的混凝土養護施工后，需要在表面包裹一層土工布以避免受到暴曬的情況，合理灑水保濕處理，養護7～10d 即可。

4 施工質量控制措施

4.1 地基處理

翻模結構的荷載都是在地下，所以地基處理的效果會給整個支撐結構體系穩定性產生影響。如果地質條件無法滿足要求，需要使用鉆孔灌注樁的形式；地質條件較好的應用CFG 樁、擴大基礎等。根據現場的情況確定選擇合適的樁體形式，在現場施工前勘查確定，選擇最佳的樁體形式以保證結構的性能合格。此外，還要綜合分析現場的經濟性、質量水平，以達到總體性能的標準要求。

4.2 承臺與鋼管柱連接

鋼管柱是將地基和橋梁連接的重要部分，上部荷載直接經過鋼管柱傳輸到地下空間中，所以鋼管柱和下部臨時支撐臺的穩定性尤為重要。為了使鋼管柱和承臺連接符合運行的要求，承臺和鋼管柱都應用預埋鋼板的作業方式，保證連接效果符合要求。

一是綜合分析承臺的受壓面積，選擇符合要求的鋼板材料，以達到上部荷載的分散性效果。因為鋼板面積較大，對于后續的振搗施工產生影響，臨時支承臺預埋鋼板中間部位要設置振搗孔，防止發生振搗不合格而引發質量問題。嚴格控制振搗孔尺寸，必須保證振搗效果達標，防止發生質量問題。根據這些要求，確定合適的振搗棒的直徑與鋼筋網片間距，保證振搗效果合格。振搗棒通常直徑控制在5cm 左右。

二是將臨時承臺和鋼管柱的底部鋼板進行連接。如果條件允許，利用螺栓進行連接，保證焊接操作更加的方便、快捷，為后續的拆卸施工提供基礎。如果現場條件不能使用螺栓連接，則要應用焊接的方式連接，比如兩側鋼管柱作為承臺結構，結構尺寸合格，預埋鋼筋尺寸較小的情況下，不能布置螺栓。

4.3 鋼管柱加固措施

鋼管柱應該和下部結構有效連接，還要做好加固處理，確保穩定性合格，不會發生傾倒、歪斜或者不均勻的問題。其一，為了使鋼管柱的總體性能合格，在鋼管柱上設置橫向支撐，形成整體結構，一般會采用工字鋼、槽鋼等作為連接材料，加強焊接質量控制。其二，嚴格落實現場管理和控制，加強鋼管柱加固處理。在兩側設置的鋼管柱是永久承臺，和墩身的距離較小，需要在墩身部位上埋設鋼板，通過鋼管柱布置槽鋼等材料進行穩定的連接，形成整體的結構，一般是焊接連接，達到穩固性標準。

4.4 砂箱設置

為了保證拆卸可以順利的進行，鋼管柱頂部要布置砂箱，兩者采取焊接方式連接。砂箱下部需要使用鋼管柱等材料制作，內部需要填充必要的砂子，并且做好封堵處理，要布置兩側開啟孔，保證施工結束后及時將砂子放出，保證其可以自由下落，符合拆卸的標準。開啟孔需要在內部焊接螺母，螺栓應該選擇稍大的，在拆卸的環節，把螺栓松開后直接放出砂子。砂箱設置結束后，及時進行檢查，保證結構的性能合格，滿足運行的標準。

4.5 標高控制

翻模結構的設置極為重要，在上部應用頂托開展輕微調節，但不同的是，其不具備任何頂托結構的微調部件，所以標高必須達到精度的要求。因此，現場施工作業前，應該做好各個結構尺寸的分析和檢測，防止出現誤差；為了保證尺寸精度合格，應該做好各個尺寸的分析和控制，現場測量預埋鋼板的標高再進行精準下料。翻模結構安裝之后應該做好預壓處理，預壓之后可以獲取非彈性變形、彈性變形以及預拱度的設置要求，最終可以符合梁底標高的要求，這時可以通過頂部方木和底模模板調節厚度尺寸，達到標高尺寸精度的要求，為工程的質量提升打下基礎。

4.6 高墩翻模施工注意事項

一是嚴格執行施工方案的要求。在項目開始施工前，對每個施工細節展開分析，做好人員培訓和教育，全面提升人員的總體水平，并且做好機械設備的保養和檢查，確保處于最佳的運行狀態；落實現場安全檢查和監督，消除任何安全隱患因素。

二是拆除模板前，需要將拉桿抽出，并且至少使用2 根倒鏈拆除模板，通過塔吊聯合使用，掛好鋼絲繩，要將模板和相鄰螺栓全部拆除，緩慢松開倒鏈，直到模板能夠起吊離開墩身，以此方法逐一拆除模板。拆模環節，工作人員必須佩戴足夠的安全設施，將安全帶掛到鋼模板上。模板吊裝與拆卸的現場必須由專人指揮，不能觸碰到任何鋼筋、翻模結構等，保證人員的生命安全；高空作業的過程中，應該有足夠的安全設施，且有人員指揮，以免產生任何的墜落傷害，達到安全性的要求。

三是炎熱的天氣條件下澆筑混凝土，必須加強入模溫度與初凝時間的控制；如果遭遇雷雨天氣、6 級以上大風天氣停止機械作業施工，將人員撤離現場，以免因為高空墜落等而導致安全事故。

四是嚴格執行安全操作規范和專項的技術標準。翻轉模板的外側平臺必須符合安全性要求，且要安裝高度為1.2m 的防護欄桿，同時還要設置0.35m 的水平橫桿；在現場設置安全網，禁止在模板表面堆放重物，容易發生滑落的物體必須進行固定處理。在現場應該做好預留孔洞的覆蓋處理，且沒有雜質進入到內部，以免影響結構的性能；轉角部位做好防護，以達到現場安全性要求。

5 結語

綜合以上分析，在公路橋梁薄壁墩工程項目施工環節，通過應用無支架翻模技術，可以提高工程的整體質量。所以，在往后項目開展階段必須要做好無支架翻模工藝的優化，并且要求技術人員按照施工標準開展作業，從施工質量、施工安全等方面加以控制，達到橋梁項目的建設要求。