高架橋工程中的翻模法施工技術

楊學濤

（中交第三航務工程局有限公司寧波分公司，浙江 寧波315000）

1 工程概況

馬來西亞SUKE高架橋項目CA3標段，重點建設內容為上跨現狀道路的高架橋。其中，主線起訖里程CH4200～CH7800，總長度為3 600 m，為單向3車道雙層高架；支線長1 500 m，為單向雙車道單層高架。在橋梁結構組成方面，橋墩采用門式墩，預制梁包括預應力T梁和U梁2種。

2 翻模技術的原理

翻模施工是在傳統爬模技術的基礎上經優化后形成的全新技術形式，其在圓形、矩形等截面形式的高墩施工中均具有可行性。翻模施工裝置主要包括支架、模板、起吊設備等，其中，墩身內模普遍采用木模或組合鋼結構模，通過高強拉桿的連接，實現內模與外模的穩定連接，從而構成穩定的模板結構體系。

另外，待部分混凝土澆筑成型后，通常會拆除下層標準節的模板，同時應用提升設備將該部分模板垂直提升至上層施工空間內，以更好地實現標準節與首層頂接縫節的精準對接，進而確保標準節所處位置為接縫節下層。完成該步驟后，再在組織內支架的安裝與穩固作業基礎上，完成第2層模板的安裝，并澆筑混凝土。一般來說，按照該流程循環交替，可持續推進高墩施工作業。

3 墩柱施工

3.1 施工準備工作

1）以設計圖紙為準，在樁帽頂面處測定墩柱的各角點。

2）檢查樁帽頂與墩柱連接區域的質量，混凝土采取鑿毛處理，再清理鑿毛期間產生的雜物，保持潔凈的狀態。

3）適度修整樁帽處的預埋墩柱主筋，避免出現浮漿殘留以及鐵銹堆積現象。

3.2 搭建施工通道

鋼踏步爬梯作為安全通道使用。在合適的位置增設懸挑裝置，搭設具有穩定性與暢通性良好的施工通道，以供蓋梁施工使用。

3.3 鋼筋的質量檢驗與加工及安裝

鋼筋進場時，要加強質量檢驗，并需出具質量合格證等相關資料；若存在銹蝕現象，則需及時除銹，有彎曲的鋼筋時需要加以調直，直至鋼筋的形態、外觀質量等方面均滿足質量合格要求為止。

安裝鋼筋時，要分節段依次綁扎墩柱鋼筋，運至現場后，吊裝到位。考慮到鋼筋的穩定性要求，主筋采用機械連接的方法，在鋼筋骨架的外側設置混凝土墊塊，按照每1 m2設置1塊混凝土墊塊的數量關系配置。值得注意的是，在混凝土澆筑施工前需全面檢查鋼筋，不可出現位置偏差以及結構質量問題。

3.4 模板的制作與安裝

3.4.1 設計原始數據

模板的設計數據主要包括3個方面的內容。

1）模板材料（材料均為Q235）：面板厚度為6 mm；連接法蘭∠100×12（100 mm等邊角鋼，壁厚12 mm）；橫肋板為∠100×10（100 mm等邊角鋼，壁厚10 mm）；豎肋板為10 mm鋼板；外加強箍2根直徑14 mm的鋼筋。

2）模板設計數據：肋板間距為400 mm 1道；加強箍為1 000 mm 1道。

3）施工數據（T=35℃）：墩柱截面為350 cm×50 cm；澆筑上升速度為3 m/h；混凝土初凝時間為4 h。

3.4.2 模板側壓力計算

模板側壓力的計算公式如式（1）所示：

式中，F為模板側壓力，kPa；γe為混凝土重度，取25 kN/m3；t0為混凝土初凝時間，h；β1為外加劑影響修正系數，取1.05；β2為混凝土坍落度影響修正系數，取1.15；V為混凝土的澆筑速度，取0.7 m/h。

3.4.3 模板施工

墩柱翻轉模板包含內模、外模、縱橫肋、拉筋等。外模每段高度按3 m控制，各段又可分為4個細分模塊，各自均采用的是整體式模板，此類板材的完整性較好，有利于保證混凝土成型結構的整體性。外模板附帶外施工平臺，設防護欄桿，掛設安全網，可起到安全防護的作用。

每完成一節模板安裝后，都要利用水準儀和全站儀進行檢測，重點檢測內容為模板頂面標高、垂直度、中線偏位及平面尺寸，并將實測結果與設計值進行對比分析，確定二者間的偏差，若該偏差超出許可范圍，則及時調整，并再次檢測，直至完全滿足要求為止。測量結果的準確性易受到多重因素的影響，一方面需檢定檢測儀器，保證其具有較高的測量精度；另一方面則需考慮現場測量環境，例如，在太陽強光照射、大風等極端天氣時均不宜檢測，否則測量結果與設計值的偏差將較大。

此外，在模板安裝前，要先做詳細的檢查，若模板上附著雜物則及時清理干凈，再刷涂脫模劑，以便后續可以快速拆模。與此同時，根據安裝要求，可利用起重機或塔吊將模板逐節吊裝至指定位置并安裝。待模板吊裝到位后，連接邊框螺栓，設置對拉桿，內螺桿外套PVC（聚氯乙烯）管，經此操作后要求兩端可以伸出模板外。相關的具體要點有：

1）模板拆除。（1）遵循“分節、分塊”的基本原則；（2）對于位于最底部的節段模板，較可行的方法是利用手動葫蘆將其掛設至上節模板處；（3）根據模板間的連接關系，將待拆除模板與其他模板間的連接螺桿拆除，再啟用汽車吊或其他裝置，將其吊起并運至第2節模板的頂部，依然清理模板并刷涂脫模劑，隨后將模板安裝到位，采取固定措施，可按照此方式逐步開展模板的安裝與拆除工作，直至到達墩頂處為止。

2）內模安裝。（1）內模材料為竹膠板，因此要求其具有結構完整和表面潔凈的特點；（2）模板下方設架立鋼筋，適配“井”字型鋼管支撐，利用該裝置維持內模支撐系統的穩定性，并加強各支撐間的連接；（3）采用鋼管連接的方法，即在鋼管端部配套調節托盤。

3）封頂模板安裝。（1）隨施工進程的推進，到達封頂位置時，將下部側模和支撐系統拆除；（2）取適量質量達標的竹膠板，按照設計圖紙加工后制得內模頂模，各角點和中間部位均鉆孔，目的在于向該處穿入鋼絲，并通過鋼絲的作用，將內模頂模反吊至外側鋼模處（此部分不予以回收）。

3.5 墩身模板豎直度控制

墩身模板安裝過程中豎直度的控制極為關鍵，主要包括2個方面的內容：（1）過程中的絕對控制；（2）過程中相對控制。兩者相輔相成、互為補充。

3.5.1 模板增設豎直度實時檢測裝置

在大面積模板跨中位置粘貼一水平尺，同時通過查看水平尺的氣泡是否處于居中位置，以判斷模板整體是否豎直，并通過調整對拉螺栓來對模板進行微調，直至模板處于豎直狀態。

3.5.2 在成型模板上加焊豎直基準肋

在模板未使用前，以板邊為基準在中間背肋上加焊1條50 mm×10 mm鋼板；在焊接時，要保證鋼板的豎直和水平，打磨平整后涂上黃油漆，作為模板安裝后的豎直基準使用。

3.6 薄壁墩的施工監測

對于大尺寸或較高的墩身，墩身不可能一次澆筑成型，需多次完成。對于這種分段澆筑的施工方法，施工中對墩身垂直度或稱為垂直方向偏移情況的測量就顯得尤其重要。通常采用在墩頂搭設平臺，用十字線法控制澆筑垂直度，但由于墩高超過20 m后平臺的穩定性差，常給測量放樣帶來困難。

一般來說，墩內常用垂球法定位。但是，由于在墩底實體段或基礎上做的中心點經常被雨水沖刷或施工廢棄物所覆蓋，墩內光線較暗，測量十分不便。經過現場的多次檢測、試驗，不斷完善，總結出4點定位垂球法來控制、檢測模板和混凝土施工的偏移情況，取得了良好的效果。4點定位垂球法是指，通過全站儀采用坐標法在已施工完的薄壁墩身混凝土面上放出前、后、左、右4個標準點，一般是測出墩壁在4個方位的角點。在具體的模板安裝過程中，需隨時用該4點檢校模板的安裝偏移情況。

3.7 混凝土澆筑、振搗

混凝土澆筑前，需對前期施工情況做詳細的檢查，包含但不限于模板的標高、尺寸、強度、穩定性、表面粗糙度，要求各方面均滿足要求。此外，相鄰模板需緊密連接，接縫不宜過寬，否則在后續的混凝土澆筑施工期間將出現漏漿現象。刷涂在模板上的隔離劑應均勻，不可出現局部過多或過少的問題[1]。

澆筑混凝土時,要求混凝土的自由傾落高度不得超過2 m。在澆筑過程中，若缺乏有效的質量控制措施，則容易發生離析。對此，可采取串筒滑落的混凝土澆筑方法，并遵循分層原則，通常單層厚度以30 cm較為合適；此外，要加強施工現場與拌和站的溝通，按需生產混凝土，以避免混凝土供應不足或是供應量明顯偏多的情況。

振搗是混凝土澆筑施工中的關鍵工序，采取的是快插慢拔的基本方法，且需做到邊提邊振，切實保證混凝土的密實度，避免混凝土內部形成空洞。相比于振搗器的作業半徑，單次設備移動距離不可超過該值的1.5倍；而振搗棒運行時的擾動性較強，因此為避免模板受振失穩的情況，要求振搗器距模板的距離至少達到75 mm。

分層澆筑時，相鄰層需緊密連接，以便構成完整的結構體。對此，需采取的措施有：（1）在本層振搗時將振搗棒適當向下層插入，深度控制在5～10 cm，并通過對2層的聯合振搗，使混凝土層緊密結合；（2）嚴格控制振搗時間，不可過長或過短，通常以30 s左右較為合適，具體需根據混凝土的實際振搗情況而定，若混凝土表面無下沉或是僅存在極為微量的下沉、無氣泡、有泛漿現象，則表明該處的振搗效果較好，可結束振搗作業。

3.8 混凝土養護

以現場氣溫條件為準，合理做好灑水養護工作。灑水量及灑水頻率根據墩柱混凝土的質量情況以及天氣狀況而定，必須確保混凝土始終維持濕潤的狀態，且無明顯的內外部溫差（溫差過大則容易產生裂縫）。在養護過程中要加強防護，從而避免墩柱受到外部因素的影響。

3.9 混凝土頂面高度的控制

因墩身混凝土分節澆筑，控制好每節混凝土頂面高度可以保證相鄰兩段墩身接縫良好，從而保證混凝土的外觀美觀。當混凝土澆筑到頂層時，使混凝土面高于模板頂，以便鑿毛時方便清洗處理；澆筑完畢后，需派專人用木抹子將模板四周附近的混凝土抹平，從而在保證混凝土面與模板頂面平齊的同時，還能保證上下兩節段為一條平齊的接縫。

3.10 節段接縫的處理

由于翻模施工為分節段澆筑混凝土，因此，若在澆筑下一節時，上一節澆筑的墩身混凝土凝固并發生微量收縮，則與最上層保留模板之間將會產生一定的縫隙。這不但造成節段的錯臺較大，而且會在澆筑混凝土時，因水泥漿的下漏而對已澆筑部分的墩身外觀質量產生影響。關于此問題的解決措施如下：

1）在最上節模板到模板頂每5 cm設1層拉桿，并在澆筑下一節墩身前，將此層拉桿再次緊固，以減少混凝土與模板間的縫隙。

2）縫隙產生后，用原子灰或水泥漿制成細條狀封堵縫隙；同時，在澆筑最上層混凝土時，需適當減少坍落度。

3）在翻模后，及時清除黏附在墩身上的水泥殘漿，并用水清洗。

4 結語

高墩翻模施工具有操作簡單、安全系數高及施工速度快等優點，在橋梁高墩施工中，通過翻模施工技術的應用，可創設更為安全的施工環境，以更高的效率保質保量完成墩柱的各項工作。本文梳理了翻模施工技術的關鍵應用要點，希望進一步促進我國翻模施工技術的發展。