翻模施工技術在薄壁墩橋梁施工中的應用

朱永明

（江西九江市公路管理局彭澤分局,江西 彭澤 332700）

0 引言

隨著國家經濟發展，中國基礎設施建設已經進入了快速發展的階段，尤其是在近幾年，解決了超大型橋梁工程和施工裝備等難題，被冠以基建大國的稱號。新建的橋梁都以大跨度、高墩位結構為特點，設計時多考慮節約材料、降低成本和減小結構自重荷載等，都將上部結構和墩身設計為空心結構形式，所以越來越多的橋梁墩身采用薄壁空心結構。橋梁高墩身常見的施工方法有滑模工藝、爬模工藝、翻模工藝等，選擇合理的施工工藝對結構施工的質量、成本和安全管控都有重要的影響。翻模與滑模、爬模等工藝相比較而言，翻模法有更大的施工平臺，施工作業方便，模板周轉效率高，剛度和承載力大，具有較高的實用價值[1-3]。

該文以江州一橋項目等截面雙箱室薄壁空心墩施工為例，重點介紹翻模法施工的原理和工藝流程，分析施工過程中的注意事項，總結施工要點，為其他同類工程提供借鑒。

1 工程概述

G220 瑞昌武穴大橋南互通至金絲村段改建工程，起點位于武穴大橋富池互通連接線，沿長江南岸岸線布線，跨下巢湖西北部入江口、江州造船廠規劃通道及碼頭作業區通道，終于沿江大道，與G220 老路順接，路線全長2.176 km。

江州一橋的橋跨布置為[ （36+（55+100+55）+36）]m，橋跨起點樁號為K0+158，終點樁號為K0+440，中心樁號為K0+299，橋梁全長289 m。該橋主橋上部采用縱、豎向預應力混凝土變截面T 型剛構，引橋上部采用預應力混凝土簡支小箱梁，橋墩采用實體墩、矩形空心薄壁墩、樁基礎。其中矩形空心薄壁墩墩身高度最大為40 m，墩身截面尺寸最大的為1 400 cm×400 cm。墩身具有尺寸截面大、施工場地狹小、墩身施工高度高、工期緊張等特點，成為全線控制性工程之一。

2 施工工藝比選

高墩施工一般的方法有滑模、翻模和爬模等。滑模和爬模施工工藝類似，都是成本高，工藝復雜，模板隨著墩身施工逐步滑動提升，或者是采用液壓油缸向上頂升，這種工藝對施工連續性要求比較高，并且混凝土的初凝時間對施工進度影響較大，需要混凝土達到強度后才可以滑動或爬升模板，混凝土面粗糙，外表飾面較差。對模板和支架剛度要求高，安全隱患多，施工機具投入成本高。

翻模法相對另外兩種工藝工藝簡單、速度快，一般采用大塊鋼模與施工平臺連接在一起，平臺可以放置材料，施工方便，產品外觀質量好，成本低廉，加工方便，施工速度快，對于橋梁墩身施工是最佳選擇。

3 施工技術方案

3.1 模板設計

模板按照墩身尺寸進行分解設計，薄壁墩模板單獨設計，薄壁墩身模板每套高度6 m，共4節，分節高度為1.5 m。側模面板采用6 mm 厚鋼板，邊帶法蘭采用12 mm 厚鋼板，豎帶用[10 號槽鋼，間距40 cm，橫向加強帶采用[14 號槽鋼，每節模板上下設置2 道，間距1 m。邊帶法蘭設孔徑φ20 mm 螺栓孔，間距20 cm。模板設計見圖1。

圖1 墩身模板示意圖

3.2 翻模法施工原理

翻模施工由4 層模板組成一個基本施工單元，先安裝2 節模板澆筑墩身底部第一段2 m 墩身混凝土，模板由連接拉桿固定在墩身上，混凝土達到10 MPa 時，立第三、四節3 m 模板，澆筑第二次混凝土，第二次混凝土達到強度后將下部三節模板拆除，翻升至混凝土頂面上部澆筑第三次混凝土，如此循環交替上升，具體澆筑順序見圖2。

圖2 模板翻升示意圖

施工工藝流程圖見圖3。

圖3 墩身翻模施工工藝流程圖

3.3 測量放樣

在承臺混凝土頂面上，用全站儀準確地放樣墩身四個角點，并用墨線彈出墩身的平面位置，將四個角點延長引測于承臺頂面，用水泥釘打入做好標記，以便模板安裝時，對模板進行校正。在墩身逐段往上升高時，采用激光鉛垂儀配合全站儀對墩身模板垂直度進行檢查復核。

3.4 鋼筋施工

主筋的加工要根據墩身的高度及每層翻升高度4.5 m計算下料，第一節預埋在承臺中的長度要滿足錨固要求，因此第一節鋼筋長度為錨固長度+墩身長度。主筋采用機械接頭等強連接，接頭應設于受力較小的區段，在任一焊接接頭中心至長度為鋼筋直徑的35 倍，且不小500 mm 的區段內，在該區段內有接頭的受力鋼筋截面面積不應超過主筋的50%，間隔交錯連接。

主筋預埋既要保證主筋數量、預埋位置的準確性、間距均勻，又要加強安裝的豎直度控制。首先在承臺鋼筋上焊接固定墩身四個角點的主筋骨架，保證預埋主筋的豎直度，其次澆筑承臺混凝土時，在主筋骨架四角對稱用φ6 mm 鋼絲繩加地錨錨固防止主筋傾斜。

在墩身周圍設置雙排鋼管腳手架操作平臺，將主鋼筋上部用不小于Ф20 mm 水平鋼筋把位置固定，然后用倒鏈校正其豎直度，并用全站儀檢校。

主筋采用機械連接的頭部要采用鐓粗機進行墩粗車絲后進行使用，鋼筋螺紋接頭端面殘余絲頭用砂輪機磨平，保證接頭連接緊密，在每根鋼筋接頭部位用紅油漆標示出連接長度，防止套筒內部連接長度較短或脫空。并按照規范要求定期進行連接拉力試驗，合格后方可進行使用。

箍筋的加工要保證尺寸的正確，其綁扎順序宜從一端向另一端分層綁扎，間距要符合設計要求，每層要大致水平，分段綁扎高度為4.5 m 一節，與每層混凝土澆筑高度及模板翻升高度相同。

提前判斷塔吊大臂與墩柱工作面之間的高差，根據高度需要預埋鋼板，以便塔吊附墻件的安裝、固結，塔吊提升作業應控制好速度，平穩操作，防止模板出現傾斜，造成安全隱患。

3.5 模板安裝及翻身

模板翻升采用塔吊進行吊裝，作業人員配合定位，吊裝前，需要對模板進行一定的數據計算與試吊裝，從而對模板重心，起吊位置進行確定，防止起吊作業時發生模板碰撞混凝土等安全隱患。按照承臺頂墨線彈出的墩身平面位置，安裝模板，模板的四個角支墊鋼板將模板頂面調整水平，模板下面與承臺的孔隙用M10 水泥砂漿填塞，既防止混凝土澆筑時漏漿，同時也方便拆模。模板安裝要牢靠，墊塊交叉布置，每平方米不少于4 個，加強豎直度控制，混凝土澆筑前對模板的豎直度進行復檢。

模板對拉筋的接力要調整均勻，以免影響模板的整體剛度，造成澆筑的混凝土面不平整。墩身第一層澆筑混凝土達到一定強度后，將混凝土頂面鑿毛，清理干凈，綁扎第二層箍筋，安裝第二層模板。第二層墩身混凝土澆筑后，將混凝土頂面鑿毛，清理干凈，綁扎第三層箍筋，翻升第一層模板至第三層，以此類推，循環施工。

高空拆卸模板應用兩個不小于5 t 倒鏈吊住模板背帶的兩吊環，將模板松動后用塔吊吊放到地面修整平臺上進行修整刷脫模劑，一切準備就緒，用塔吊吊修整好的模板安裝下一層模板。模板初步安裝好后，用激光鉛垂儀通過承臺頂面控制點檢測模板的豎直度，每層模板豎直度偏差大于5 mm 時，應用不同厚的鋼板塊支墊模板的角點進行糾偏，采用用全站儀或經緯儀檢測模板豎直度時，要盡量使置鏡點在墩身的檢測面的鉛垂面上，一般檢測墩身的三個面，每節安裝模板的豎直度偏差要控制在5 mm 以內。

3.6 混凝土澆筑

混凝土采用輸送泵直接泵送入模，通過輸送管道末端的混凝土輸送軟管均勻布料。混凝土澆筑時應分層、分段對稱均勻地進行，保持混凝土基本處于同一水平面，保持模板受力平衡。分層厚度30 cm 左右為宜，澆筑后混凝土表面宜低于模板上緣10 cm 的距離。采用插入式振動器振搗，振搗時避免觸碰鋼筋及模板，振動器插入下一層混凝土的深度不宜超過5 cm，不要漏搗和過度振搗。澆筑完的混凝土要及時鑿毛、養生，采用覆蓋濕水進行養生。每個施工墩位配置1 套混凝土輸送泵管，施工中途不拆除，待一個墩身施工完畢后再拆除。泵管固定于墩身上，可采用鋼筋通過墩身拉桿孔進行固定，也可設置預埋件進行固定。

4 注意事項

（1）鋼筋安裝時當鋼筋豎直長度超過6 m 時，采用勁性骨架對鋼筋進行固定，防止鋼筋傾斜。

（2）主筋墩粗前的切割不能采用割刀或者電焊切割，只能采用砂輪機進行切割，墩粗頭部均勻飽滿，車絲的絲牙均勻連續，并且保證絲牙長度超過連接套筒的長度，防止套筒內部連接長度較短或者脫空。

（3）采用機械連接的鋼筋，在施工前進行套筒的抗拉測試。

（4）高空拆卸模板前，必須用2 個不小于5 t 的手拉葫蘆對模板預先吊裝，然后抽出拉筋，拆下豎帶和水平圍帶，利用塔吊將模板吊放到地面對模板進行修整和刷脫模劑。

（5）導鏈調整模板后，焊接處易脫離，造成變形，模板在周轉使用過程中，要經常檢查其表面及肋帶，及時修整，以確保表面平整度及外形尺寸滿足設計及規范要求。

（6）混凝土澆筑時分層均勻布料澆筑，以免對模板形成偏壓，振搗的不對稱也容易對模板形成偏壓，影響模板的豎直度。混凝土應分層分段均勻對稱地澆筑振搗。

（7）每節混凝土澆4.5 m 高，模板剛度稍有不足，在澆下一節時，發現在接縫處易產生小的錯臺，影響模板的豎直度，在混凝土澆頂面比模板頂面低10 cm，可避免接縫錯臺。

（8）澆筑完一層，拆模后混凝土應及時用塑料薄膜包裹覆蓋養護。

5 結束語

雙箱室等截面薄壁空心高墩的施工工藝選擇對于結構高效快速地完成至關重要，該文借江州一橋大斷面、高墩身的橋墩施工，介紹了不同工藝的優缺點，以及翻模法的施工原理和工藝流程，分析了模板設計的施工要點。針對翻模施工的順序、質量通病、安全風險等因素進行了原因分析和探討，并提出了防治措施。江州一橋目前薄壁墩已完工驗收，墩身采用翻模法施工工藝簡單，模板利用率高，墩身質量好，成本也降低了約10%，具有良好的經濟效益和社會效益，為同類型薄壁空心的高墩柱施工提供了可借鑒的經驗。