雙跨連續(xù)梁橋模板設(shè)計與施工技術(shù)

郭忠茂

（上海勘測設(shè)計研究院有限公司，上海 200000）

1 引言

在改革開放之前，我國的經(jīng)濟水平在國際上處在相對落后的階段，橋梁工程建設(shè)方面的實力沒有很大突破，改革開放以后，我國經(jīng)濟得到飛躍發(fā)展，綜合國力持續(xù)增強，路橋建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展。2013年，國家主席習(xí)近平提出建設(shè)“新絲綢之路經(jīng)濟帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的合作倡議，簡稱“一帶一路”，國內(nèi)建筑企業(yè)加快了走出去的步伐。橋梁建設(shè)事業(yè)持續(xù)騰飛，在不同地區(qū)、不同工況下建設(shè)橋梁的難度增大，橋梁結(jié)構(gòu)模板設(shè)計及施工技術(shù)是提高橋梁建設(shè)水平的重點內(nèi)容。

2 工程概況

延布立交橋工程位于沙特西部延布經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，MINA路和BY-PASS路的交叉口，該地區(qū)常年溫度達(dá)到30℃以上。該工程為宿苜葉形互通，中間設(shè)置一座立交橋。立交橋橋長71.76 m，為連續(xù)多孔空心板式結(jié)構(gòu)，橋板分為對稱兩幅，每塊寬度23 m，高1.6 m，空心橋板內(nèi)有13個圓形孔洞，孔徑分為1.15 m和0.75 m，采用后張法預(yù)應(yīng)力施工。兩端為支撐橋臺與翼墻，厚度1.6 m，中間為φ1.8 m×6.4 m橋墩，基礎(chǔ)采用長條形擴大承臺。

3 模板設(shè)計要點

在模板設(shè)計階段，利用材料庫存，盡量使用現(xiàn)有施工材料，同時結(jié)合現(xiàn)場施工總體部署，適當(dāng)增加模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，以降低成本。根據(jù)結(jié)構(gòu)樣式，按照正常與最不利情況兩種情況計算模板體系內(nèi)部桿件受力計算，盡量使用常規(guī)材料，構(gòu)造需簡單、方便，且裝拆靈活，施工速度快，保證安全生產(chǎn)。

4 承臺模板設(shè)計

基礎(chǔ)承臺一共4個，為橋臺及橋墩支撐基礎(chǔ)，承臺基礎(chǔ)墊層厚20 cm，每側(cè)超出承臺外尺寸20 cm，承臺具體信息見表1。

表1 承臺具體信息

根據(jù)施工進度計劃，先施工橋臺承臺。承臺模板以尺寸較大的橋臺承臺為典型進行設(shè)計：選用竹膠板作為面板，方木作為橫向內(nèi)楞，間距0.3 m，扣件式腳手桿作為豎向外楞，最大間距1.2 m，M16通絲作為對拉桿，最大間距1.2 m，組成加固體系，計算長邊模板受力，應(yīng)滿足強度、剛度、穩(wěn)定性要求[1]。橋臺承臺長邊長61.56 m，拉桿單長僅12 m，短邊模板無法使用常規(guī)的對拉形式，查閱類似工程資料后，提出兩種方案。方案一：在模板背后設(shè)置靠背墩頂撐形式，以“頂”代“拉”，如圖1所示。方案二：在混凝土墊層中設(shè)置錨板，將拉桿從模板外側(cè)伸入里側(cè)并與預(yù)埋在墊層中的錨板焊接，類似于對拉桿，起到加固作用。兩種方案進行對比，發(fā)現(xiàn)方案一所使用的靠背墩有庫存，比方案二施工簡單、方便且費用較低，省去拉桿切除與修補的工序，因此，選用方案一。

圖1 方案一頂撐模板實物圖

在類似承臺施工中，采用“底托幫”施工工藝，承臺底部漏漿明顯，容易出現(xiàn)“爛根”現(xiàn)象。承臺墊層厚20 cm，可結(jié)合作為模板底口加固，在墊層中預(yù)埋彎鉤螺栓及圓臺螺母，分布間距600 mm，模板加固時采用“幫包底”施工工藝，模板與墊層接觸面貼上泡沫止?jié){條止?jié){。在實際承臺混凝土施工中，模板受力穩(wěn)定，無脹模、跑模、漏漿等現(xiàn)象，底口止?jié){效果較好。

5 橋臺與翼墻模板設(shè)計

橋臺尺寸為49.56m×1.6m×6.8m，與翼墻連接成“U”形，作為橋梁上部結(jié)構(gòu)的支撐并及背后擋土墻，模板分兩層施工，即第1層高3 m，第二層高3.8 m，模板設(shè)計分3個部分。

1）標(biāo)準(zhǔn)墻體大片模板設(shè)計。使用鋼木組合模板體系，即竹膠板為面板，方木為內(nèi)楞，分布間距0.3 m，腳手桿為外楞，分布間距0.6 m，M16通絲作為對拉螺栓，分布間距0.6 m，經(jīng)受力計算滿足強度、剛度、穩(wěn)定性要求。在第1層頂口預(yù)埋圓臺螺母，作為支立第2層模板的支撐，間距600 mm。

2）橋臺前墻與側(cè)墻轉(zhuǎn)角處模板設(shè)計。由于墻體厚1.6 m，若考慮設(shè)置對拉桿，經(jīng)計算不滿足模板加固強度、剛度、穩(wěn)定性要求，橋臺結(jié)構(gòu)處于空曠地帶，墻體高h(yuǎn)為6.8 m，無法在外側(cè)設(shè)置常規(guī)頂撐加固，因此，只有選擇“內(nèi)拉”工藝，即在橋臺墻體轉(zhuǎn)角處下層基礎(chǔ)混凝土內(nèi)預(yù)埋錨板，拉桿從墻體外側(cè)伸入模板內(nèi)與錨板焊接形成穩(wěn)固的受力體系，拉桿彎曲部位焊接加勁肋。

3）翼墻底部支撐模板設(shè)計。翼墻為牛腿式結(jié)構(gòu)，翼墻側(cè)面模板采用標(biāo)準(zhǔn)大片模板形式進行加固，底部支撐模板設(shè)計有兩種方案：一是支架法，即在翼墻底部鋪設(shè)滿堂紅式支架，這種工藝不僅需要對支架基礎(chǔ)進行加固處理，此方法工序煩瑣，支拆不方便。二是土模法，結(jié)合后續(xù)土方回填工序，在基礎(chǔ)承臺施工完成后，直接啟動土方回填，在翼墻的結(jié)構(gòu)位置底部形成土模，省去拆模與支模工序，節(jié)省費用。兩個方案綜合比較后，選定第二種方案實施。

6 橋墩模板設(shè)計及施工要點

6.1 橋墩模板設(shè)計

橋墩屬于橋梁下部結(jié)構(gòu)，橋墩直徑1.8 m，高6.4 m，屬于標(biāo)準(zhǔn)的圓柱形結(jié)構(gòu)，橋墩模板采用定型鋼模板，即按圓柱的圓周長和高度制成兩個半圓卷曲式模板。模板拼縫處設(shè)置用于模板組拼的拼接翼緣，翼緣用角鋼加強。柱模板面厚度，通過計算確定為4 mm。考慮模板在承壓后膨脹變形，因此，模板的直徑比圓柱直徑小0.6%。板面背后的加勁肋采用50 mm×5 mm扁鋼，按照300 mm×300 mm布置。為了方便柱模施工，模板加工成4段，每段高1.5～1.75 m。

6.2 橋墩模板施工要點

橋墩柱體模板安裝前應(yīng)在橋墩周圍搭設(shè)施工腳手架，作為綁扎鋼筋與支立模板的平臺，平臺四周設(shè)置剪刀撐與斜撐，保證平臺結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，平臺內(nèi)設(shè)置寬1.2 m“Z”字形樓梯，作為施工人員通道[2]。橋墩模板支立效果如圖2所示。

圖2 橋墩模板支立效果圖

橋墩模板安裝時，按照“從下向上”，逐層安裝的原則，將橋墩模板分別從柱鋼筋兩側(cè)就位，對準(zhǔn)接口后擰緊螺栓，用經(jīng)緯儀對模板垂直度進行粗調(diào)，在下層模板安裝并調(diào)整完成后，再安裝上層模板。驗收通過后方可進行下道工序施工。

7 橋板模板設(shè)計與施工

7.1 碗口式支架搭設(shè)

橋板尺寸為71.76 m×23 m×1.6 m，約4 000 t重，采用支架法施工。首先加固基礎(chǔ)，支架基礎(chǔ)部分利用既有舊瀝青路面，瀝青路面以外的部分，分層回填土方及碎石土并壓實，分層厚度不大于20 cm，碎石土總厚度不小于50 cm，壓實度檢測達(dá)到100%，經(jīng)計算滿足承載力要求。在基礎(chǔ)面上根據(jù)支架底托的位置橫向通長鋪設(shè)木墊板強化基礎(chǔ)，木板上放上可調(diào)底托，碗口式立桿間距經(jīng)計算確定為600 mm×900 mm，水平桿間距為1～1.5 m，支架搭設(shè)最大高度為7.084 m，如圖3所示。滿堂紅支架搭設(shè)前，在木板上按設(shè)計位置安放立桿底托，調(diào)整立桿底托高度，使同一層立桿接頭相互錯開，立桿與立桿之間采用插銷和方鋼連接，上下立桿對接的截面必須吻合，錯臺大小滿足規(guī)范要求，避免出現(xiàn)安全隱患。

圖3 支架搭設(shè)

滿堂紅支架四周設(shè)置剪刀撐，每道剪刀撐跨越立柱的根數(shù)在5～7根，由底至頂連續(xù)設(shè)置，剪刀撐縱橫向間距均為5.4 m，斜桿與地面的傾角在45°～60°，水平稱橫向設(shè)置3道，最大間距2.5 m。支架靠近橋臺處設(shè)置上下3道連墻撐，將支架連成一整體，以保證整體穩(wěn)定性。

為檢測橋板滿堂紅支架搭設(shè)穩(wěn)定性及基礎(chǔ)沉降量，在橋板支架搭設(shè)完成后，鋼筋綁扎前，對橋板支架進行預(yù)壓測試，測試結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范要求[3]。

7.2 橋板模板設(shè)計及施工

橋板模板周轉(zhuǎn)次數(shù)少，采用竹膠板拼裝，拼縫之間采用泡沫止?jié){條止?jié){，模板與支架之間鋪設(shè)橫縱向10 cm×10 cm方木，作為支撐肋，上層縱向方木間距30 cm，搭接設(shè)置在下層方木面上，下層橫向方木間距90 cm，搭接設(shè)置在腳手桿頂托上。經(jīng)計算滿足要求。模板支立采用“底托幫”的工藝，底模比側(cè)模每側(cè)寬20 cm，拖住側(cè)模。根據(jù)腹板模板底部設(shè)置三角形方木，將腹板斜向支撐改成豎向支撐。兩端頭模板采用混凝土塊作為頂稱，頂稱間距600 mm。

7.3 芯模設(shè)計

圓柱形芯模原設(shè)計為薄壁鋼模板，費用較高，為節(jié)省費用，經(jīng)設(shè)計變更為木質(zhì)模板，模板材料為原橋臺與基礎(chǔ)施工后留下的舊模板。設(shè)計時，既要考慮將模板加工成類似圓柱形，又要使模板強度滿足要求，還要考慮模板在施工過程中避免上浮。經(jīng)計算并與業(yè)主協(xié)商確認(rèn)，芯模板面由30 cm寬竹膠板散拼，支撐肋為方木及圓形板。

在綁扎完橋板底層鋼筋后芯模吊裝就位，芯模采用8#鉛絲與縱梁鋼筋綁扎固定，間距為2.0 m，芯模與頂層鋼筋之間設(shè)置混凝土墊塊限位。在1#橋板澆筑過程中端頭芯模出現(xiàn)3 cm上浮，經(jīng)分析其原因是鋼筋與芯模加固不牢固，澆筑速度過快。在后續(xù)2#橋板澆筑前加密芯模頂部與頂層鋼筋的墊塊數(shù)量，并對澆筑分層高度嚴(yán)格控制，未出現(xiàn)芯模上浮現(xiàn)象；對于類似工程建議實際澆筑時控制分層厚度偏差及混凝土澆筑速度，確保不出現(xiàn)整體上浮。

8 結(jié)語

通過沙特延布立交橋工程的成功實施，掌握了鋼木組合模板、定型鋼模板、土模法、滿堂紅支架法在橋梁工程中的應(yīng)用，對于各種尺寸的結(jié)構(gòu)物模板的設(shè)計與施工積累了寶貴的經(jīng)驗，模板設(shè)計以巧用庫存材料、結(jié)合結(jié)構(gòu)物特點、合理增加周轉(zhuǎn)次數(shù)，取得較好的經(jīng)濟效益。為后期類似工程的模板設(shè)計及施工提供參考。