翻模施工技術在高速公路變截面高墩施工應用探討

趙亞明

摘要：在山區修建高等級公路，橋、遂相連，長大隧道、高墩高架橋是不可免。本文以某高速B段30米高的變截面方墩施工為例，詳述翻模施工工藝。

關鍵字：翻模施工技術；變截面高墩

目前，山區橋梁高墩施工中存在高墩由于施工數量多、工作面積小，施工條件差，無法像矮墩一樣一次澆筑成型的問題。在施工中常用的三種方法有：滑模施工、爬模施工、翻模施工?；Ｊ┕び捎谒俣嚷?勞動強度大,施工影響因素多,混凝土外觀質量不好已較少使用。爬模和翻模是常采用的施工施工方法，本文重點對橋梁橋墩翻模施工方法進行探討。

一、應用范圍

本工藝適用于無支架變截面矩形高墩及其橫系梁的施工，尤其是在施工場地有限且交通不便的山地、丘陵地區具有很強的實用性。

二、變截面方墩翻模施工工藝

1、概述

翻模法施工主要是針對高墩柱及其系梁的施工，考慮到施工的高效和安全質量等因素，將蓋梁的施工一起納入墩柱的流水作業施工方法，具有經濟、實用、安全的突出特點。

2、翻模法的主要設備組成

翻模施工的主要設備包括兩部分：變截面鋼模板、吊裝系統。

（1）變截面鋼模板

變截面高橋墩柱較特殊，高度較大施工難度亦較大，一般的模板和施工方法無法保證施工的質量安全，經濟投入也過大，所以通常需要委托由專門的鋼模板廠家對變截面鋼模板進行設計制作。

以本項目為例，由于本項目的矩形墩柱為高達30米的單排三柱式結構，縱向有坡比為100：1的截面變化，中間還有一道架空橫系梁，從經濟角度不可能加工一次成形，故而決定：鋼?？偣布庸ぶ谱髁?8.0米，單根墩柱6.0米，分三節每節2.0米，即18.0米鋼模能滿足一排三根墩柱同時進行施工，同時到達設計高度。一節2.0米鋼模包括：兩片縱橋向變截面模板（1#模板）、兩片橫橋向1.5米寬模板（2#模板）、另外，為滿足墩柱與橫系梁同步施工，特加工了四片橫系梁專用開口鋼模板。根據設計，順橋向為變截面方向，2#模板則設計為1.5米固定寬度；1#模板則設計有10行6列兩側共120個螺栓聯結孔，在模板安裝時，根據不同高度處不同的寬度，選擇相應的螺栓孔，將1#、2#模板用螺栓聯結即可。其中：螺栓孔的設計位置推算方法為（如圖）：A、繪出整根墩柱的全模板拼裝圖，同時繪出變截面墩柱在模板上的輪廓位置，再按從柱頂上往下的順序每2米劃分為一節模板，三節為一個單元；B、把每個單元（三節共6米高）中對中重疊在一起，并按20cm的豎向間距確定螺栓孔的橫向位置，同時可以從圖上明顯的看出三節模板在墩柱每個相應標高處砼的尺寸線。C、由此尺寸線基礎上再考慮鋼模的肋邊，即可算出每一節模板上螺栓孔的確切位置來。

除變截面鋼模板外，考慮到墩柱施工人員的操作需要，還設計加工了附著在鋼模外壁的桁架。桁架分兩種型號，一種安裝在1#模板上，另一種安裝在2#模板上，兩種桁架安裝后組成一體，上鋪木板成為一個空中施工作業平臺，方便墩柱鋼筋和砼澆筑的施工。

（2）吊裝系統

對于柱較高，地勢復雜，吊車無法滿足施工的需要，可以選擇扒桿法來吊裝包括鋼模、鋼筋、砼等在內的一切施工所需設備及材料。

本項目采用的扒桿臂長15.0m，分三節，每節5.0m，扒桿支撐采用萬能桿件拼裝成的井字架，井字架用萬能桿件組合而成，可根據需要加高或降低。井字架設在沿路中線上，離中間一根墩柱（即各墩的2#墩柱）4.0m左右的地方，使扒桿在與水平夾角為50～75度之間起吊，井字架初擬為高出蓋梁頂12.0m，扒桿裝在距井字架頂16.0m處，則扒桿端部距蓋梁頂的垂直距離，隨角度變化在8.0～10.0m之間，這樣，在吊裝時將有足夠的起吊空間，能滿足同排三根墩柱的需要。扒桿配備一臺起吊用5t卷揚機，另外配一臺2t卷揚機作為扒桿收臂用，上下配兩組滑車。井字架基礎為砼擴大基礎，井身用四根鋼絲繩作攬風繩對其穩定性進行加固。

3、翻模施工

墩柱第一節模板支設前，將樁頭頂面鑿平，然后用儀器放樣于其上，待模板吊放在樁頭頂面上之后，進行調整定位，定好位后進行加固，同時吊線調整垂直度。加固采取錨栓錨固底部，再以支撐或斜拉（攬風繩）穩固模身的方法。若鋼模底部錨固時，原樁頭混凝土面無足夠面積設錨栓，則須事先加筑一層面積稍大的素混凝土，然后在將鋼模置于其上進行加固?？傊?，須保證第一節模板的位置和垂直度準確后才可。另外，由于變截面鋼模和系梁開口鋼模加工為2.0米一節，所以墩柱通長（即從蓋梁底至樁頂的長度）須保證為2的倍數，而這主要通過調整樁頂標高來滿足要求。

墩柱鋼筋在柱模安裝之前已接長完畢，待柱模安裝加固完成后，用事先制作的砂漿墊塊對鋼筋籠進行定位，墊塊對稱布置且保證一定的數量以滿足保護層的要求。在以上各步工作就緒后便進行混凝土的澆筑，混凝土分層澆筑和振搗?；炷翝仓蟛⑦_到一定強度后，對其頂部鑿毛，清掃干凈后，綁扎鋼筋，再將下面兩節鋼模用扒桿翻吊上來接長不動的最上面這節鋼模，同樣須對其位置和垂直度進行校核，加固灑水潤濕后澆筑接長的兩節混凝土。每澆筑新的一段墩柱時，始終有一節模板未拆除，新澆筑兩節的模板就聯結加固在這節暫未拆除的模板之上。重復各步驟直至整個墩柱完成。期間每節模板在安裝時均須進行位置和垂直度的校核。

三、橫系梁和蓋梁的施工

1、橫系梁施工

對于橫系梁高出地面的情況，則采用已設計制作的橫系梁鋼模板施工。系梁鋼模兩端與變截面開口鋼模的支出端聯結，系梁底模下部為兩條320#工字鋼，工字鋼上設木橫擔和槽鋼橫擔，底模置于其上。工字鋼下部設兩組斜撐，斜撐撐在墩柱上預留的碗形凹糟內。系梁側模分別置于底模兩側，底模與側模兩者底部用卡座和拉桿組合件聯結，側模外邊用斜撐桿支撐，頂部用上拉桿加固。系梁和此段的墩柱混凝土一起澆筑，混凝土用扒桿提升。

2、蓋梁的施工

高墩橋采取用鋼管搭支撐和工作架的方法不現實，所以決定采取在墩柱上預埋工字鋼，在工字鋼上搭支撐及工作平臺的辦法。

在最后即最高一節墩柱澆筑時，于同一排墩的三根墩柱的固定位置沿橋縱向預留15×25cm左右的孔洞，蓋梁施工時，便在預留空洞中穿入20#的工字鋼，工字鋼上架設兩片鋼桁架（鋼桁架由專業廠家設計加工而成），工字鋼與鋼桁架間墊厚15cm的鋼制對口楔（鋼制對口楔的作用一方面是為了增大鋼桁架與工字鋼間接觸面的面積，另一方面則是在對口楔螺栓松緊后便于模板的拆除），兩片鋼桁架間用4組水平和豎向鋼制剪刀撐聯結加固。在鋼桁架上垂直于桁架方向鋪設16#工字鋼，間距65cm，兩端超出蓋梁寬度1.3m，上鋪木板作為操作平臺。16#工字鋼上平行于桁架方向鋪設10cm×10cm方木，間距40cm，方木上鋪蓋梁底模，底模應根據施工情況設好預拱度，蓋梁底模及側模均采用20mm厚高強度復合竹膠合板。由于設計中蓋梁頂面和底面均有一定的負橫坡，所以在16#工字鋼與鋼桁架之間加墊對口木楔，用木楔來調整底模的標高、橫坡及預拱度，同時也便于底模的拆除。側模豎向背擔同樣采用10cm×10cm方木，間距40cm，方木背擔外側加固兩道水平向鋼管，每道由兩根鋼管組成，鋼管則通過橫穿模板內外的鋼拉桿拉緊，鋼拉桿為可回收式，其模板內部分套PVC塑料管，拆模后即可取出。為保證模板的牢固，鋼拉桿豎向設2層，橫向間距為50cm，側模頂部用5cm×10cm木方支撐,底部用1.0米長10cm×10cm方木抵緊，撐端為設在16#工字鋼上的槽鋼。蓋梁在底模施工完畢后，進行鋼筋骨架的安裝綁扎，鋼筋施工完后再安裝側模。在砼澆筑之前還須預埋支座墊石和擋塊的預埋鋼筋，預埋時為保證墊石及擋塊位置的準確性，均用全站儀于蓋梁上放樣，再進行鋼筋的預埋。蓋梁砼澆筑采用扒桿，砼在現場攪拌，裝入吊斗后用扒桿提升至蓋梁高度將砼倒入模內。

當蓋梁砼達到一定強度最后即可按模板→桁架→扒桿的順序進行拆除工作，轉入下一排墩柱的施工。

參考文獻：

JTJ041—2000公路橋涵施工技術規范；

北京市政工程局-市政工程施工手冊；

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。