K8+600大桥高墩滑模施工技术总结

王保彦

（中铁二十三局三公司，四川乐山 614000）

1 项目概况

迪那2气田是我国西气东输项目工程中主力气田之一，地面建设道路工程K8+600大桥是全线31座桥梁中高度最高，施工难度最大的一座桥，同时也是全线工期控制工程，它的建成使用直接影响着迪那2气田能否按时投产。

大桥位于塔里木盆地北部，天山南部边缘，为跨越山间沟谷而设。大桥全长186 m，为4×45 m装配式部分预应力混凝土T型连续刚构，采用多片T梁单独预制，简支安装，现浇连续接头的先简支后连续刚构。

大桥下部设计为矩形薄壁空心墩，1号墩与2号墩高79 m，3号墩高73 m。墩柱横向为直坡，宽度7.5 m；顺桥向坡比120∶1，墩底截面尺寸为7.5 m×4.117 m，非变截面处壁厚为0.6 m。底部2 m、顶部1 m为实心段，每墩设4道隔板。综合考虑技术、经济、安全和工期等各项指标，高墩采用收分式液压滑模施工。

2 工艺原理及结构体系组成

2.1 工艺原理

滑模施工就是预先在墩身混凝土结构中埋置钢管（称之为支承杆），利用千斤顶与提升架将滑升模板的全部施工荷载转至支承杆上，待混凝土初凝后，通过自身液压提升系统将整个装置沿支承杆上滑，模板定位后又继续浇筑混凝土并不断循环的一种施工工艺。由于其具有工业化程度高、施工进度快、结构整体性好、安全系数高、效益可观等特点，近年来在桥梁高墩施工中得到广泛应用。

2.2 结构体系组成

滑模装置由模板系统、操作平台系统、液压提升系统和垂直运输系统等四大系统组成。其主要结构如图1所示。

2.2.1 模板系统

模板系统由面板、桁架、提升架及其他附属配件组成，在施工中主要承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时的摩阻力及模板滑空、纠偏时产生的附加荷载。

面板作为混凝土成型的模具，其质量（刚度、表面平整度）的好坏直接影响脱模混凝土的成型及表观质量。为了保证质量，面板采用5 mm钢板制作，用50×5角钢作筋肋，高度1.26 m。

桁架主要用来支撑和加固模板，使其形成一个整体。根据经验及测压力计算，桁架采用矩形桁架梁（截面尺寸100 cm×100 cm、140 cm×110 cm），桁架梁主筋采用100×10角钢，主肋采用63×6角钢，斜肋均采用50×5角钢。

桁架与面板的连接采用50×5角钢焊接，焊接时必须保证摆放桁架的地面水平，面板锥度严格按120∶1控制，面板上口与下口尺寸相差1 cm。

提升架是安装千斤顶、并与内外桁架、模板连接成整体的联系构件。主要用于支撑模板体、桁架、操作平台，加固桁架梁，避免变形。并通过安装在其横梁上的千斤顶支撑在爬杆上，整个系统荷载通过提升架传递给爬杆。根据施工经验和常规设计，采用“F”型和“开”型提升架。“F”型提升架主梁采用[18a槽钢，高2 m，千斤顶底座为14 mm钢板，筋板为10 mm钢板；“开”型提升架采用[18a槽钢作为主梁，顶部横梁采用[12a槽钢，中间横梁[12a槽钢2根，高度为4 m（见图 2）。

整套滑模装置设提升架6个，其中F架左右对称各1个，开字架共4个。位置如图3所示。

2.2.2 操作平台系统

操作平台系统主要包括操作平台（工作盘）和辅助盘,是供材料、工具、设备堆放，施工人员进行操作的主要场所。操作平台采用桁架上平面代替，分内外两部分,外侧设置安全防护栏杆,满挂安全网。内侧主要供绑扎钢筋和浇筑混凝土用。盘面采用50 mm厚木板满铺，盘面必须密实、平整并保持清洁。

辅助盘主要用于人员随时检查脱模后的混凝土质量，即时修补混凝土表面缺陷，扒出预埋件，以及即时对混凝土表面进行洒水养护，调整和拆除模板等工作。在工作盘下方3 m处悬挂一辅助盘，辅助盘采用50×5角钢组成，宽0.7 m，用50 mm厚木板铺密实，利用Φ16钢筋焊接悬挂于桁架梁下。

2.2.3 液压提升系统

液压提升系统由支承杆、HM—100型液压千斤顶、YKT36型液压控制台、油管等附件组成,它承担着滑模系统全部的施工荷载。该系统的工作原理是:由电动机带动高压油泵,将油液通过换向阀、分油器、截上阀及管路,输送到各千斤顶。在不断供油、回油的过程中,使千斤顶活塞不断地压缩、复位,将全部滑模装置向上提升到需要高度。

支承杆是千斤顶向上爬升的轨道,又是滑升模板装置的承重支柱,承受着施工过程中的全部荷载。该滑模装置采用Φ48×3.5 mm钢管作为支承杆,其长度一般为3～4 m,当千斤顶爬升至距支承杆顶端小于350 mm时，应及时接长。

液压千斤顶属单向作用楔块式千斤顶,具有加工简单、卡头下滑小、用4瓣楔块卡紧支承杆,为多条线接触（避免接触处出现应力集中），锁紧能力强,无“回降”现象等优点。

2.2.4 垂直运输系统

垂直运输系统是钢筋、混凝土等材料上下的通道,它由卷扬机、料斗、门字架、滑轮等组成。卷扬机采用JK5B型建筑卷扬机，配备启动—调整型电阻器，用于控制卷扬机的提升速度。

3 施工方案

以K8+600大桥3#墩为例说明如下。

3.1 工艺流程（见图4）

3.2 方案概述

根据滑模施工特点，墩柱滑模从承台顶面起滑，在承台顶面直接组装滑模体，并在桁架外侧设置6根垂线，其中长边每侧设2根，短边只在一侧设2根，以控制偏差，直至混凝土浇筑到盖梁底部后停滑。

根据桥墩结构形式，该模体设计为收分式滑模。短边模体为1 m×1 m桁架，面板高度为1.26 m，可穿在长边模体中进行收分。

长边模体设计为1.42 m×1.1 m桁架，长边模体内方孔为1.26 m×1.07 m，采用12号槽钢作短边模体桁架在长边模体内的运行轨道。

短边桁架面板紧贴长边面板边缘滑动。长边模体面板安装时按120∶1的坡比，主要靠该坡比收分。为了确保坡比为120∶1，模板位置调整好之后，长边模体两端再各用两台5 t手拉葫芦把桁架上口和下口拉紧。

内模设计采用悬挂面板施工，在内长边桁架两端各加两块1.5 m×0.3 m×1 m活动块，悬挂面板挂在该活动块上，活动块面板和悬挂面板紧贴滑动，滑升到一定高度时将活动块取出，滑升到顶时活动块全部取出。为表观不留面板交错台阶，可衬100 cm×20 cm×0.05 cm白铁皮过渡，同时减少砂浆进入两面板之间，避免两面板不能紧贴，该白铁皮在滑升时进行交递循环。

内模尺寸和活动块尺寸，应根据墩身非变截面起点处位置（利用内模开始起滑处）及墩顶尺寸确定。如K8+600桥3#墩，墩底尺寸为7.5 m×4.017 m，非变截面起点位于墩身11.3 m处。根据墩身收分尺寸计算可知，内模长边尺寸为6.3 m，短边起滑尺寸为2.629 m。

在滑升墩身时，提升龙门架设在两短边上，浇筑盖梁时设计在长边上，但在模体地面组装时长边龙门架同时装上，横梁和立柱的连接可设为活动，临时用铁丝扎紧，不影响滑升墩身时收分。盖梁浇筑时先将短边龙门架拆除。

3.3 滑模施工

3.3.1 滑模拼装

滑模拼装是在已完成的承台顶面进行，注意模内各部尺寸。为保证模板收分锥度，可在承台顶面制作水平托架，模板放在托架上拼装。

滑模安装顺序是先形成骨架后完善细部。当模板滑升到一定高度时 (一般5 m左右),再安装辅助盘和地轮等卷扬设备。

3.3.2 钢筋绑扎

滑模施工的特点是钢筋绑扎、混凝土浇筑与模板滑升平行作业，循环进行。模板定位检查完成后，即可进行钢筋的安装。前期钢筋绑扎从模板底部一直绑扎至提升架横梁底。起滑后，采用边滑升边绑扎钢筋的平行作业方式，钢筋绑扎超前混凝土30 cm左右。钢筋绑扎的位置，数量，间距严格按照图纸设计要求进行，并且同一截面内钢筋接头数量不超过钢筋总数的50%，相邻钢筋接头错开1.3 m。主筋采用剥肋滚轧直螺纹连接，为操作方便与安全，主筋每节按4.5 m接长，每根支撑杆代替一根竖向筋。

钢筋加工在后场进行，利用滑模自身的卷扬设备，把钢筋吊至工作平台上。

3.3.3 混凝土浇筑

滑模施工对混凝土配合比有特殊要求，施工前要根据气温及使用部位选定。为保证混凝土顺利入仓和出模，要求混凝土和易性、流动性好，入仓坍落度为15 cm～17 cm，自身凝固时间6～8 h,初凝13～15 h，并可根据需要掺入高效缓凝减水剂和粉煤灰。混凝土采用集中拌合，罐车运输至现场，用料斗通过卷扬机提升至工作面入仓。墩柱表面混凝土养护采用混凝土专用养生剂，内侧采用蓄水养生。

3.3.4 滑模滑升

在滑模施工的整个过程中，模板的滑升可分为初升、正常滑升和终滑3个阶段。

3.3.4.1 初次滑升

混凝土初次浇筑和模体的初次滑升，严格按以下六个步骤进行，第一次浇筑10 cm厚，接着按分层厚度不大于30 cm浇筑第2层和第3层，厚度达到70 cm时，开始滑升3～6 cm，检查脱模混凝土的强度是否合适，第4层浇筑后滑升6 cm，继续浇筑第5层又滑升12 cm～15 cm，第6层浇筑后滑升20 cm，若无异常现象，便可进行正常浇筑和滑升。混凝土浇筑采用分层交圈对称浇筑，分层厚度不大于30 cm。

滑模的初次滑升要缓慢进行，检查提升架的垂直度和水平度是否满足要求，围圈的连接是否可靠，系统的变形是否在允许范围内，模板接缝是否严密，千斤顶工作是否正常，支撑杆有无弯曲现象等。发现问题及时修正与完善，待一切正常后方可进入正常滑升。

脱模后的混凝土表面应无流淌和拉裂现象，手按有硬的感觉并能压出1 mm左右的指印，能用抹子抹光。若脱模混凝土面平整，可不做抹光处理。如脱模混凝土面有缺陷，应立即进行混凝土表面修补，一般用抹子在混凝土表面用原浆压平。

为使已脱模混凝土面具有适宜的硬化条件，防止发生裂缝，应对脱模后的混凝土面及时涂刷养生液养护。

3.3.4.2 正常滑升

施工转入正常滑升后，应尽量保持连续作业，由专人控制滑升时间和滑升速度，浇筑混凝土、绑扎钢筋和滑升模板交替进行。一般混凝土浇筑和模板滑升速度控制在20 cm/h左右，每次连续滑升高度不宜超过30 cm。

混凝土的出模强度控制：根据《液压滑动模板施工技术规范》要求,混凝土出模强度宜控制在0.2～0.4 MPa。根据对现场混凝土拌合物成型1 h、2 h、3 h、4 h、6 h 后的强度测试,正常气温（20±2）℃下,3～4 h后可达到0.25～0.41 MPa的抗压强度。

3.3.4.3 终滑

当模板滑升至墩顶标高1m左右时，滑模进入终滑阶段。此时应放慢滑升速度，并进行准确抄平和找平工作，保证最后浇筑的一层混凝土顶部标高和位置准确。

3.3.5 停滑措施

因结构需要或意外原因停滑时，应采取停滑措施。混凝土停止浇筑后，每隔1 h将模板滑升1～2个行程，经过2～3次提升后可避免混凝土与模板粘接。如停滑时间较长，应将模板滑空，只留10 cm的搭接层。再次施工时，对由于停滑或施工工艺所需造成的施工缝，按水平施工缝处理。同时，对滑模的水平位置、垂直度，以及提升设备的完好状况进行全面检查。

3.3.6 线型控制

密切注意控制墩身的高程、垂直度和轴线偏位。高程测量是用水准仪将基准标高引测到支承杆上,以后每次用直尺向上引测标高；再用长钢尺在已完成的墩身上引测；同时，每天早晚利用日出前和日落后的时间用全站仪引测墩柱高程,三种方法相互校核,确保墩顶高程准确无误。

墩身垂直度的控制是利用千斤顶限位器进行水平控制，以确保整个模体垂直滑升。具体操作是每间隔50 cm，用直尺沿支撑杆向上引高程，然后将限位器调至该高程位置，并用水平管依次检查相邻支撑杆上的高程是否一致，再根据需要对限位器做微调。

轴线测量采用悬挂重垂线的方式。在桁架外边沿各设2根20 kg的垂线,先以操作平台水平为基准,在提升架的两条轴线上各引一点到墩身底部作为控制点，并在墩身上用红漆记录下垂线到墩控制点的初始距离。滑模每提升30 cm后,量一次垂线到控制点的距离，结合墩柱高度和收分尺寸，计算出模体的偏移和扭转大小，及时做出调整。控制调整量以免产生明显的弯曲现象。偏移较小时可利用千斤顶的行程高差进行微调纠偏，偏移扭转较大时采用多次少量的施加外力与调整局部千斤顶的高差进行纠偏。每纠偏一次，就要及时将长边模体两端的手拉葫芦把桁架上口和下口拉紧。与之同时，墩柱每完成3 m，就用全站仪校核一次纵横轴线，确保墩身垂直度和中线偏差不积累。

3.3.7 横隔板施工

为保证墩身整体稳定性,空心墩设计有50 cm厚横隔板。当施工至横隔板位置时，在墩身长边方向混凝土内两侧各预埋6根60 cm长的Φ46钢管，并将倒角及隔板水平钢筋制成园弧角埋入墩身体内。待滑过预埋钢管位置后，扒出钢管，穿入Φ32钢筋，作为横隔板底模的托架，预埋钢管的孔洞用M40砂浆填塞密实。等预埋钢筋脱模后及时扒出并凿毛混凝土面。混凝土面浇至上倒角超出30cm时滑空停滑，采用竹胶板支撑倒角及隔板，绑扎钢筋、浇筑混凝土。

横隔板混凝土浇筑采用薄层法，以避免因混凝土浇筑过快对模板产生较大的变形。

3.3.8 滑模拆除

通过不断的滑升循环施工,至盖梁浇筑完成后,即可拆除滑模体。

滑模装置拆除顺序同安装顺序相反,原则上先装后拆,后装先拆。在盖梁顶用Φ32钢筋制作简易的扒杆，挂滑轮，穿钢丝绳，然后把模体拆除分解，利用自身的卷扬系统把模体送到地面。

4 滑模施工安全措施

因滑模施工风险较大，因此务必加强安全教育，制定专项安全技术方案并做好技术交底工作。夜间进行滑模作业时，必须有足够的照明设备。六级以上大风停止高空作业。

卷扬机启动的信号，应由操作平台或升降台停留处发出。司机接受到动作信号后，在启动前应发出动作回铃，发告各处作好准备。备用电源功率25 kW以上,防止事故停电造成死模事故。

5 结语

（1）薄壁高墩采用滑模施工技术,节省了大量的墩旁支架、模板和起吊设备的投入,整个滑模装置简单,投入小,可大大节约成本。

（2）与其他高墩施工方法相比,滑模施工最大特点就是安全。因其减少了高空安装和拆除模板作业，整个滑模装置荷载由提升架、支承杆传至已浇注墩身混凝土中,安全稳固。

（3）因滑模是连续作业,减少了结构施工缝,加强了混凝土的整体性,提高了墩身质量。

（4）省去了立模、拆模等工序,能使混凝土连续作业,加快了施工进度,比翻模施工大大缩短了工期。

（5）按墩高为79 m计算,若用翻模施工,一个墩需投入模板30 t,塔吊一台,工期需要90 d；而采用滑模施工仅需滑模机和卷扬机等小型设备，无需塔吊和混凝土输送泵，施工工期29 d，投入模板约12 t，同时滑模设备拼装和拆除速度快,耗时短,耗工少，可提前工期2个月，滑模施工总体施工费用比翻模低，可节省近20%。