空心薄壁墩模板翻身技术应用

2013-04-17卢道勇

交通运输研究 2013年14期

卢道勇

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳 550008）

1 项目概况

毕节至威宁高速公路第六合同段赫章特大桥总长1 073.532m（以左幅计），最大墩高195m（目前世界同类桥梁的最高墩），12＃主墩为双肢空心薄壁墩，截面尺寸3.0m×7.5m，设计为C40混凝土，墩底3.0m和墩顶4.0m为实心段，其余为空心段，墩高80m，顺桥向壁厚100cm，桥向壁厚60cm，均设置1道横隔板，隔板厚60cm，两薄壁墩之间设置一道横系梁计划套模板。

将工作平台支撑于已达到一定强度的墩身混凝土上，用塔吊提升工作平台，达到一定高度后在平台上悬挂吊架，施工人员在吊架上进行模板的拆卸、提升、安装、钢筋绑扎等项作业，进行混凝土的浇筑、振动工作，吊架移位单元和中线控制等作业则在工作平台上进行。内外模共设3节，每节高度为2m，按3节翻2节循环交替翻升。当第2节混凝土灌注完成后，拆卸并提升第1、2节模板至第3节上方，安装、校正后，浇筑混凝土，提升工作平台，依次周而复始。

2 模板拼装与加固技术

对于正侧面模板，空心薄壁墩侧面外模按照每块高2.0m，宽7.5m（或3.0m）进行拼装（即按厂家提供的单块模板立起拼装而成），高度方向分3节×2m／节共6m进行拼装。模板连接及加固模板在同一平面连接处采用螺杆连接牢靠。为保证混凝土浇筑时不漏浆，成型美观，在模板连接处贴双面密封胶带。为加强模板刚度和稳定性，保证空心薄壁墩浇筑时不跑模，并为施工方便，加强翻模时支撑点的稳定性能，按50cm等距布设槽钢，除了在每节模板中间1m处设加强槽钢外，其余槽钢设置为10＃槽钢。拉杆均设置在槽钢上，在槽钢上打孔穿设拉杆。拉杆水平方向的间距为60cm，两端第一根拉杆应设置在距边30cm的位置。拉杆采用穿PVC管套φ14mm的圆钢制作，其中加强槽钢上穿PVC管按φ32mm高强螺杆设置，拉杆螺母采用双螺母及所配套的垫圈。用φ32mm高强螺杆作为模板的支撑脚，受力是抗剪。上下节模板之间全部采用高强螺栓连接。模板之间通过对拉杆进行加固，拉杆密度则根据每次混凝土浇筑高度经计算确定。模板自重及局部施工荷载用高强度拉杆承受，密度根据计算确定。

模板提升架采用万能杆件组拼内爬升架，辅以钢板组焊的伸缩式箱型梁形成，塔吊提升，其顶设置操作平台，用塔吊吊运钢筋及机具；墩身外围挂钢筋梯，铺木板供人员上下立拆模，内架上左右设三层平台存放内模；模型外围立面用安全网全封闭防护；混凝土用泵机一次输送，泵管利用预埋在墩身上的固定架由下而上安装；施工人员通过Z型爬梯上下。

结合实践，本工程模板安装的关键控制技术为：在墩身施工前对施工人员进行技术交底，使施工人员熟悉和掌握钢模板的施工与操作技术。钢模板的布置与施工操作程序均应按照模板的施工设计及技术措施的规定进行。在浇筑空心段时，组合钢模应尽量避免开孔，如必须开孔时，应用机具钻孔，不得用电气焊熔烧开孔。拆模后应及时对模板进行检修。模板安装前应涂脱模剂，并涂刷均匀，稠度适中。模板安装好后，对其轴线位置、水平标高，各部分尺寸、垂直度进行检校，直到符合设计及规范要求。模板安装允许偏差和检查方法。

3 钢筋、预埋件施工技术

钢筋施工按设计及规范要求进行墩身钢筋的存放、切安装绑扎。安装时，主筋除底部9m一次到位外，以上各节均按4.5m/节施工，其中主筋伸出平台顶5m。箍筋只安装到底摸板顶，以便人员作业和平台的提升，以上部分水平钢筋随平台的提升及时绑扎。主筋接头采用机械直螺纹接头，保证连接质量。墩身钢筋施工时在钢筋棚加工成型，汽车运到现场，塔吊垂直提升到作业平台上，人工安装、绑扎。墩身混凝土中主要有沉降观测元件、钢筋应变计、系梁支承件、主墩墩顶0＃段托架构件、通道便梁、牛腿预埋件等，钢筋安装过程中注意按设计及相关要求准确安装。

4 墩身混凝土施工技术

墩身混凝土在搅拌站集中拌合，泵送入模，人工手持插入式振动棒振捣，视气温条件，覆盖草袋、塑料薄膜或洒水养生。为方便人员操作，减少高空安拆输送泵管的工作量，在每个墩安装一套泵管，固定在墩柱上，随墩柱的升高而接长。

4.1 原材料选择

泵送混凝土的粗骨料粒径选用连续级配碎石，细骨料采用中砂，并掺入缓凝减水剂和粉煤灰，以改善混凝土的可泵性，延长水泥的初凝时间。根据液压自控提升翻模的特点，混凝土初凝时间长，浇筑完混凝土提升工作平台的时间要短。因此每节墩身下部1.7m高混凝土中掺入高效减水剂，使混凝土工作度较大，最后30cm混凝土中掺入高效早强减水剂，使塌落度减小，以利早凝。按规范要求试验确定理论配合比，批准实施时，现场根据原材料含水量，随时调整每批混凝土的施工配合比。

4.2 混凝土拌合

混凝土采用全自动强制搅拌机拌合，拌合前应调整好各种原材料的掺量和搅拌时间、投料顺序。操作人员监控，试验人员检查。喂料顺序为：砂、水泥、石料，进入搅拌筒内拌合时均匀进水，并掺入外加剂。搅拌时间应大于1.0min。

4.3 混凝土浇筑

现场混凝土泵支放场地平整，墩底设有闸刀箱和水阀，并砌筑排水沟，以防污染河道。混凝土泵送过程中尽量少停顿，如长时间停泵，应每隔4～5min开泵一次，使泵正反转两次，同时开动搅拌器，以防混凝土离析。如果停泵超过30min，则将混凝土从泵管中清除。每个墩身按30cm/层全断面水平分层布料，并根据混凝土供应情况及时调整布料厚度，尽量在下层混凝土初凝前或能重塑前浇筑完上层混凝土。施工人员在振捣过程中不得碰创预埋件和波纹管，谨防其移位、损伤。

4.4 混凝土养护

视气候条件，混凝土采用覆盖草袋、塑料薄膜或洒水养生，气温低于5℃时，覆盖保温，不得洒水。混凝土强度达到2.5MPa前，不得使其承受任何外加荷载。施工缝处理：每节墩顶混凝土面充分凿毛，露出新鲜的混凝土，并冲洗干净，在上节混凝土浇筑前，将混凝土面浇一层1～2cm厚1∶1水泥净浆。

5 模板翻升技术

模板翻升技术主要包括以下几个方面：

a）工作平台提升每节墩身混凝土浇筑到一定高度（一般不小于0.6cm），混凝土初凝后终凝前，即可进行操作平台的提升，操作平台的提升总高度以能满足一节模板（4.0m）的组装高度为限，切忌空提过高，提升过程中应随时进行纠偏、调平；

b）模板翻升当上节墩身混凝土浇筑完成，操作平台已提升到位，该节钢筋安装完成后，即可进行模板翻升；

c）内外模板解体与提升施工人员在外围钢筋挂梯上逐节拆除对穿拉杆、竖向联结螺栓和与模板层之间联结的横向螺栓，逐节解体后逐块提升到顶节逐块暂时安装，待第1节模板全部提升完毕后即可就位锁紧，再进行第2节模板的拆装，提升用塔吊完成，即拆卸并提升第1、2节模板至第3节上方，安装、校正后，浇筑混凝土，提升工作平台，依次周而复始；

d）墩顶段的施工墩身按4.0m一节翻模施工至墩顶，待墩顶段施工完毕后，拆除翻模，拆除顺序与组装顺序相反，必须严格对称进行，边拆边运。

6 墩身施工线形控制

墩身线形控制主要是通过施工测量来进行的，墩身施工测量控制内容包括：墩身中心定位测量、墩身垂直度测量。

墩身中心定位测量采用三维坐标控制法。每个墩台施工前，先由项目测量队用全站仪进行中心定位，设置好横、纵向护桩，给施工交底。复核时用精密水准仪进行测量。墩身高程测量采用三角高程法。先将直径10mm的钢条焊成“丰”字觇标（三条横条间隔15～20cm），再把觇标焊在事先选定的墩身钢筋上，作为观测竖角的观测点。觇标间距用钢尺测量，精确至毫米。用2″精确度全站仪观测竖角3个侧回，以此来计算墩身的高程。

本工程通过组建精干的精测小组专门负责墩身的测量工作，确保墩身的线形控制。为了防止仪器误差导致墩身偏斜，每6m应用全站仪测设中心点与铅直仪校核一次，并对墩身尺寸进行一次复测以确保墩身线形控制。其间要坚持墩身中线的复测和墩身截面尺寸的测量检查制度，实行测量换手制度，待测量资料复核无误后，报监理工程师审查认可，方可用于施工。