薄壁空心高墩无支架模板施工技术

2015-11-18李朋亮

山西建筑 2015年3期

李朋亮

(中铁二十二局集团有限公司，北京 100043)

1 工程概况

吉图珲客专烟集河特大桥位于延吉市北部兴安镇大成村与东兴二队之间，为跨越烟集河而设。本桥由59-32 m 简支箱梁+40 m-60 m-40 m 连续梁组成，连续梁在里程为GDK275 +151 处跨越一条通往延吉市市区主干道。桥址位于低山丘陵河谷区，地形起伏较小，地面高程为193.7 m～239.42 m，相对高差约45.7 m，线路经过地段主要为民居，耕地，局部穿越工厂。

烟集河特大桥圆端形薄壁空心高墩共计34 个，高度在26 m～38 m 之间，其中26 m～30 m 空心墩13 个，31 m～38 m 空心墩21 个。薄壁空心墩设计参数为:墩高30 m 以下(包括30 m):承台顶面以上2.5 m 及墩顶以下3.5 m 范围内为实体段，墩顶两侧半圆形半径为1.6 m，平直段为4.8 m，墩身外侧坡度为35∶1，内侧坡度为60∶1，壁厚50 cm～105 cm 变化;墩高30 m 以上:承台顶面以上2.5 m 及墩顶以下4 m 范围内为实体段，墩顶两侧半圆形半径为2.0 m，平直段为5.0 m，墩身外侧坡度为35∶1，内侧坡度为90∶1，壁厚50 cm～105 cm 变化。

墩顶中部顺桥向设计为1.5 m(宽)×1 m(高)凹槽，作为检查墩顶设备之用，空心墩顶设置检查孔，可进入空心墩内，检查孔宽80 cm，长70 cm，检查孔设置可以翻盖的铁盖板，墩内设检查爬梯。

2 方案比选

2.1 支架+模板施工方案

根据传统施工工艺，采用支架+模板施工方案，需在空心墩内外搭设脚手架作为工人上下、钢筋绑扎及模板拼装平台，利用内脚手架作为上实体段底模铺设支点，采用此方案特点如下:

1)采用此方案可利用外部脚手架作为工人上下通道，利用支架平台作为墩身钢筋绑扎作业平台，减轻模板自身重量，每节浇筑高墩较高。

2)需对支架基础进行硬化，每节桥墩施工需先搭设支架作为作业平台，每节施工循环时间较长，模板拆除与支架施工存在交叉影响，每节段桥墩施工时间较长，对工期影响较大。

3)受工期影响需投入模板数量较多，展开作业时每墩搭设支架，需租赁大量脚手架并占用时间较长，不利于施工成本控制。

2.2 无支架模板施工方案

图1 三角挑架示意图

采用无支架模板施工方案，需利用模板自身结构保持模板稳定，需在模板外部加设三角挑架(如图1 所示)，采用高强度螺栓与模板连接作为安全防护及作业平台，利用空心墩内设永久爬梯作为工人上下通道，墩顶实心段利用空心墩预留孔配合纵横工字钢作为底模板支点进行浇筑，采用此方案特点如下:

1)内外模外部无支点，内外模通过横向拉筋进行连接以保持模板稳定，需对模板纵横肋进行加大以满足外部支撑需要，模板自身重量较大，每节浇筑高墩较低。

2)无需搭设脚手架，每节桥墩施工仅需模板拼装时间，减少了支架搭设时间，模板拆除不受支架影响，提高了每节浇筑循环时间，有利于工期控制。

3)每套模板可以展开多个工作面形成流水作业，减少了模板数量，节约了租赁支架及搭设费用，有利于施工成本控制。

通过方案比选，对工期、成本、安全等因素进行综合考虑，根据烟集河特大桥空心墩设计参数，采用两套无支架模板进行空心墩施工。

3 无支架模板施工

3.1 模板制作

空心墩内外模板均采用钢结构，标准节段高2 m，面板6 mm厚钢板，边框12 mm 厚钢板，竖肋［12号，背楞］［14号槽钢，内模与外模连接采用φ22 圆钢拉杆对拉并使用PVC 套管，竖向间距1 m，横向间距1 m。

模板加设三角挑架，每套模板挑架水平位置间距1 m 左右，每圈配置24 个。根据施工需要可在每节模板均配置三角挑架，也可根据桥墩每节段施工高度，对三角支架进行单独拆装使用。

3.2 模板使用

1)模板拼装。

模板设计每节高度为2 m，由8 片模板组合成型，考虑胀模及其他施工安全因素，每4 m(两节)为一次墩身浇筑高度，模板拼装利用上一次施工顶模作为下次施工导向模板，空心节段每三节模板为一组作为墩身浇筑单元，根据墩身高墩不同在下实体段采用1 m 或0.5 m 模板配合施工。

由于现场墩身最大高度为38 m，模板支立和拆除采用起重机(或塔吊)配合进行，第一节段钢筋绑扎利用导向模板外三角支架作为作业平台，第二节段钢筋绑扎利用已拼装后第一节段模板外三角支架作为作业平台，模板拼装完成后，采用测量对模板进行纠偏。

2)模板拆除。

模板拆除采用吊车配合施工，模板拆除时先松开内外模拉筋，用吊车挂钩使预拆模板保持受力状态，利用作业平台拆除模板竖向连接螺栓，然后拆除横向螺栓;拆除时先外模后内模，模板拆除完毕后，重新对模板进行打磨及涂刷脱模剂处理，准备进行相邻桥墩循环使用。

4 施工注意事项

4.1 墩身垂直度控制

1)模板垂直度控制。

由于无支架模板利用导向模板作为拼装基础，并利用模板外部三角架作为钢筋绑扎作业及模板拼装平台，并且模板需多次周转，拼装过程中模板垂直度受到影响，模板垂直度控制为墩身施工的控制重点。

根据本桥墩身特点，主要采用锤球法与全站仪相结合的方法控制墩身垂直度。为保证墩身垂直度和中心位置准确，施工过程中采用三维空间定位法，用空间坐标控制墩身十字线与模板交点的坐标，测量仪器采用全站仪。

2)模板纠偏。

由于高墩对垂直度要求非常严格，一旦产生偏差纠正非常困难，因此在每次模板拼装完成后必须保证垂直度在规范允许范围以内，出现偏差要及时纠正。

对于10 mm 以下的偏移或扭转，可采用在两节模板间的缝隙塞填0.5 mm～1 mm 薄钢板以便纠偏及变换混凝土浇筑方向的方法进行逐步的纠正，即先浇筑偏移反向一边的混凝土，后浇筑偏移方向一边的混凝土;对于模板的扭转，应采取反方向浇筑混凝土的方法予以纠正。即依靠混凝土的自重对模板体系的压力逐渐消除偏差。

对于10 mm 以上的偏移或扭转，可利用倒链、撑杆、借助外力横拉纠偏等方法，但对于高桥墩的垂直度要求而言，纠偏应坚持有偏即纠的原则，杜绝偏差的出现。

4.2 墩顶实体段施工

为避免影响桥墩整体结构，在墩顶距离实心段底面1 m 处预留实体段底模纵横梁支点预留孔，并在预留孔底面增加抗压钢筋和预埋钢板。墩帽实体段支架方案铺设分配梁，分配梁上铺设15 cm×15 cm 方木，方木上部铺设15 mm 厚竹胶板作为底模，竹胶板宽度应控制在0.8 m 以下，以方便从进人孔处吊出。为减少墩身薄壁受力状态，墩顶实体段分两次浇筑成型，第一次浇筑1 m，作为第二次实体段施工平台，待第一次浇筑混凝土达到强度后，进行第二次浇筑，以保证实体段的施工安全、稳定性。