高墩模板的比较与应用

谷世平

(中交一公局厦门工程有限公司　福建厦门　361021)



高墩模板的比较与应用

谷世平

(中交一公局厦门工程有限公司福建厦门361021)

结合工程实例，系统介绍了桥梁高墩施工的各种模板系统，比较了各模板系统优缺点，选择了适合于松下跨海大桥高墩施工的滑翻结合模板系统，并结合项目特点对传统滑翻结合模板系统进行优化，提高了高墩施工质量。

高墩模板；比较；应用

0　引言

随着国家高速公路网的不断完善，高速公路工程越来越朝着西部、跨海、跨江方向发展，桥梁高墩越来越多，西部山区连续刚构桥的桥墩在百米以上已不少见，有的甚至达到200m。桥梁高墩施工的模板技术也在不断丰富，有翻模、爬模、悬臂模板、滑模、滑翻结合、辊模等多种模板系统[1]，极大地提高了高墩施工的安全性和经济性。但是各种模板系统均有其优缺点，每个工程都应根据其具体特点进行选择。

1　工程概况

长平高速公路松下跨海大桥下部墩柱采用空心薄壁式墩柱，矩形断面尺寸为7.0×3.2m(低墩区)、7.0×3.7m(高墩区)，墩柱壁厚60cm，墩底、墩顶设2.0m高实心段，实心段与标准段间设4.0m高过渡段，最小墩高27.92m，最大墩高45.25m。桥位区属滨海地貌，海域潮型属正规半日潮，多年平均高潮位5.84m，平均低潮位1.60m，平均海平面3.77m，平潮时海水深5～10m。全年平均风速8.42m/s，全年大于8级的大风达107d，7～9月多台风，10月至次年元月沿海多大风。

本桥为典型的海上桥梁工程，通过在桥梁外侧设置的施工栈桥到达各墩位作业点。与陆上桥梁施工相比，海上桥梁工程施工中存在着大风天气多、施工作业面小、海水腐蚀性强等特点，影响着高墩施工的模板系统、施工工艺选择。大风天气多，所在区域全年大于8级的大风达107d，要求模板系统要有良好的抗风性能，满足大风条件下仍能正常施工；施工作业面小，墩旁仅有施工栈桥，缺少模板、材料堆放场地，要求模板系统在桥墩顶狭小作业面完成安装、修整、清理及拆除；海水腐蚀性强，要求模板系统、施工工艺必须保证高墩混凝土外美内实，避免结构存在海水侵蚀通道，保证结构耐久性。

2　高墩模板系统

目前，较为成熟的高墩施工模板系统有翻模、爬模、悬臂模板、滑模、滑翻结合、辊模等。

2.1翻模

翻模为桥梁工程墩柱施工常用模板系统，模板在高度方向由2层以上模板组成，第n节段墩柱混凝土浇筑完成后，保留墩柱顶层模板不拆除，将拆除的其它层模板安装于顶层模板上，即顶层模板作为第n+1节段墩柱模板安装时的支承，模板提升通过吊车、塔吊等起重设备来完成。在墩柱每层模板外侧加工操作平台，以使施工作业人员在平台上拆卸和安装模板[2]。

2.2爬模

爬模为悬索桥、斜拉桥等大型桥梁索塔施工最常用的模板系统，模板在高度方向仅有1层模板，模板高度通常为4.5～6.0m，模板全部支承于爬架上，每施工1节段墩柱安、拆一次模板，模板提升通过液压系统提升爬架来完成，爬架为墩柱施工提供封闭操作平台。

2.3悬臂模板

悬臂模板为爬模系统的简化，即为节省模板系统投入对爬架进行简化，省去爬架自爬升的液压系统，同时减小爬架杆件，模板提升通过吊车、塔吊等起重设备同时提升模板与爬架来完成。

2.4滑模

滑模为水泥粉料库、冷却塔、烟囱等大型高耸结构常用模板系统，模板高0.3～0.6m，模板与围圈连接，每次混凝土浇筑完成待混凝土初凝后，模板提升通过预先在墩身中预埋的钢管及液压系统将滑模系统整体提升来完成，模板提升时不需要拆模，模板紧贴混凝土面向上滑行。

2.5滑翻结合

滑翻结合系统是为了克服滑模施工影响混凝土外观质量的缺点，发挥翻模的优点而改进形成的模板系统。即在滑模系统的基础上对模板进行改进，将模板改进为翻模模板，模板与围圈分离，模板通过倒链或电动卷扬机提升，围卷及操作平台提升与滑模系统保持一致。

2.6辊模

辊模系统也是为了克服滑模施工的缺点，发挥翻模的优点而改进形成的。将模板改进为3层优质树脂板模板，每层树脂板均与围圈同高度，在围圈与树脂板间设置辊轴，树脂板间通过企口缝连接，围卷及操作平台提升时因辊轴的存在使得树脂板保持不动，待围卷提升后接高树脂板。

3　模板系统的选择及优化

3.1模板系统选择影响因素

与山区高墩施工相比，松下跨海大桥处于海洋环境，因大风天气多、海水腐蚀性强等施工条件的制约，本桥模板系统选择在充分考虑可行性、经济性的基础上，还需要考虑以下7个方面：

(1)需减少大块模板高空吊装作业，提高大风条件下施工工效，保证施工工期；

(2)模板系统需有完善的作业平台，保证作业人员在大风条件下有可靠的安全防护；

(3)混凝土实体质量、表面质量必须满足要求，不得有蜂窝麻面，不得有表面裂纹；

(4)墩柱分节段施工时节段数量宜少不宜多，以减少节段接缝处理，提高墩柱的整体性；

(5)节段间施工龄期差尽量缩短，减小墩柱节段间因龄期差大而导致混凝土开裂的风险；

(6)适应桥墩墩底、墩顶实心段和过渡段的结构设计；

(7)最大程度减少墩柱表面预件，减少结构混凝土腐蚀通道。

3.2模板系统选择

各模板系统应用于松下跨海大桥高墩施工时，其优缺点比较见表1：

表1　模板系统比较表

从上表缺点项可以看出，爬模、悬臂模板、滑模、辊模四种模板系统对墩柱混凝土结构耐久性均存在不利影响，因此排除此4种模板系统。翻模与滑翻结合相比，滑翻结合在翻模的基础上增加了可靠的操作平台，避免了利用吊车、塔吊等额外的起重设备，避免了模板安装、拆除所带来的安全风险。因此，松下跨海大桥高墩施工选用滑翻结合模板系统。

3.3滑翻结合模板系统优化

传统滑翻结合模板系统是在翻模系统(钢模板)基础上，增加了滑模系统的围圈、平台及提升系统，使得模板提升是在围圈及平台内通过倒链或电动卷扬机提升，保证了作业人员始终处于封闭的操作平台内进行施工作业，避免了翻模施工安全风险高的缺点。但是，此系统经多个工程使用验证后，存在如下不足：①模板系统重量大，提升系统穿心千斤顶配置数量多，墩柱内预埋钢管数量多，增加施工成本；②围圈与墩柱混凝土间距离较大，F架悬臂长度大，F架存在较大变形；③模板由2～3层组成，模板高度大，围圈下方操作平台高度大，刚度不足，存在较大晃动；④模板拆模时间长，墩柱混凝土养护不到位；⑤第n+1节段施工时，第n节段顶层模板未拆除，墩柱混凝土与顶层模板间存在间隙，混凝土浇筑时水泥浆对成品混凝土严重污染。

为避免以上不足，对滑翻结合模板系统进行如下优化改进：①模板由钢模板优化为WISA板+木工字梁，大大减小模板重量；②模板由2～3层优化为1层，模板安装、拆除工艺同爬模，模板高250cm，包边已浇筑混凝土15cm，上口露出混凝土10cm，每节段混凝土高度225cm，详见图1。

优化改进后的滑翻结合模板系统较好地克服了传统系统的不足：①模板系统较传统系统重量得以大大减小，优化了提升系统千斤顶配置，节约了成本；②模板提升时沿水平方向仅有一层模板，减小了围圈与墩柱间的距离，提高了F架刚度，提高了系统整体的刚度和抗风性能；③模板高度仅250cm，操作平台与围圈间距离小、平台高度小，整体刚度大；④无需保留顶层模板作为下一节段施工时的支承，拆模时间短，给混凝土养护预留了充足时间；⑤模板包边已浇筑混凝土15cm，在模板下口粘贴塑料薄膜，避免了水泥浆对成品墩柱的污染，详见图2。

图1　改进后模板系统

图2　改进前后对比

4　结语

桥梁高墩施工可选择的模板系统众多，但每种模板系统都有其优缺点，在选择时必须根据工程特点进行合理选择；同时，每种成熟的模板系统、施工工艺仍有需要优化、改进的地方。本文结合工程实例，详细阐述了海上高墩施工时模板系统的选择与优化，可为相类似工程提供参考。

[1]蔡新宁,李怀友.滑-翻结合液压模板在高墩施工中的应用[J].施工技术，2014，43(16)：63-65.

[2]王恩奎.大河大桥高墩翻升模板施工简述[J].山西建筑，2011，37(35)：159-160.

Comparison And Application Of High Pier Formwork

GU Shiping

(CCCC First Highway Xiamen Engineering CO.Ltd.,Xiamen,361021)

In this paper,combined with engineering example,described systematically various formwork systems for the construction of high pier of bridge,compared advantages and disadvantages of formwork system,selected sliding-turnover formwork system suitable for high pier construction of Songxia cross-sea bridge,and combined with the characteristics of the project to optimize the traditional sliding-turnover formwork system,improved the construction quality of high pier.

High pier formwork;Comparison;Application

谷世平(1976.02-)，男，工程师。

E-mail:183906381@qq.com

2016-02-29

TV53+8

A

1004-6135(2016)05-0092-03