基于高抗风翻模空心薄壁高墩技术研究

尹 山，刘春涛，孙建营

(四川交投建设工程股份有限公司，四川成都 610041)

近年来，随着城镇化的快速发展，公路桥梁等基础设施大规模兴建，桥梁逐渐向大跨、高墩方向发展，相继出现了100 m以上的高墩[1-4]。

高墩翻模是在总结传统高墩模板形式特点的基础上开发研制的，包括：液压翻动模板、倒模、滑升模板以及爬升模板等[5-7]。由于桥型特殊且跨大、墩高，存在墩的垂直度难以控制、抗风性能不足、安全性差、工期紧张、施工效率低等问题[8-12]。

本文以遂宁至广安高速公路建设工程SG1-1标段实际背景为依托，对传统高墩翻模体系进行技术创新，采用翻升外模与整体提升内模组合体系、内外支撑柱、墩腔提升式防坠平台、带柱撑式模顶桁架翻模体系、墩腔防坠落提升平台、定型化钢筋笼骨架、混凝土浇筑轨道架、对拉自平衡支模体系，形成了一整套“基于高抗风翻模空心薄壁高墩技术”。

1 工程概况

遂宁至广安高速公路建设工程SG1-1标段，起止桩号为K0+000～K17+000，含主线17 km以及金桥枢纽互通、金桥互通和三凤互通。包括主线大中桥18座、分离式跨线桥7座、人行天桥2座、渡槽兼人行天桥1座、圆管涵31座、盖板涵32座等，全段共计大中桥预制梁板1 767片。K9+730华签寺大桥为10×30简支T梁桥，该桥共计38根墩柱，墩柱为直径1.6 m和1.8 m的圆柱墩，最高高度为28.25 m。该桥墩柱在施工过程中全部采用抗风模架施工，该桥墩柱工程经检验合格，并顺利通过验收。

2 技术原理

本工程对空心高墩支模施工中存在的问题，通过翻升外模与整体提升内模组合体系、内外支撑柱、墩腔提升式防坠平台、带柱撑式模顶桁架翻模体系、墩腔防坠落提升平台、定型化钢筋笼骨架、混凝土浇筑轨道架、对拉自平衡支模体系实现了空心高墩支模顺利施工。

如图1、图2所示，在承台上预埋钢筋骨架固定端，首段墩身四角处支设支撑柱定位固定架，用箍筋搁置端板将钢筋骨架、支撑柱定位固定架、竖向主筋连接成整体，主筋上部用主筋定位固定板固定；在承台上设预制砂浆定位条、砂浆找平层，在砂浆定位条中支设首节模板体系，首节模板体系外侧设首节模板侧撑架；在模板两侧搭设混凝土浇筑轨道架，通过轨道架实现混凝土的浇筑。

图1 空心墩首段墩身定型化钢筋笼骨架结构示意

图2 空心墩首段墩身混凝土浇筑结构示意

如图3所示，外模对称牛腿支架用牛腿支架抱箍箍于墩柱外摸板上，外模对称牛腿支架上设置对称支撑型钢主梁；型钢主梁上设型钢主梁钢棒贯穿孔，型钢主梁对夹拉杆穿过型钢主梁钢棒贯穿孔，型钢主梁下设外模型钢主梁限位钢棒；系梁底模下设平台板，系梁侧模两端分别设置系梁侧模导向框架柱，系梁侧模通过侧模耳板、侧模顶对拉杆连接固定。

图3 空心壁墩系梁支模结构示意

如图4～图6所示，翻升外模下设外模横向滚轮滑轨，利用竖直基准肋板确保模板竖直度，翻升外模外侧活动桁架四角设倒角拉杆，内模分离式铰接边端模内侧活动桁架设置成内模分离式铰接边桁架；翻升外模外侧、提升内模内侧分别设活动桁架，翻升外模、提升内模通过模板对拉杆穿过拉杆孔连接，提升内模内侧设内模单元式对撑架；施工平台通过平台支架支设、平台斜拉索拉结固定，在施工平台外侧设平台工具式护栏；在塔吊扩大基础上设塔吊行走钢轨，塔吊行走钢轨上搭设塔吊架，塔吊架与墩柱通过塔吊连墩桁架、塔吊抱箍式附墩件连接，塔吊架上端一侧搭设塔吊吊臂，塔吊架另一侧配置塔吊配重；在空腔支撑柱上设置墩腔提升式防坠落平台轨道，墩腔提升式防坠落平台与空腔支撑柱通过墩腔提升式防坠落平台上下移动装置连接。

图4 翻升外膜与整体提升内膜组合结构平面

图5 施工平台结构示意

图6 空心高墩翻模体系结构示意

3 施工工艺

在空心高墩结构施工过程中，首先进行空心墩首段施工，然后依次进行空心壁墩系梁施工、空心高墩的施工，具体施工工艺包括以下步骤：

(1)钢筋绑扎、预埋件：在承台上预埋承台预埋钢筋骨架固定端，首段墩身四角处支设支撑柱定位固定架，用箍筋搁置端板将钢筋骨架、支撑柱定位固定架和竖向主筋连接成整体，主筋上部用主筋定位固定板固定。

(2)首段支模：在承台上设预制砂浆定位条和砂浆找平层，在砂浆定位条中支设首节模板体系，首节模板体系外侧设置首节模板侧撑架。

(3)首段浇筑：在模板两侧搭设混凝土浇筑轨道架，通过轨道架实现混凝土的浇筑，使用插入式振动器振捣浇筑混凝土，并养生混凝土。

(4)牛腿安装并固定：外模对称牛腿支架用牛腿支架抱箍箍于墩柱外模板上，外模对称牛腿支架上设置对称支撑型钢主梁。

(5)型钢主梁安装：在支撑型钢主梁上安放型钢主梁，型钢主梁上设置型钢主梁钢棒贯穿孔，型钢主梁对夹拉杆穿过型钢主梁钢棒贯穿孔，型钢主梁下部设置外模型钢主梁限位钢棒。

(6)系梁支模：型钢主梁上部设置平台板，平台板上部安装系梁底模，系梁侧模两端分别设置系梁侧模导向框架柱，系梁侧模通过侧模耳板和侧模顶对拉杆连接固定。

(7)浇筑系梁混凝土：将浇筑混凝土导管沿墩柱引至系梁模板内，使用插入式振动器振捣浇筑混凝土，并养生混凝土。

(8)搭设塔吊、安装混凝土输送管：在塔吊扩大基础上设塔吊行走钢轨，塔吊行走钢轨上搭设塔吊架，塔吊架与墩柱通过塔吊连墩桁架和塔吊抱箍式附墩件连接，塔吊架上端一侧搭设塔吊吊臂，塔吊架上端另一侧配置塔吊配重；混凝土输送管与塔吊架通过输送管扣件连接。

(9)高墩翻升外模施工：翻升外模下侧设置外模横向滚轮滑轨，利用竖直基准肋板确保模板竖直度，翻升外模外侧的活动桁架四角设置倒角拉杆，在模板连接处两端钻模板限位孔，翻升外膜通过模板连接定位板就位并插入限位固定栓杆，翻升外膜外侧设置模板加固型钢架，通过方钢插接限位端准确固定型钢架。

(10)高墩提升内模施工：内模采用内模分离式铰接边端模和内模分离式铰接边桁架，内模分离式铰接边端模内测的活动桁架设置成内模分离式铰接边桁架。

(11)连接内外模施工：翻升外模外侧、提升内模内测分别设置活动桁架，翻升外模与提升内模通过模板对拉杆穿过拉杆孔连接，提升内模内侧设置内模单元式对撑架。

(12)墩腔提升式防坠落平台施工：在空腔支撑柱上设置墩腔提升式防坠落平台轨道，墩腔提升式防坠落平台与空腔支撑柱通过墩腔提升式防坠落平台上下移动装置连接。

(13)抗风柱预埋螺栓：在墩柱外模内侧预埋抗风柱固定螺栓，混凝土浇筑养生后连接外置式抗风柱。

(14)带柱撑式翻模施工：倒链滑车上拉墩身支撑柱接长端板，墩身支撑柱接长端板通过连接下置吊架固定，下置吊架外设置安全网和模板顶抗风架，模板顶抗风架连接平台安全围栏和墩身支撑柱。

(15)调整模板、定位：在浇注完底节混凝土24 h后，绑扎上节钢筋，然后拆除第一、二节模板拉筋，并依次将第一节模板吊运至第三节模板上、第二节模板运至第四节模板上，最后浇筑并养生墩身混凝土；进入下一级施工并循环至设计墩顶。

4 优势及特点

(1)采用翻升外模与整体提升内模组合支模结构体系，大大提高了高墩翻模的支模效率，有效提高支模模板结构的稳定性。

(2)抗风柱结构采用预埋螺栓于成型墩身中，提高了抗风柱的稳定性和安全性，有利于高墩翻模的施工。

(3)联合使用竖直度检测装置、激光铅垂仪，保证了墩身施工的垂直度。

(4)采用带柱撑式模顶翻模体系，外设抗风架保证了翻模施工及混凝土浇筑的顺利进行。

(5)采用墩腔防坠落提升平台，大大提高了高墩施工的安全度。

(6)钢筋安装采用定型化钢筋骨架体系，有效保证了钢筋笼的整体性和稳定性，提高了墩身浇筑质量。

(7)浇筑采用混凝土浇筑轨道架体系，有效提高了混凝土浇筑效率。

(8)型钢主梁支撑采用抱箍式牛腿支架、对夹拉杆以及外模型钢主梁限位钢板组合支撑体系，确保了型钢主梁的水平度及稳固性。

(9)型钢次梁固定采用定型化次梁搁置限位件，有效提高了次梁安装的效率。

(10)系梁侧模支模采用导向框架柱，有效保证了系梁侧模的垂直度；侧模耳板利用对拉杆件上下对拉，提高了系梁支模体系的平衡性和整体性。

5 结束语

本文结合遂宁至广安高速公路建设工程SG1-1标段，提出的基于高抗风翻模空心薄壁高墩技术有效提高了高墩翻模的支模效率，保证了支模体系的整体性、稳定性及安全性。该技术能充分发挥应用优势，对类似工程具有较好的推广前景。