桥梁高墩翻模施工技术探析

李 强

（中铁十八局集团第三工程有限公司，河北 涿州 072750）

0 引言

随着高速公路的发展和桥梁结构形式的多变，公路桥梁工程遇到高墩柱的现象越来越普遍。 如何使高墩施工工艺便于现场操作， 同时确保施工安全和墩柱施工质量，成为值得研究的问题［1］。

公路桥梁的高墩施工一般采用翻模、 液压爬模及悬臂爬模等技术。其中，高墩翻模具有施工方法简单、管理方便、混凝土外形美观、工期短，并且施工中可随时纠正偏差等优点，被广泛应用［2］。而作为路桥工程建设的重要施工技术， 翻模施工技术水平的高低将直接影响到工程的整体质量。

京新高速公路大白杨沟2 号大桥（K175+468 里程）采用先简支后连续连体转换的施工技术，全桥墩柱共计28 个，2#～12#桥墩墩身高度 都在33.3 m 以上。 其中，5#桥墩墩身为钢筋混凝土实体桥墩，横截面尺寸为6.5 m×2.0 m，墩高35.5 m，属于高桥墩。 因为该桥墩墩身较高，所以施工难度大。项目部结合现场实际，确定大白杨沟2 号大桥5#桥墩墩身采用翻模法施工。笔者试以该桥墩为例，探讨高墩翻模施工技术，以期供类似工程借鉴。

1 翻模模板设计［3］

1.1 模板结构设计

该桥墩翻模施工模板由组合模板、 手架和施工平台三部分组成。组合模板由3 节模板组成，每个截面主要由外模板、模板固定框架、环围、拉杆等组成。根据本桥墩的实际情况， 用大块组合模板拼出翻转模板。 根据高墩体型，并考虑了截面的施工时间、钢筋的配筋量和混凝土施工缝的数量， 对3 层模板进行处理。 每层模板的制作高度按2.0 m 设置，模板总制作高度按6.0 m 设置，并设置高度分别为0.5 m 和1.0 m 的调整节段。 模板结构如图1 和图2 所示。

1.2 模板构造的设计

该桥墩模板采用整体钢模板制作。 根据受力计算及以往的施工经验， 模板面板材料采用6 mm 厚的钢板，竖肋采用［10 槽钢，背架采用［16 槽钢，竖肋和背架焊接在一起。为保证翻转模板的空间刚度，减少拉杆的使用，提高结构物混凝土的外观质量，多层背框通过螺栓连接，构成空间桁架。在背架上安装操作工作平台，用M25T 型丝拉杆连接。 沿模板周边，设计有施工平台，并安装有钢栏杆。栏杆外侧设置封闭安全网。 在施工平台上放置5 cm 厚的板材，供操作人员施工作业、行走和存放小的机器和工具［4］。

2 翻模施工

2.1 翻模施工工艺流程

翻模施工工艺流程如图3 所示。

2.2 墩柱模板的安装［5］

立模前，应对墩柱轮廓线进行测量放样和模板垂直度的校正，并用沙浆填充模板底部与承台间的缝隙。

墩柱模板在安装前，应刷模板油；拆模后，要用角磨钢刷打磨模板， 同时对出现变形的模板进行校正。 在浇筑混凝土时，及时观察并纠正。

该墩柱模板采用新型钢模板，每段高度为2.0 m，每次浇筑2 个模板高度，即每次翻转2 层模板，浇筑混凝土高度为4.0 m。 但因桥墩高度为35.5 m，非数字4 的倍数，故在浇筑前，需将第一次浇筑高度计算准确，确保第一次浇筑后，剩余墩高为4 的倍数，便于每次翻转2 层模板。 故第一次拼装模板时， 应将0.5 m 和1.0 m 调整节立于承台顶上， 作为底部模板，同时使用一组2 m 模板，拼装高度为3.5 m。

图1 一节模板结构图Fig.1 Template structure of one section

图2 三节模板正结构图Fig.2 Template structure of three sections

测量校核后，浇筑混凝土，一次成型。待混凝土强度达标后，只拆除底部0.5 m 和1.0 m 的调整节，2.0 m整组模板不拆除，使其作为支撑，继续向上拼装剩余2 组模板。测量校核后，浇筑混凝土。混凝土强度达标后，拆除第一、二层模板，第三层模板不拆除，作为支撑。 待模板经调整和打磨后，利用塔吊将其翻升至第三层，形成第四层、第五层。依此循环向上，形成拆模、翻升立模、模板组拼、钢筋焊接绑扎、灌注混凝土、养护和测量定位、标高测量的不间断作业，直至达到设计高度35.5 m。 墩身施工程序如图4 所示。

2.3 安全通道的设置

安全通道采用梯笼构建。梯笼设置在墩柱旁。为了保持梯笼的稳定性， 每6 m 高通过墩身预埋套筒将其与墩身加固一次， 以利于施工和检查人员上下行走。

2.4 钢筋的制作和安装

钢筋严格按照大样图进行下料和加工。

图3 翻模施工工艺流程图Fig.3 Flipped template process flow

图4 墩身施工图Fig.4 Construction drawing of pier body

在进行钢筋第一次绑扎时， 先在浇筑承台前预埋墩身主筋。该墩身高度为35.5 m，主筋采用直径为28 mm 的HRB400 钢筋，双层布置，钢筋的接头采用滚轧直螺纹套筒连接，多次连接。 按照规范要求，同一平面内， 钢筋接头数量不得超过钢筋总数量的50%。考虑减少原材浪费和现场施工难度，第一次主筋长度分别采用5.5 m 和6.5 m （承台内预埋1.4 m），以后每次接筋长度均为4 m，分7 段连接，直到墩顶最后一次接筋。 根据墩高计算的最后一次接筋长度分别为4.8 m 和3.8 m （盖梁内预埋长度为1.4 m），钢筋接头在墩顶内，符合设计要求。

为保证保护层厚度，防止混凝土表面开裂，该桥墩设置了D6 防裂钢筋网片。 在钢筋网片与模板间，设置2 cm 厚的混凝土垫块［6］。

2.5 墩身混凝土浇筑及养护

当模板安装后，及时浇筑混凝土。 在浇筑混凝土之前，检查模板的各项性能和内面的光滑度，使其满足要求，并且不存在缝隙和孔洞。 根据墩高与现场地形，在浇筑混凝土时，使用天泵浇筑。 第一次浇筑高度为3.5 m。 待混凝土强度达到设计要求后，进行第二次浇筑。 第二次及以后每次浇筑混凝土的高度为4.0 m。当浇筑高度超过2 m 时，由于混凝土落差较大，采用串筒减速进行混凝土的浇筑，以防止混凝土离析。

混凝土采用分层浇筑，每浇筑30 cm 厚，就用插入式振捣棒进行振捣。 混凝土浇筑完成后，及时进行养护。 混凝土采用覆盖洒水养护，洒水养护不少于7 d（实心段为14 d），养护人员每天洒水的次数以能保持混凝土表面湿润状态为度。 块抗压强度达到2.5 MPa 以上时，拆除模板。 凿毛后，然后按工艺流程进行下一节段施工［7］。

2.6 模板翻升

先拆除第一层外模固定架，再松开对拉杆，最后卸下外围带。 使用塔吊将拆下的第一层模板吊运到第三层混凝土顶面。 清理模板，并涂刷模板油后，组装为第四层模板。然后，按上述方法继续拆除第二层模板，并将其吊运至第四层混凝土顶面，形成第五层模板。第三层模板不拆除，作为支撑。 按照此方法依次循环，直至墩顶标高。

2.7 拆卸

墩顶施工结束后， 仍保留3 段模板。 按照第一段、中间段和最后顶段的顺序，进行拆除。 模板的各部分按安全网栏杆脚手架、平台和模板支撑、环围、连接螺栓、钢棒和钢模板的顺序拆除。

2.8 墩身线性控制

高墩线形的好坏直接影响其受力和线路的平顺性，必须严格控制。高墩的线形控制主要通过施工测量来进行，测量控制内容包括：中心定位测量、高程测量、垂直度测量。

（1）中心定位测量。墩中心定位测量采用三维坐标控制法。每个墩台在施工前，先由项目测量班用全站仪进行中心定位，设置好横、纵向护桩，给施工队交底。 复核时，用精密全站仪进行测量。

（2）高程测量。采用自动安平水准仪法进行高程测量。 每翻模一次，检验一次高程，其高程误差应符合规范要求。特别是墩顶必须控制好，否则将影响到墩帽的施工。

（3）垂直度测量。 模板安装后，必须经过校对垂直度后方能施工。采用全站仪进行垂直度测量，用铅直仪控制垂直度。

3 翻模施工的注意事项［8］

（1）施工时，必须根据墩身高度计算好第一次浇筑的高度。（2）考虑到当地气候原因，风力较大，故在模板安装后或拆除时，需及时施做缆风绳，防止模板晃动、偏移。 （3）在施工作业平台上，严禁堆放杂物、重物，且应及时清理作业平台上的废料。 （4）在模板吊卸前，应对各个螺栓、对拉杆、作业平台支撑和各个拼接缝进行检查。 （5）如遇到6 级以上的大风，不得进行翻模施工。 （6） 严禁任意改动模板各部位构件。（7）上模板工作人员的安全带拴于牢固地点。（8）起吊时，不得超载，司机要听从司索工的信号指挥。（9）施工现场由专人指挥，所有施工作业人员统一行动。 （10）模板拆除时，在下面标出警戒区域，严禁非操作人员进入作业区。（11）进入施工现场，所有作业人员必须戴好安全帽。（12）常用的工具应系在身上，禁止用手抛掷，以免掉落伤人。（13）下雨、冰雪天气，禁止高空作业。（14）严禁班前、班中喝酒，严禁串岗。禁止酒后上岗作业。 （15）在地面上的施工人员尽量避免在墩台附近停留或通过。 （16）禁止随便放置工具、箍筋或短钢筋，避免伤人。

4 结语

京新高速大白杨沟2 号大桥5＃桥墩采用翻模法施工，施工过程中，项目部重点控制了模板的制作和翻模的工艺，使工程顺利完成。相比于以往的施工方法，该施工方法采用了梯笼作为安全通道，避免了脚手架的搭设，节省了大量的材料成本和时间成本，加快了工程的进度，同时，墩柱施工的安全性和质量也得到了保证。 该工程的施工方法可供类似工程参考。