桥梁高墩翻模施工技术研究

张英旭

（中铁十八局集团第二工程有限公司，河北 唐山 064000）

1 工程概况

近些年来，我国桥梁工程建设日新月异，无论是铁路桥、公路桥，各种高墩柱施工也越来越广泛，难度也越来越大，翻模施工得到了更加广泛地应用。某铁路大桥设计时速为120km/h，桥长为 232.0m，跨径为 6×32m+1×24m，主体结构采用C35 钢筋混凝土。以钻 （挖）孔钢筋混凝土灌注桩为桩基，另外明挖扩大基础T 型桥台，通过承台式进行桩基与桥墩连接，钢筋混凝土墩体截面为 7.5m×3.5m，大桥墩高为 9～39.5m，其中最高墩为4 号墩，墩高39.5m。现结合4 号墩的施工数据，验证通过组合钢模板来施工桥梁的主体结构部分，以下利用实际案例来分析说明。

2 高墩翻模施工技术

该大桥梁墩柱采用无支架翻模的施工工艺［1］，主要优点有如下这些：使用塔吊吊装模板及施工台架，设备较为简单，不仅经济而且适用。脱模后的墩体外观质量良好，轴线及几何尺寸比较符合设计要求；桥墩的施工误差能够随时修正，模板能够及时清理、校正、涂油，确保混凝土表面光洁；操作台架和模板的拼装较为便捷，另外采用天泵泵送浇筑墩柱混凝土，可以缩短施工工期；模板可以在工厂提前加工制作，确保结构尺寸、模板强度和刚度满足标准化的施工要求。

2.1 模板设计

（1）模板高度设计

该桥墩模板施工通过细化分工，主要划分为三个部分，即组合模板、脚手架和操作平台。由于桥墩轮廓比较高，因此，对钢筋数量、节段施工时间和混凝土施工缝数量等进行综合考虑。桥梁墩柱部分优化设计加工成三节模板，每节模板的高度是2.0m，总模板高度设计为6.0m，并设0.5m 和1.0m 高度调整段。

（2）模板结构设计

通过组合模板的拼装形成桥墩的主体模板，再通过理论数据、应力计算和施工经验［2］，模板选用6mm 厚的钢板作为面板材料。通过将后面部分和肋部焊接在一起，由槽钢分别制成钢肋和后面部分的框架。不仅提高了模板的空间受力刚度，而且优化拉杆的使用，连接部分采用螺栓固定，从而形成后面的框架支撑。将操作平台安装在后框架上，并与M25t 型线材连接。顺向模板外围，设计一个施工平台，并将其周围安装钢护栏。

2.2 模板安装

首先，对该桥主体桥墩的几何尺寸进行测量、确定，并将支立好的模板进行校正。在模板底部与承台之间的连接空隙处，通过填充砂浆封堵，从而防止浆液外流。整合模板前刷一层油。在模板拆除之后对模板的内侧进行清理、打磨，变形处进行校正［3］。

对于该桥墩主体模板来说，使用的钢模板每节高为2.0m，浇筑的混凝土高度为对应两节模板4.0m。桥墩高度由于是39.5m，不是数字4 的整数倍数，因此有必要在浇筑之前准确计算出第一次浇筑的高度，以确保在第一次浇筑之后剩余的米数、桥墩高度是4 的整数倍数，这便于每次翻转两层模板就可以达到设计高度。进行模板组装时，将0.5m 和1.0m 的调节段作为底部模板竖立在承台的顶部，并同时配用一节2m 的模板，进行组装 （高度是3.5m）。

经实验数据证明［4］，当第一次浇筑的混凝土强度达到要求合格后，进行拆除底端的0.5m 和1.0m 调节段，2.0m 模板继续保留，可以用作支撑，其余2 组模板继续向上组装。混凝土浇筑后间隔一段时间强度达标后，把第三层模板作为支撑，拆除另外两层模板，调整并抛光模板后，使用塔吊将其吊转到第三层以形成第四层和第五层。根据这个周期，将不间断地进行模板拆除、模板架设、模板组装、钢筋焊接和捆绑、混凝土浇筑、固化和测量定位、高程测量，直至达到39.5m 的设计高度。4 号桥墩翻模施工图参见图1。

图1 高墩翻模施工图

2.3 安全通道设置

安全通道通常设计加工成梯笼，人员通过梯笼上下活动，为达到保持梯笼稳定性的目的，预埋套管和墩身连接间隔6 米进行一次固定，保证施工和检验人员上下行走的方便和安全。

2.4 钢筋制作与安装

桥墩钢筋按照设计图纸加工、制作。

安装桥墩的钢筋前，应将桥墩的主筋预先埋设之后，然后再进行承台混凝土的施工［5］。考虑到规范及设计要求 （同一受力截面内搭接数量不超过50%），为实现减少加工废料和降低现场施工难度的效果，多次重复采用套筒连接。按照墩身高度细化每段钢筋长度：首次安装的钢筋长度应为 5.2m 和 6.4m （承台内预埋长度为 1.2m），而中间每段钢筋的长度为4m，并将其分为8 节，连接至墩顶。最后一段钢筋长度对应为4.7m 和3.5m （托盘内预埋长度为1.2m）。墩体顶部连接处没有主筋搭接，满足规范［6］要求。

为确保混凝土保护层的厚度符合设计要求，切实避免混凝土表面出现裂纹，在钢筋和模板之间铺设一层抗裂钢筋网。

2.5 混凝土浇筑及养护

在准备浇筑混凝土之前，首先对模板性能和内部平整度进行检查，查看其是否符合要求，不能有缝隙和孔洞存在的情况。我们结合墩高以及施工场地的情况，在浇筑混凝土时，建议采用天泵泵送浇筑。第一次浇筑墩柱砼时，浇筑高度控制为3.50m；施工人员浇筑过程中详细观察变化现象，做好数据的记录。当浇筑的高度大于两米时，为使混凝土均匀减速下落 （以套筒形式进行浇筑），避免混凝土发生离析现象。为增强混凝土质量，施工人员对混凝土采用分层浇筑，并及时使用振捣棒进行振捣。在模板拼装完成后，施工人员立即进行混凝土浇筑，并在混凝土浇筑后对其进行养护。在混凝土养护期间，安排专职养护人员洒水养护，养护周期不得少于14 天。确保墩柱砼表面处于湿润状态，当实验试块抗压强度达到2.5Mpa 后，施工人员拆除模板。对施工缝凿毛处理后，施工人员照例该工艺继续进行后面的施工。

通常采用塑料薄膜覆盖表面、洒水自然养护等方式对混凝土进行养护，要注意确保墩柱混凝土表面有充足的水和塑料薄膜完整覆盖。

2.6 模板吊装方法

先拆下第一层外模支撑，再松开拉杆，最后拆下外围带。吊装机械为塔吊，在拆除一层模板后，并将其吊装至三层混凝土的顶部。模板清洗完毕、涂油后，拼装形成第四节模板，然后按此流程继续拆除第二层模板，吊至第四层以拼装成第五节，保留第三层模板不被拆除用作支撑。运用该流程一步一步进行施工，直到到达主体的高度。

2.7 模板拆卸

桥墩施工完成后，留三段模板进行最后的施工，首先拆除第一段，之后对中间段进行拆除，然后拆除最后一段。相关步骤为：第一、拆除安全防护网栏杆及脚手架；第二、拆除操作平台及模板支撑；第三、拆除圈套锁和连接螺栓；第四、拆除钢管和钢模板。

2.8 翻转模板施工工艺流程

翻转模板施工工艺流程图见图2 所示。

图2 翻模施工工艺流程图

3 相关注意事项

翻模施工时，不允许技术员、施工员、安全员等一切人员在下雨天和下雪天高空工作。在强风天气时，严禁人员进行模板翻转施工。如果当地气候出现强风、暴雨、大雪等极端恶劣天气，必须在安装或拆除模板后及时建造缆风绳进行固定，从而避免模板振动和移动。施工前，有必要根据墩身的高度计算出第一段浇筑的高度，另外不允许对模板各部分的拼装随意进行调整。对于施工现场，全体施工人员应听从专职人员的指挥并统一采取行动。提升模板时，不允许超载，驾驶员应遵守索具的信号指令。在抬起和卸下模板之前，施工人员必须仔细检查每个螺栓、拉杆、工作平台支架和每个拼接接头。在拆除模板的阶段，应将警告区域标记在施工明显处，不允许非操作人员进入。所有施工人员进入施工现场时，必须正确佩戴安全防护用具。模板施工人员的安全带应固定在牢固的地方。地面施工人员应尽可能避免在桥墩下方附近逗留或通过。常用工具应绑在施工人员身上，不允许用手扔工具，以免人员受到伤害。不允许将工具、施工材料随意放置，如果发现放置不当的时候，必须及时清理，以免造成工具、施工材料丢失和工程事故。当施工人员身体不适时，不要参与工作，防止意外发生。

4 结论

模板生产和周转过程的控制是本项目在模板翻转施工中的重点。与以往传统的施工方法相比，通过采用梯笼简化了繁琐的脚手架组装，不仅节约了大量的材料成本和工时成本，而且加快了工程施工进度。对高桥墩施工的安全和质量不仅提供了有效保障，并提供了可靠的实践经验。