高墩翻模施工工艺及质量控制

2021-04-10

工程技术研究 2021年2期

苏州建设交通高等职业技术学校，江苏苏州 215000

1 工程概况

三淅高速庙沟特大桥位于河南省卢氏县横涧乡境内，该桥按上、下行分离式两幅桥设计，上部结构采用30m、40m预应力混凝土T梁，下部结构根据桥梁跨径及墩高分为双圆柱墩和薄壁墩。庙沟特大桥全桥共93个墩台，其中墩高在35m以上的有25个，为薄壁墩，最高的薄壁墩为55m，墩身水平断面尺寸为6.5m×2.4m。考虑技术经济合理性，该桥薄壁墩采用翻模法施工。

2 工艺原理

翻模法是一种自下而上将模板逐层上翻循环施工的方法。施工设备是由模板系统、作业平台、提升系统、安全爬梯、养护系统组合而成。模板系统由三层模板组成一个单元，当浇筑完下面两层模板的混凝土时，将下面两层模板拆除翻升至第三层模板进行施工，依次循环向上，直至墩身施工完毕。提升系统为QZT50塔式起重机和手拉葫芦相互配合使用，完成钢筋吊装、模板翻升和施工机具材料提升等垂直运输作业。同时，钢筋工程、模板工程、混凝土工程、测量定位、高程控制等工作不间断作业，直至施工达到设计高度。

3 墩身模板设计与制作

墩身模板采用整体式钢模板，模板制作加工时，特殊端角与其四边的模板要连接拼装为整体。模板厚6mm，横肋采用[16槽钢，竖肋采用[8槽钢，横肋间距为40cm，竖肋间距为32cm。每块模板通过φ20mm圆钢连接拉杆，每块模板设置两排，顺桥向每排布置4根，横桥向每排布置2根，端角四周采用φ30mm圆钢拉杆并用双螺帽固定。作业平台采用∠75mm×75mm×5mm的角钢焊接成三角托架并焊接在模板横肋上，上铺5cm厚木板作为施工行走平台并安装高度为1m的φ16mm护栏，护栏周围设置安全网。

因墩身高度较高，在综合考虑施工时间、施工机具材料和施工缝数量的基础上来选定模板高度，最终确定模板分为3节，每节高度为2m，由4块整体式大块钢模板拼装而成。施工时每次使用混凝土浇筑2节模板的高度，即每次翻2节模板，浇筑4m高的混凝土。

4 施工工艺

4.1 工艺流程

施工时，首先做好准备工作并对承台进行凿毛，在精准测量放样的基础上绑扎第一节钢筋并安装模板、浇筑混凝土（混凝土达到拆模强度后，拆除第一节模板并作为第三节模板循环使用）。然后绑扎第二节钢筋，安装第三节模板并浇筑第二节混凝土，浇筑完毕后进行墩身翻模施工，如此循环施工并及时对浇筑混凝土进行喷淋养护。

高墩第一、二节混凝土“起步节”是比较关键的控制环节。“起步节”平面位置的精度、垂直度、模板顶部的水平度等直接影响其他节的精度、施工进度及整个墩身的垂直度控制。后续各项工作循环进行直至墩顶，其间穿插拆模、翻模、混凝土养护等工作，故文章以第一、二节施工为重点说明施工过程的工艺特点及注意事项。

4.2 主要工艺

（1）钢筋绑扎。墩身钢筋采用直螺纹套筒连接。在施工承台预埋墩身钢筋时，必须测量精确放样严格控制钢筋位置，并采用型钢定位确保承台浇筑混凝土时预埋筋位置不发生偏移。

为方便现场施工作业，考虑作业人员身高和原材料长度，提前确定钢筋下料长度为4.5m。根据规范要求同一连接区段钢筋接头不超过50%，在预埋墩身钢筋时将相邻接头错开1.2m，以后节钢筋均按照4.5m下料。

（2）模板安装。初次设立墩身模板进行测量定位时，采用平面坐标法（与导线联测）准确测量出墩身四角的平面位置，确定模板边线，运用三角高程法测量出承台顶面高程。为了方便底节模板在混凝土浇筑完成后能顺利拆除，底节模板安装前应在模板底部边线外部砌筑一层厚约10cm的砂浆平台。

施工前应对模板进行打磨除锈、清洗处理，并涂刷脱模剂。模板安装作业采用塔式起重机和人工配合的方式，安装全程由专人指挥，确保施工安全。模板的固定和调整通过拉杆和两层模板之间的连接螺栓实现。模板安装完成后采用垂球复核垂直度，模板拼缝处用密封条封堵，如有错台则及时调整。

（3）混凝土浇筑。混凝土用泵送入模，塔式起重机提吊斗做备用方案。浇筑前应对混凝土接触面做凿毛处理。通过测设墩身中心线和临时水准点确定墩底标高，并采用高强砂浆对模板周边进行找平、塞缝处理。

混凝土采用商品混凝土并严格控制配合比，混凝土搅拌运输车运送至墩位，泵送混凝土入模，局部找平采用塔式起重机吊送料斗旋转至施工部位卸料。

墩身混凝土浇筑应提前制订施工方案并认真交底，采用分层浇筑、分层振捣，每层厚度为30cm，并应确保混凝土连续浇筑、混凝土浇捣质量和外观效果。在浇筑墩身混凝土时，应从四边均衡下料，以防止施工荷载出现过大偏压，造成模板系统偏斜。

（4）模板拆除。如何安全、顺利地拆除模板是模板拆除作业的重中之重。施工操作人员应配好安全带并站立于作业平台上，利用手拉葫芦将底部要拆除的模板连接在上面一节模板横肋处并拉紧，解除各对拉螺栓和部分上下节模板连接螺栓（保留3～5颗螺栓并拧松），采用绳索或小型倒链套在螺栓孔内往外轻拉模板。当模板下面稍有松动时，施工操作人员返回上节模板作业平台内，将要拆除的模板连接在塔式起重机吊装钢丝绳上，在塔式起重机和和手拉葫芦的配合下，拆除保留的上下节模板连接螺栓，使下节模板完全脱离混凝土墩身，在塔式起重机收紧钢丝绳后，解除手拉葫芦，由塔式起重机吊至指定位置。

（5）模板翻升。翻模时，保留已浇筑完成节最上面一节模板作为持力部分，然后将下层模板逐一拆除。利用起重吊装机械将除锈打磨、涂刷完毕的模板吊装放置于顶层模板相应的平面位置，将模板与周围模板对拉或用螺栓连接。

（6）混凝土养护。为了在保证墩身实体质量的同时，坚持经济、适用、简便的原则，应采用高墩翻模混凝土喷淋养生的施工工艺。该工艺采用自动喷淋养护系统，由高扬程水泵、手拉葫芦、喷淋水管、钢筋骨架、土工布及塑料布组成。

山区风沙较大，普通养护方法不能使土工布与墩身紧密贴合，保水效果不理想，而且易造成土工布破损，影响循环使用。为保证养护期间混凝土表面湿润，采用土工布包裹墩身且配合喷淋养生，将土工布、塑料布和喷淋养生水管固定在钢筋骨架上等优化措施，使之形成整体式养生装置，模板拆模以后利用手拉葫芦随墩身升高，使混凝土始终处于保水养生状态。

5 质量控制要点

5.1 墩身线形控制

在高墩施工中，墩身线形控制极为关键。每段墩身施工采用施工前后复核和过程中控制调整相结合的措施，从而确保墩身整体垂直度。施工前后复核是指利用高精度全站仪立模前放样、立模后复核；过程中控制调整是指利用垂球在立模过程中随时校核、及时调整。

5.2 风力、机械振动和施工偏载

随着施工高度的增加，风荷载、机械振动和施工偏载会对墩身轴线造成影响。针对此特点，应增加模板刚度，以提高模板系统受力强度和整体稳定性；在浇筑墩身混凝土时，混凝土应对称均衡布料浇筑，防止施工荷载失衡，对模板支撑系统造成偏压失稳，进而造成模板系统倾斜。

5.3 分节施工接缝处理

翻模施工模板拼装次数多、分层多、施工接缝明显且模板自身稍有误差，都容易导致错台、漏浆等现象。针对以上问题，要求日常施工时注意模板保护工作，严禁碰撞致其变形；模板拼接时用双面胶等粘贴封堵缝隙，每层混凝土浇筑至与模板平齐，做到施工缝与模板缝重合；同时应对已完成施工的混凝土表面进行凿毛，加强上下两层混凝土面的紧密结合。