桥梁高大混凝土模板工程施工技术要点分析

2021-06-12张智勇

运输经理世界 2021年23期

张智勇

（赣州市公路发展中心直属分中心，江西赣州341000）

0 引言

在桥梁项目建设过程中，高大混凝土模板工程技术作为一种常用的技术，工艺特点比较显著，施工效率高，为桥梁工程项目的开展奠定了良好的基础。此文对高大混凝土模板工程技术的实践过程进行了研究，了解技术的主要操作方式，对后续桥梁工程项目的开展将起到一定的帮助作用。

1 工程概况

某工程项目建设的桥梁项目是绕城高速，主要采用的是普通钢筋混凝土连续箱梁结构，下部则采用圆柱墩下设钻孔灌注桩的形式，桥台结构为重力式桥台，该桥梁项目的总长度为916.18m，宽度为10.5m，总计布置有13 条伸缩缝。

2 桥梁混凝土的主要破坏机理

在河流水环境中，水下的钢筋混凝土结构发生损坏的主要表现是混凝土钢筋被腐蚀。伴随着桥梁的使用过程，水下钢筋混凝土会发生严重的腐蚀问题，极大影响了桥梁的结构性能。我国东部沿海地带内的港口、码头受到海水侵蚀的现象非常严重，其中水位变化地带的结构损毁最为严重。大气环境中的钢筋混凝土，会受到氯盐的雾气作用而发生腐蚀。钢筋混凝土的性能之所以优越，主要是因为混凝土结构可以达到保护钢筋的效果，但如果混凝土结构遭到破坏，就会导致钢筋失去保护作用而被腐蚀。混凝土材料的抗压性能较好，但如果厚度无法满足要求，钢筋就会因为被腐蚀而膨胀，钢筋表面锈蚀层比较薄的情况，还下会导致混凝土沿着钢筋结构发生开裂。随着时间的推移，裂缝宽度会不断增加，混凝土黏结性能也会降低，出现结构变形，进而发生病害问题。混凝土出现钢筋被腐蚀的情况，主要分为局部腐蚀和全部腐蚀，如果损失率超出规定标准，就会导致结构部件发生损坏。应力条件下，钢筋一旦发生腐蚀就会突然断裂。应力的存在，会让钢筋表面出现微裂纹，腐蚀裂纹会逐步出现，进而导致断裂。在混凝土的拌和制作阶段，如果加入的水量过多，水就会以游离的形式进入毛细孔内，水泥水化后会产生凝胶孔，容易带入空气而诱发钢筋的锈蚀问题。此外，混凝土结构因为受到反复冻融的作用而致使其裂缝不断扩大，碱骨料中的碱与某些活性骨料因发生化学反应而发生膨胀开裂的问题。不同的骨料形式发生的骨料膨胀开裂也不同，所以病害变化的形式有差异[1]。

3 施工计划

3.1 施工部署

在项目施工中，因为施工单位在现场应用的是反梁和局部正梁的施工方式，且梁体结构内配筋使用量巨大，所以导致结构自重比较大，对结构的荷载产生了不利影响。在该项目的实施环节，反梁结构的变形高度较大，所以项目施工的难度也相对较高。因此，在现场施工环节，为了保证工程的质量符合要求，需要加强现场控制，通常会选择应用两次浇筑的方式进行处理，以达到施工要求。在混凝土浇筑施工阶段，必须做好框架钢筋结构的处理，保证其结构性能完全合格。此外，在对不同楼层结构的施工环节，应根据需要选择合适的处理方式，消除各种负面因素带来的影响，从而提高施工的质量、水平，保证结构的强度与刚性符合要求，以达到工程的技术标准要求。

3.2 材料与设备投入

按照该项目的施工要求，主要应用到的施工材料为木方、钢板、厚胶合板模板等。现场需要准备各种施工材料和机械设备，并保证各项设备与工具的运行效果，确保现场施工的顺利进行。

4 施工工艺

4.1 地基处理

应对现场的施工结构进行必要的分层、夯实处理，达到计算标准要求，并做好现场验收和管理工作，现场还要有排水性能合格的排水沟，以满足施工要求。

4.2 主要搭设方法

4.2.1 梁模板支撑的搭设方法

梁模板底板及侧模，采用的是普通胶合板材料，内部设置有4 道龙骨，应用的是双钢管形式；外龙骨间距设定为500mm，应用的也是双钢管形式。同时，设置了3 道螺栓，间隔距离符合要求，支撑结构的合理设置，保证了结构的整体性能。根据施工要求布置各个结构部分，尺寸精度和型号符合现场施工标准[2]。

4.2.2 结构板模板支撑的搭设方法

根据设计方案的要求，板底部位使用的是木方龙骨，间隔距离设定为300mm，木方尺寸为50mm×100mm。按照要求进行脚手架搭设，并使其满足施工要求，稳固性、安全性达标，确保不会引发安全事故。

4.3 斗梁底模板起拱要求

在设置梁体结构的起拱高度时，应该综合分析地基沉降、架体变形、结构弹性变形等要素，综合分析技术标准和规范，再考虑该工程的大跨度梁混凝土起拱高度设计0.2%起拱，即：30000×0.2%=60mm

4.4 检查验收

应对模板支撑结构进行检查和验收。模板支撑部分的主要施工材料是钢管、扣件、托撑、木方、对拉螺栓、模板等，应对每个部分的材料质量进行检测，并做好现场验收，记录相关数据。

5 模板安装

5.1 模板选型及制作

模板安装应遵循如下要点：底模采用厚度为18mm 的竹胶板，主龙骨结构应用的是工字钢材料，以达到稳定性要求；芯模采用厚度为15mm 的竹胶板拼接而成，应用方木制作加劲肋，间隔60cm 就要布置钢管，然后用铁钉将竹胶板固定；为了保证工作人员进行拆模处理，应在顶板底模处预设一个开口。

5.2 构造要求

在安装环节，模板及支架结构都要被安装到预防倾覆的临时固定结构上。为了避免支架立杆顶部表面出现倾斜，或者在支设立杆时出现倾斜，应选择合适的方式进行预防，保证支架结构达到稳定的标准，底部结构上还应该设置防滑结构。在模板背面，应该设置主肋和次肋，并将其作为主要的结构支撑部分，确保刚度性能合格。此外，还应根据需要确定荷载技术参数，确定合适的间距参数，以使得结构的性能参数合格。根据配模尺寸、形式及特性，进行模板的配板处理。在配板阶段，应该使用规格和尺寸相对较大的模板来制作主板，其他规格的模板作为补充材料。配板工作结束后，应确定板缝是以规则形式存在的，不可发生混乱。应用螺栓和拉紧进行固定，然后根据需要在模板上钻孔，保证钻过的模板可以被多次使用，不会对结构性能产生影响[3]。

5.3 箱梁底板及侧模安装

模板制作完成后，应进行模板尺寸的检测，使接缝位置达到密封性要求，拆装阶段不会发生变形。在明显位置上进行编号，按照顺序分节存储。为了使得接缝达到严密性要求，进行接缝两侧连接件的试拼即可，然后应用电焊或扩孔进行处理。在模板安装过程中，需要对接缝部位进行检查，保证缝隙量不超过2mm，可用胶带做好缝隙的密封及粘贴处理，同时还要在模板的表面涂刷一层脱模剂，以达到使用要求。

在箱梁底板以侧模板的安装阶段，施工工艺流程如下：先进行底板安装，再安装侧模板，然后进行钢筋绑扎作业，最后安装内模板。以构件作为核心，逐步向两侧进行施工，沿着桥梁的方向设置和施工。在模板铺设施工阶段，要保证底板线形顺直，间隔2m 后根据轴坐标和设计标准进行检查。在模板投入使用前，必须做好外观质量的检测工作，确保没有出线裂纹等问题。而后，应在模板表面涂抹脱模剂，且在安装前要做好接缝部位的处理，可以使用双面胶带进行密封处理，防止漏浆。在模板安装环节，可应用汽车吊进行安装，并通过定位线进行控制，分段连接形成整体结构。在起吊环节，不能触碰到其他的设备，避免模板变形。混凝土浇筑环节，应组织专人做好现场监督与管理工作。

5.3.1 底模安装前，必须先完成支座的安装。应结合每个断面设置拱度尺寸、铺设底模结构，保证底模和支座预埋钢板的接缝部位达到严密性的标准，防止漏浆。

5.3.2 侧模安装阶段，应用方木把所有节段部分连接成整体结构，保证海绵条垫把侧模和底模连接成整体结构，各个部分应用密封胶带进行密封处理。因为外模结构的宽度大、稳定性好、高度低，所以下部需要设置限位块，防止发生侧移。

5.4 箱梁内模安装

箱梁内模安装环节，可采用木材与竹胶板，保证材料的截面尺寸符合要求，达到8cm×8cm，并确定木材间距为35cm。想确保施工顺利进行，做好内模加工、处理工作极为重要。腹板内膜安装前，应将底板表面清理干净，腹板内模应用φ48×3.0 的钢管进行支撑固定，这种材料可以避免胀模、变形的问题发生。

顶板内模安装之前，应先进行内部竖向支撑木的设置，横向间隔距离为60cm，纵向间隔距离为100cm。立模顶支架的部位上需要设置横向垫木结构，其纵向间隔距离为100cm，上部则使用纵向垫木结构，间距为30cm，然后再铺设一层板材。应用硬木撑将竖向方柱方木进行固定，形成整体结构。

在现场施工中，为了将内模从浇筑好的箱梁内取出，需要在间隔一跨的箱梁顶板预留人孔，保证人员可以自由进出，同时还应预留钢筋结构、焊接钢筋结构并浇筑混凝土进行封闭[4]。

6 高大混凝土模板工程建设和支撑体系问题

6.1 支撑体系技术

在我国的建筑工程中，对于支撑体系的应用和研究时间比较短。最初，人们应用木头或竹子制作支撑结构，随着现代建筑工程不断发展，支撑体系也发生了很大的变化，人们开始使用钢管结构，因为其搭设方便、操作简单且成本低，还能被反复利用，所以被大量应用到实践中。

6.2 混凝土结构与高支撑模板体系共同作用过程

在施工中，必须对混凝土结构进行养护管理，一旦混凝土结构凝固不充分，就容易导致工程事故。所以，在混凝土浇筑环节，既要做好模板结构的固定处理，又要做好外部支撑结构体系的设置，在确定混凝土结构强度合格后，才能进行拆模施工，但是不拆除支撑结构体系，以确保项目施工可以顺利进行。在支撑体系设置中，支撑和模板结构的空间必须是对应的，使得模板和支撑系统形成整体，可以承载整个结构，同时也能够保证施工的顺利开展。

6.3 混凝土结构与高支撑模板体系共同作用模型分析

6.3.1 简化分析模型。在模型设计中，尽量简化施工数据，设计的目标是模板与支撑柱，应保证各个模板结构层的弯度与支撑柱结构的承载性能相同，荷载处理时应用支撑反作用力进行处理。

6.3.2 精细分析模型。针对此类模型，要考虑到各方面的因素，先观察现场情况，再进行模板和支撑柱的对比分析，结合具体的情况进行放置，做好不同荷载的检测工作，保证数据精度达到合格。

7 施工质量安全保证措施

7.1 质量保障措施

在施工现场，质量保障措施主要涉及以下几方面：

一是做好高支模的材料质量检查，保证结构强度及性能合格。

二是保现场周边有必要的排水设施，且排水效果符合要求。

三是确保各个模板结构的尺寸合格，保证结构的垂直度与水平度之间的偏差处于合理的范围内，完全符合验收标准。

7.2 安全保证措施

因为高大模板支撑结构的现场施工难度、复杂性较高，容易引发安全事故，因此，需要加强安全保护管理，确保施工人员的生命安全，同时也能够提高施工质量。在高大模板支撑体系的作业现场，必须有安全施工措施，可以设置工作梯、低压照明系统等装置。在具体的施工中，主要的安全问题就是高空坠落及坍塌，所以要选择合适的预防处理措施，做好现场管理和控制，明确人员的安全管理责任，杜绝超载运行，还要禁止放置其他危险物品，保证作业人员的安全[5]。

7.3 高支撑变形监测

对高大模板支撑体系的跨度是比较大的，在检查施工环节，做好变形量的严密监控和管理是非常重要的。要重点关注支架结构的沉降或位移，可应用水准仪对参数进行随时监测和控制，且分别在支撑杆上设置观测点，沿着建筑物的纵向方向间隔10～15m 进行监测，每个监测面要设置2 个支架水平位移监测点、3个支架沉降观测点，所有仪器要达到精度要求。浇筑混凝土时要做好控制，并在浇筑结束后的12h 内进行监测，每间隔1～2h 一次，监测频率为20～30min/次。