无支架翻模技术在公路桥梁薄壁墩施工中的应用

2021-07-13徐晨辉周冬冬

运输经理世界 2021年35期

关键词：钢管合格模板

徐晨辉、周冬冬

（南昌公路桥梁工程有限公司，江西南昌 330006）

0 引言

无支架翻模技术在薄壁空心墩施工环节，技术优越性高，且施工具备科学性、合理性。较之传统支架方式，速度快、效率高、性能好，应用到公路、铁路桥梁薄壁墩、高塔柱等混凝土浇筑施工中，可以满足公路桥梁的运行需要，实现总体水平的全面提升。

1 技术特点与使用范围

其一，墩身结构采用分段成型的方式，施工时墩身不会发生扭转、偏心的问题，同时操作阶段可以随时纠正偏差问题。其二，薄壁墩无支架翻模施工时，可以应用50～60m 塔吊垂直施工，2～4 个墩同时作业，有效的降低项目成本，还能提高施工速度，确保工程运行的安全性、稳定性。其三，翻模的表面布置悬吊作业平台，能够方便施工作业；模板应用整体的大块钢模板，接缝数量较少，表面达到平整度的标准；浇筑形成后的混凝土表面光洁，错台数量较少，结构尺寸达到精度的要求；模板加固环节，应用横向拉杆进行，操作简单、运行好。其四，经济环保。现场不需要设置脚手架，节约人力与财力，占据空间小，施工效果良好[1]。无支架翻模法可以应用到公路、铁路桥梁薄壁墩等工程中。

2 工艺原理

无支架翻模法需要使用前一级浇筑结束的桥墩部位作为承载主体结构，利用模板作为载体建设工作平台，随着桥墩施工逐步的升高，工作平台与模板结构会采用整体下移的方式。翻模一般包含2～3 个节段组合模板施工，设置支架与工作平台，安装塔式吊装机，将组合形成成套的模具。在现场的施工环节，墩身基顶的部位需要设置第一节模板，然后再支立一层模板。如果第二节混凝土强度为3MPa，则第一节强度达到10MPa，将第一节模板拆除。每一节翻模包含内外模板、围带、拉杆、工作平台等。外模板主要是包含主板、侧板、调整板的三种形式，内模板主要是主板、侧板、角模板、调整板等四种。每一节的模板高度尺寸为2.0～4.5m，宽度尺寸要结合现场的情况做出分析和控制，保证结构的尺寸符合要求。另外，模板应用螺栓连接，通过槽钢作为围带设置，内外围需要使用φ18mm 的圆钢拉杆形成整体结构。拉杆的外部应用塑料管包裹处理，保护结构，可以反复使用。

每一层的模板内外都需要布置施工作业平台，平台制作时，按照每层、每块模板进行制作，平台与外模板连接后形成整体，平台和扶手均由直径28mm 的圆钢焊接作为支架，周边需要设置防护栏，外侧以及底部均需安装安全网，使结构的性能合格。现场作业平台要布置厚度为5cm 的木板或者竹架板，工作人员可以随时移动，且可以放置随手工具[2]。内部的作业平台要通过内外模板与横拉杆达到稳定的标准，进行钢管支架搭设施工，并且表面铺设模板或者竹架板后，铺设一层2mm 厚度的钢板，工作人员可以随意走动。

3 工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

做好施工准备工作，开展测量放线工作，进行模板试拼装、钢筋绑扎，制作钢筋螺纹，完成绑扎，制作作业平台、外模板，对模板表面进行抛光、涂抹脱模剂，模板组装与调试，合格后开始第一层浇筑施工，强度合格后拆除栏杆与平台，养生合格后开始第二段的施工，需要强调的是，第一层设置安全网的结构，才能开始下一层结构的施工。

3.2 操作要点

3.2.1 模板施工

（1）立模准备

需要进行测量放线，对准基线中心，立模边线外侧进行找平处理，且通过水准仪进行挂线处理，砂浆完成硬化之后，逐步在线路中心向两侧展开设置。

（2）模板安装

应用起重机完成模板安装作业，人工辅助施工。外模板安装工作结束后，即可进行内部模板的安装，应用螺栓连接处理，螺杆、围带进行连接。在模板制作结束后，及时进行现场的安装控制，如果发现标准不统一，应该设置安全爬梯，安装安全网，保证内外平台符合运行的要求。

（3）立模检查

第一节模板安装工作完成之后，通过水准仪、全站仪进行顶部标高和墩身的检查，保证符合设计要求才能继续开展项目施工。混凝土浇筑环节，必须进行现场管理，组织人员看护和检查，达到运行的要求。

（4）模板的除锈与涂油

浇筑环节做好模板的防护管理，且表面除锈，涂刷一层机油，环境温度较低的情况下，机油中加入适量的柴油，按照机油与柴油7∶3 的配置要求[3]。

（5）模板爬升作业

使用手拉葫芦进行第一节钢模板的安装施工，将内部模板进行拉杆松懈，第一节模板操作卸载，吊至安全场地，再应用起重机吊装，做好表面的清理，涂抹脱模剂，根据放线测量后进行施工控制，反复作业，直至全部完成。

（6）纠偏

每一节模板安装中，应用0.5～1m 薄板填充缝隙，达到密封性的要求。

（7）模板的拆除

现场施工至墩顶的部位后，需要设置1 或者2 个模板节段，如果墩身强度达到10MPa，即可拆除模板。为了保证拆除作业可以有序的展开，墩顶埋设吊装环，再应用手拉葫芦拆除，以保证运输效果合格。

3.2.2 安全爬梯施工

（1）预埋件的设置

为使无支架施工的效果合格，人员可以正常的进出，墩身的正面部位，楼梯转角部位上预留100mm 的空洞，以便于在搭设爬梯时能够方便穿越固定配件。

（2）爬梯的制作与安装

墩身从底部开始进行正面搭设钢架结构，根据预留孔内拉杆固定，达到整体性要求。

3.2.3 钢筋加工与安装

一是钢筋根据不同型号、规格以及不同厂家进行分别验收与存放，切勿混合存放，并且有明显的标记。二是钢筋表面清理处理，达到洁净度的要求，且冷弯率控制在2%以内。三是受力主筋和末端弯钩都要达到标准要求，不会影响工程的质量。四是纵向钢筋应用墩粗直螺纹套筒连接的方式，应符合目前工程标准和规范的要求，做好现场检测作业。五是严格控制受力钢筋焊接，达到运行的标准，做好接头的质量控制，同一个断面上钢筋接头的数量不超过50%。钢筋连接部位的保护层厚度达到要求，在20mm 以上，且连接件的间距控制在15mm 以上[4]。

3.2.4 混凝土施工

（1）混凝土原材料

严格执行设计方案的要求，保证材料的各个方面性能合格，必须经过检验符合要求，以达到工程的标准。

（2）混凝土配合比

配合比必须严格控制，执行设计方案的要求，且施工各项材料都进行质量和性能的检查，满足和易性、凝结速度的要求，制作出符合强度、耐久性等标准要求的材料。

（3）混凝土拌和

在工程中选择使用强制式拌和设备，使混凝土达到均匀、颜色一致的效果，且不会发生离析、沁水的问题。在卸料的环节，从卸料流的1/4～3/4 的部位进行试样检测，确保坍落度符合要求，两次检测的误差控制在0.8%以内，单位体积的混凝土骨料含量偏差控制在5%以内。拌和完毕后，保证15min 使用完毕。

（4）混凝土运输

在运输阶段，必须满足浇筑速度的要求，保证连续性合格，确保浇筑均匀性，不会发生坍落度不合格的情况。

（5）混凝土浇筑

在内外模板需要设置溜槽，混凝土应用半自动料斗，利用溜槽或者人工入模的操作方式。混凝土浇筑施工采用水平分层灌注，插入振捣棒的方式振捣处理，保证插点符合均匀、全面的要求，并依次进行振捣施工，移动间距控制在振捣棒直径的1.5 倍以内[5]。浇筑阶段，由专人随时检查和监督。

（6）第一节混凝土强度

第一节强度达到10MPa 后，达到混凝土凿毛要求，为后续的墩身施工连接效果合格提供基础。

（7）混凝土养护

在每一节的混凝土养护施工后，需要在表面包裹一层土工布以避免受到暴晒的情况，合理洒水保湿处理，养护7～10d 即可。

4 施工质量控制措施

4.1 地基处理

翻模结构的荷载都是在地下，所以地基处理的效果会给整个支撑结构体系稳定性产生影响。如果地质条件无法满足要求，需要使用钻孔灌注桩的形式；地质条件较好的应用CFG 桩、扩大基础等。根据现场的情况确定选择合适的桩体形式，在现场施工前勘查确定，选择最佳的桩体形式以保证结构的性能合格。此外，还要综合分析现场的经济性、质量水平，以达到总体性能的标准要求。

4.2 承台与钢管柱连接

钢管柱是将地基和桥梁连接的重要部分，上部荷载直接经过钢管柱传输到地下空间中，所以钢管柱和下部临时支撑台的稳定性尤为重要。为了使钢管柱和承台连接符合运行的要求，承台和钢管柱都应用预埋钢板的作业方式，保证连接效果符合要求。

一是综合分析承台的受压面积，选择符合要求的钢板材料，以达到上部荷载的分散性效果。因为钢板面积较大，对于后续的振捣施工产生影响，临时支承台预埋钢板中间部位要设置振捣孔，防止发生振捣不合格而引发质量问题。严格控制振捣孔尺寸，必须保证振捣效果达标，防止发生质量问题。根据这些要求，确定合适的振捣棒的直径与钢筋网片间距，保证振捣效果合格。振捣棒通常直径控制在5cm 左右。

二是将临时承台和钢管柱的底部钢板进行连接。如果条件允许，利用螺栓进行连接，保证焊接操作更加的方便、快捷，为后续的拆卸施工提供基础。如果现场条件不能使用螺栓连接，则要应用焊接的方式连接，比如两侧钢管柱作为承台结构，结构尺寸合格，预埋钢筋尺寸较小的情况下，不能布置螺栓。

4.3 钢管柱加固措施

钢管柱应该和下部结构有效连接，还要做好加固处理，确保稳定性合格，不会发生倾倒、歪斜或者不均匀的问题。其一，为了使钢管柱的总体性能合格，在钢管柱上设置横向支撑，形成整体结构，一般会采用工字钢、槽钢等作为连接材料，加强焊接质量控制。其二，严格落实现场管理和控制，加强钢管柱加固处理。在两侧设置的钢管柱是永久承台，和墩身的距离较小，需要在墩身部位上埋设钢板，通过钢管柱布置槽钢等材料进行稳定的连接，形成整体的结构，一般是焊接连接，达到稳固性标准。

4.4 砂箱设置

为了保证拆卸可以顺利的进行，钢管柱顶部要布置砂箱，两者采取焊接方式连接。砂箱下部需要使用钢管柱等材料制作，内部需要填充必要的砂子，并且做好封堵处理，要布置两侧开启孔，保证施工结束后及时将砂子放出，保证其可以自由下落，符合拆卸的标准。开启孔需要在内部焊接螺母，螺栓应该选择稍大的，在拆卸的环节，把螺栓松开后直接放出砂子。砂箱设置结束后，及时进行检查，保证结构的性能合格，满足运行的标准。

4.5 标高控制

翻模结构的设置极为重要，在上部应用顶托开展轻微调节，但不同的是，其不具备任何顶托结构的微调部件，所以标高必须达到精度的要求。因此，现场施工作业前，应该做好各个结构尺寸的分析和检测，防止出现误差；为了保证尺寸精度合格，应该做好各个尺寸的分析和控制，现场测量预埋钢板的标高再进行精准下料。翻模结构安装之后应该做好预压处理，预压之后可以获取非弹性变形、弹性变形以及预拱度的设置要求，最终可以符合梁底标高的要求，这时可以通过顶部方木和底模模板调节厚度尺寸，达到标高尺寸精度的要求，为工程的质量提升打下基础。

4.6 高墩翻模施工注意事项

一是严格执行施工方案的要求。在项目开始施工前，对每个施工细节展开分析，做好人员培训和教育，全面提升人员的总体水平，并且做好机械设备的保养和检查，确保处于最佳的运行状态；落实现场安全检查和监督，消除任何安全隐患因素。

二是拆除模板前，需要将拉杆抽出，并且至少使用2 根倒链拆除模板，通过塔吊联合使用，挂好钢丝绳，要将模板和相邻螺栓全部拆除，缓慢松开倒链，直到模板能够起吊离开墩身，以此方法逐一拆除模板。拆模环节，工作人员必须佩戴足够的安全设施，将安全带挂到钢模板上。模板吊装与拆卸的现场必须由专人指挥，不能触碰到任何钢筋、翻模结构等，保证人员的生命安全；高空作业的过程中，应该有足够的安全设施，且有人员指挥，以免产生任何的坠落伤害，达到安全性的要求。

三是炎热的天气条件下浇筑混凝土，必须加强入模温度与初凝时间的控制；如果遭遇雷雨天气、6 级以上大风天气停止机械作业施工，将人员撤离现场，以免因为高空坠落等而导致安全事故。

四是严格执行安全操作规范和专项的技术标准。翻转模板的外侧平台必须符合安全性要求，且要安装高度为1.2m 的防护栏杆，同时还要设置0.35m 的水平横杆；在现场设置安全网，禁止在模板表面堆放重物，容易发生滑落的物体必须进行固定处理。在现场应该做好预留孔洞的覆盖处理，且没有杂质进入到内部，以免影响结构的性能；转角部位做好防护，以达到现场安全性要求。