桥墩定型钢模与翻模施工工艺

孙少锋SUN Shao-feng

（中铁十七局集团第二工程有限公司，西安710043）

1 概述

桥梁墩柱柱是桥梁施工关键控制节点之一，墩柱施工工艺的选择是决定桥墩节点控制的关键因素。近年来，墩柱施工较为常用的工艺是定型钢模与翻模，两种工艺各自有鲜明的优缺点与可取性。工艺选取时，根据墩柱的平面尺寸、高度以及现场施工条件，同时结合两种工艺之别以及实施的可操作性，合理科学的选择施工工艺进行施工，对墩柱的顺利完成起着决定性作用。

2 工程概况

王家湾大桥起讫里程为DK265+803.13 ～DK266+157.15，全长354.02m，中心里程为DK265+980.14.本桥上跨一鱼塘，宽约50m，水深约5m；底部有淤泥，厚约1.5～2.5m。该桥1#、7#、8#墩为圆端形实体桥墩3 个，坡比为50:1；2～6#墩为圆端形空心桥墩6 个，其中2#墩墩高为33m、4# 墩墩高为38m、5# 墩墩高为37m 坡比均为30:1（外）/80:1（内），3#墩墩高为36m、6#墩墩高为26.5m、坡比均为35:1（外）/80:1（内），桥台均为矩形桥台。桥梁上部连续箱梁采用挂篮悬臂浇筑法施工，以3 联32+48+32m 连续梁相接。

昆独龙川特大桥起讫里程为DK195+826.24～DK204+293.93，全长8.468km，中心里程为DK200+060.08。在DK202+268.14 处跨越昆独龙川，川宽约1300m，流域面积F=145.09km2，流域长度L=18.97km，流域坡度I=9.1‰，设计流量为3363m3/s；在DK201+100、DK201+118 处跨既有包神铁路，；在DK201+436.5 处跨刘铜公路，在DK203+200 处跨在建机场快速路，线路与规划机场快速路斜交。该桥共有桥台2 座、圆端型桥墩243 个，其中直坡空心墩29 个，坡比55：1（外）/80：1（内）空心墩38 个，坡比35:1（外）/60:1（内）空心墩42 个，坡比30:1（外）～80:1（内）空心桥墩32 个，坡比35:1（外）/80:1（内）空心桥墩6 个。

3 施工工艺

3.1 定型钢模施工工艺

3.1.1 工艺简介

定型钢模是平原特大桥、高原特大桥等群性桥墩构筑物现浇竖向钢筋混凝土结构的一项较为先进施工工艺，它是在构筑物的基础上（承台），按照平面尺寸，沿结构周边一次性拼装好模板或拼装数米（空心墩一般为4m，实心墩一般为6m）。桥墩过高时，采用两次或多次安装定型钢模板，并依托起初安装的定型钢模板的顶层上的2m 定型钢模板(群性桥墩几何尺寸相同，重复利用定型钢模板，拆除已浇筑混凝土的钢模板，预留顶层的2m 模板)作为支撑体系。每个桥墩施工过程中，每块定型钢模板的弧形模板仅使用一次（一般直模可重复利用），并利用高强螺栓将模板连接成型，并采用对拉杆加强模板的强度、稳定性、安全性。

定型钢模板过去在高原特大桥的呼准鄂项目昆独龙川特大桥、平原特大桥的准池项目的二道河特大桥等桥梁建设中的运用证明，定型钢模板的施工工艺，施工技术已经很娴熟。

3.1.2 定型钢模板构造

根据昆独龙川特大桥以及二道河特大桥的实际情况来分析，群性桥墩且结构尺寸，坡比一致的情况下，定型钢模板周转次数多，满足足够的大的刚度、强度及稳定性的要求，并且模板接缝较少，能有效的减少模板接缝错台，桥墩混凝土外观平顺，能质量保证桥墩质量。

定型钢模板可分为四大部分：面板、加劲板、竖向横向背楞、法兰连接部位、操作平台。 构造如图1 所示。

图1 定型钢模板构造图

3.1.3 施工工艺流程

放样模板的位置→按照放样的尺寸在基础上（承台）安装第一节钢模板→调节模板的水平、高程→按照模板拼装图安装模板（2 层计4m）→绑扎钢筋→按照模板拼装图安装模板→绑扎钢筋→浇筑混凝土→凿毛清理→按照模板拼装图安装模板（2 层计4m）→直至墩顶如图3 所示。

图3 定型钢模施工工艺流程

3.1.4 定型钢模板工艺特点

根据定型钢模板工艺特点总结如下：①定型钢模板设计与制造相对简单，并且定型钢模板在群性桥墩、桥墩尺寸一致、坡比相同的的情况下循环使用率高、模板完整性强，模板不宜变形，而且模板弧形平顺、桥墩外观质量可靠。对于群性桥墩且桥墩尺寸一致时，定型钢模板的一次性投入对安全、质量、工期等各方面控制都是科学的，并且桥墩施工成阶梯型状完成，如图2 所示。②虽然定型钢模板稳定性好、操作方便、外观质量可靠、安全性高，但在桥隧相连、深沟地区的中小桥，桥墩稀少且异型，如果全部采用定型钢模板，虽然模板设计和制造简单，重复利用率底，钢材使用量大，投入模板的成本就会加大，不经济，同时安拆不方便且次数多，安全风险较大。

图2 定型钢模整体阶梯型施工（昆独龙川特大桥）

3.2 翻模施工工艺

3.2.1 工艺简介

翻模施工是将可变开口尺寸的钢模板在建筑物竖向分为若干节段进行拼装，施工下一节段时均将最上层模板留作基座不拆除，同时作为受力层支撑上面的模板，其下各层模板利用塔吊或汽车吊拆除后，收缩背肋的调节器，调节模板的开口尺寸，然后利用提升设备依次往上翻升，是我们最常说的也是最常用的桥墩施工工艺。为适应12m通长的成品钢筋，一般将模板分为2 层，每层高度2m，每次翻升两层即4m，翻升两次后再接长下一次4m 钢筋骨架。以此循环，直到封顶。蒙华项目王家湾大桥2~6#墩均采用翻模进行桥墩施工。

3.2.2 翻模的构造

翻模虽构造简单，但施工难度较大，周转速度稍慢。设计时应保证模板足够的刚度、强度、稳定性及安全性。其构造主要由面板、横竖向背楞、调节器、操作平台构成。

3.2.3 施工工艺流程

上一节段混凝土浇筑完成→凿毛清理→拆除上一节浇筑混凝土使用的2 节4m 模板→利用调节器调节模板的开口尺寸至设计尺寸→安装一层翻模模板→绑扎钢筋→安装第二层翻模模板→浇筑混凝土→进入工序循环直至墩顶如图4 所示。

图4 翻模施工工艺流程

3.2.4 翻模工艺特点

根据翻模工艺特点总结如下：①翻模施工工艺应用于单个或几个桥墩施工相对于定型钢模板施工工艺，构造简单，一次性投入费用更低，直接节约了成本。②灵活性适应性强，翻模施工操作较复杂、施工周期较长（正常情况定型钢模板4d 可施工一个阶段，但翻模需要5d）等特点。

4 工艺比对

根据定型钢模与翻模工艺各自特点,从质量、工期、安全以及成本等三个方面进行工艺比对，希望对桥梁墩柱施工模板选择方面提供参考：

①质量方面：定型钢模板施工采用定型钢模板，模板完整性好，模板的接缝较少，不宜变形，而且模板弧形平顺、浇筑的桥墩外观质量漂亮可靠；翻模施工采用可调节模板，由于模板截面变化是通过调节模板背楞调节杆控制模板的几何尺寸，模板面板接缝比较多，而且面板受调节器的强有力的挤压力使模板几何尺寸满足设计要求，存在局部结构不平顺，且模板接缝引起的表面错台多，混凝土外观较定型钢模板的表面较差。

②工期方面：定型钢模板施工速率快，工序转换快，施工节点时间易控制，施工循环周期稳定，有利工期把控；翻模灵活性适应性强，但施工速率较慢，模板安拆调节开口尺寸所耗费时间变长，循环周期变长，工期不易把控。

③安全成本方面：定型钢模板操作简单、快捷、易于控制。在群性桥墩，结构尺寸相似，坡比一致情况下，采用定型钢模板的桥墩模板利用率高，模板一次性拼装完成，降低机械使用负荷及施工吊装安全风险，并且背楞上作业平台不宜破坏，作业人员的安全风险比较低。翻模施工的灵活性、适应性强，模板操作较复杂（需要调节模板的开口尺寸）、施工周期较长，单个桥墩模板施工利用率高，模板循环吊装，对机械指挥操作要求更高，施工安全风险值较大，但在山区三两个桥墩形成的桥梁，对外观要求不是很高的情况下，加工3 节翻模就可以满足任务，可以大大减少投入加工模板的费用，减少成本投入。

5 结束语

桥梁墩柱定型钢模板与翻模施工各有千秋。在平原特大桥、高原特大桥等群性桥墩，且桥墩的几何尺寸基本一致，工期紧，建议施工用定型钢模板施工，提高工程质量、进度。比如呼准鄂项目的昆独龙川特大桥，建议采用定性钢模板施工桥墩。在桥隧相连，隧道是控制性工程，桥梁工期不紧张时或深沟地区的单独几个桥墩可采用翻模施工，构造简易，一次性投入费用更低，直接节约模板成本，建议采用翻模施工桥墩。希望能对同类工程提供借鉴与参考。