悬臂模板体系在桥梁高墩施工中的应用

孙秋

（湖南建工交通建设有限公司，湖南 长沙 410004）

0 引言

随着我国公路网的不断完善，西部山区公路建设项目不断增多。与东部地区不同，西部地区以高山、丘陵等地形为主，且河流、沟谷较多，公路桥梁设计跨径更大、墩身更高，传统桥梁施工方案逐渐无法满足实际施工需求。目前基于相关研究、试验、实桥应用以及施工技术的发展，空心薄壁墩得以广泛应用，滑模、爬模、翻模等技术也越加成熟，将桥梁高墩建设推向新的高度。本文将对悬臂模板体系的应用展开研究。

1 悬臂模板体系简介

当前我国桥梁跨度、墩身高度不断刷新记录，尤其随着爬模、翻模等技术的发展，进一步提升了高墩设计与施工技术水平，薄壁空心墩逐渐得到了大规模的推广应用。从薄壁空心墩实际施工情况来看，近年来悬臂模板作为一种新技术逐渐得到了较为广泛的应用。悬臂模板是在翻模基础上发展而来，增加了爬锥埋件、螺栓、主梁三角架等受力结构，将翻模重力与竖向施工荷载由模板与墩柱的摩擦力支撑转化为埋件剪力支撑，可视作无液压系统的爬模。上述几种模板技术的对比情况如表1所示。综合来看，悬臂模板在保证桥梁安全、优质、高效施工方面具有明显优势，值得推广应用。

表1 高墩模板技术对比情况

2 悬臂模板体系在桥梁高墩施工中的应用

2.1 工程概况

S232布尔津至喀纳斯机场段公路建设项目起点位于布尔津县城省道S227与桦锹谷路交叉口，终点位于喀纳斯机场北侧的检验检疫站，路线采用双向4车道一级公路标准设计，路线总长78.404km。

第二分段位于布尔津县境内，起点桩号为K37+300，终点桩号为K73+300，线路总长36km。第二分段共有主线桥梁11座，1号桥、2号桥、3号桥、5号桥、6号桥、9号桥、10号桥均设有薄壁墩，其中二工区3号桥、5号桥、6号桥、9号桥、10号桥均采用悬臂模板施工。

2.2 悬臂模板体系

2.2.1 模板介绍

该项目高墩施工选用后移式悬臂模板，结构合理、经济适用且标准化程度高。模板体系中，由预埋件、穿墙螺栓承担混凝土的侧压力，无需其他模板加固措施，施工便捷且一次浇筑高度调节范围大，混凝土成型后外观品质较好。

2.2.2 模板组成

该项目悬臂模板组成如图1所示，图中挑架、模板、埋件总成、防风绳标注“可选”，即可根据工程需要选用或更换同类配件。

图1 悬臂模板组成示意图

2.2.3 模板投入

根据S232布喀公路建设项目二分段桥梁工程总体施工计划，薄壁墩施工拟开始时间：2020年4月20日；拟完成时间：2020年8月25日。为达成进度目标，计划投入薄壁墩模板20套，每座塔吊配2套模板与4套架体。每套模板由1节4.65m高模板组成，在2套架体间循环使用，有效提高了模板利用率。

3 桥梁高墩悬臂模板施工实践

3.1 工艺流程

机场段主线桥梁悬臂模板施工工艺流程如图2所示。

图2 悬臂模施工主要工艺流程图

3.2 悬臂模板施工要点

3.2.1 施工准备

（1）熟悉两阶段施工设计图纸，完成图纸复核。

（2）完成施工测量复核。

（3）掌握主要施工机械及其配套设备的技术性资料，完成混凝土所需材料的检验和配合比试验，混凝土要提供相应的采购资料。

（4）向现场施工班组、施工人员进行技术、安全、环保交底，确保施工过程安全、工程质量达标。

（5）场地完成“三通一平”，局部换填、碾压施工，保证地基稳定性满足起重吊装设备运行要求。

（6）起重吊装设备进场检验合格，完成组装和调试。

（7）内、外模板验收合格。模板在工厂制作完成，验收无误并编号后运输至施工现场；模板进场后仔细打磨，并进行预拼装，及时发现问题并做处理。

（8）承台强度达到设计要求，完成凿毛和清理工作。

（9）提前规划钢筋临时摆放场地，并进行硬化处理。

（10）原材料检验。如钢筋、水泥、石子、砂、外加剂等均由试验室按规定进行检验，并报总监办监理工程师抽检，确保原材料质量符合相应标准。

（11）施工前做好危险源辨识与管理工作。

（12）模板试拼完成后进行墩身浇筑，并进行经验总结与问题分析处理，为后续施工奠定基础。

3.2.2 测量放样

（1）墩身中心定位测量。全站仪布置平面控制网，定期复测。每节模板安装时，随时检测空心高墩中心点、墩身四周角点位置，一旦发现偏差要及时纠正。

（2）墩身高程测量。使用三角网点测量墩台高程，定期复测，必须严格控制墩身顶高程，精度要满足施工规范要求。

3.2.3 钢筋制作与安装

（1）劲性骨架安装。按设计图纸进行定位、安装，测量人员做好放样工作，要求骨架外侧与墩身边缘距离等于主筋内侧与混凝土外边距离，为防裂网安装提供足够空间。

（2）钢筋安装。首先，加工钢筋，即原材料验收无误后存放至钢筋加工场，并完成相关截断、弯曲工作。然后，进行钢筋绑扎，即按设计图纸要求将钢筋加工成型，检验合格后运至各工点。按设计要求，墩身主筋接长采用套筒，其他为双面焊接，焊缝长度≥5D，接头错开布置。钢筋安装允许偏差见表2。

表2 薄壁墩墩身钢筋安装实测项目

3.2.4 模板安装

（1）安装模板前，先对模板进行检查，发现变形要及时修复，如变形过大或有破损则需更换。

（2）在安装首节段模板前，使用砂浆做好模板底面的调平工作，同时进行多次测量，严格控制好底节模板的垂直度。在首节段模板调节过程中，要求顶面水平、墩身垂直，且要便于后续各阶段模板的调整工作。

（3）采用塔机吊装模板，人工辅助就位。组装模板时，先在墩身一个面拼装外模，然后逐次完成整个墩身第一节段外模板组拼。整个吊运、安装过程中，要严格遵守吊装操作规程，严禁出现模板变形、散架的情况。

（4）严格按设计图纸要求完成模板组拼工作，落实模板垂直度、轴线偏差、标高、模板接缝错台检查工作，确保其与施工要求规范相符。模板拉杆端头部分配双螺母，提高模板稳固性，所有接缝要紧密、不漏浆。

（5）模板安装完成后，对模板垂直度、墩顶标高等经自检、监理检验均合格后，方可开展下道工序。

3.2.5 混凝土浇筑

该项目自建搅拌站，配备全自动强制式搅拌机，采取集中拌和方法，使用混凝土运输车运至施工现场，又泵车或塔吊配合完成浇筑工作。

（1）混凝土拌和。经由试验确定理论配合比后，现场再根据实际情况对每批混凝土施工配合比进行调整。混凝土粗骨料选择连续级配碎石，细骨料选择中砂，掺加适量的外加剂。拌和前，明确原材料掺量、搅拌时间以及投料顺序（砂→水泥→石料），均匀进水，搅拌时间超过90s，控制好混凝土坍落度。

（2）混凝土浇筑。空心墩身混凝土施工作业采用泵送或塔吊输送、串筒下料、水平分层浇筑、插入式振动棒振捣的施工方法。每层混凝土厚度30cm，卸落高度≤2.0m，振捣施工不得碰撞模板、钢筋、预埋件，并派专人随时观察模板、钢筋、预埋件的位置是否发生位移：若发现钢筋和预埋件发生位移，要及时校正；若模板位移，则须立即进行加固后方可继续进行混凝土浇筑。

（3）混凝土养护。墩身采用塑料薄膜包裹养护，并在养护期内向薄膜内洒水以保证期内湿度；养生视气温条件，至少7d。气温低于5℃时，需做好保温工作，且不得洒水。

3.2.6 墩顶封闭

施工过程中，当模板爬升至墩顶封闭段底模设计起点标高时，在内侧模板安装封闭段底模板。以钢桁架焊接制作支架，以5cm厚的刨光木板制作模板，模板拼装、钢筋绑扎完成后，继续安装外模板、围带、模板固定架，并搭设外侧施工平台、防护栏杆、安全网。模板验收合格后，灌注墩顶封闭段混凝土，并进行养生。

3.2.7 模板拆除

施工至墩顶后，依旧保留3个节段模板。墩身混凝土强度超过设计强度80%时，可将模板拆除。拆除顺序为：底节段→中节段→顶节段。从上至下完成施工安全爬梯、塔式起重机的拆除工作。拆除至底节段时，分别解体，并与先期拆下的模板一同吊运至存放场。

3.3 墩身质量验收

墩身施工完成后，要进行质量验收。墩身实测项目检查结果如表3所示。

表3 墩身实测项目

4 结语

近年来桥梁建设中，大跨径、高墩桥梁凭借着强大的跨越能力得以广泛应用。桥梁高墩施工中悬臂模板体系是一种可行的施工方法，具有施工进度快、外观质量好、资金投入小等诸多优势，工程实践中必须根据桥梁实际情况科学地进行悬臂模板选型，确定实际投入量，并规范落实测量放样、模板组装、混凝土浇筑等各道工序，针对高墩施工必须做好墩顶封闭工作，切实保证整个高墩质量验收合格，为后续的桥梁上部作业奠定坚实的基础。