桥梁空心墩柱施工滑模技术现状及应用分析

甄志超

（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

为减轻自重荷载、节约建造材料、提高抗震性能，各类大型桥梁施工过程中常使用空心墩柱作为主要结构形式。在空心墩柱施工过程中，应用滑模技术不仅施工效率较高、经济性能良好，同时施工局限性较小，完工质量有保证，因此滑模技术具有广泛的应用前景，并在业内得到了大量的工程应用与理论研究。

在工程实践方面，杨小晶[1]结合某地公路桥梁工程施工实践，在确定周围地质条件的基础上，应用液压滑模施工法试验性施工，明确了滑模技术在工程实践中应用的工艺特点。汪强[2]结合某地工程案例，分析了薄壁空心墩柱在工程实践中应用的注意要点，并探究了不同环境下的具体施工措施。熊明祥[3]分析了空心墩柱施工过程中，滑模技术的应用对施工效率、工程质量的提升效果，并结合工程实例，分析了加快工程进度、确保工程质量的主要措施。朱旭波[4]介绍了空心墩柱施工过程中应用的施工技术，并提出了定型钢模板分段组立、分段施工的施工原则。林建川[5]结合复杂条件下的工程实例，分析了空心墩柱技术在大落差、大坡度条件下的施工措施。杨生虎[6]分析了空心墩柱液压爬模施工技术的应用效果，并结合贵州荔榕高速公路水蒙大桥工程实例，分析了该技术的具体应用措施。由此可知，滑模技术在施工方式与质量控制方面的研究已较为成熟。

在理论研究方面，杨光[7]分析了薄壁空心墩技术用于北方低温条件下铁路施工的主要应用特点，并分析了滑模技术在极端气候条件下的应用特点，结果显示，滑模技术在昼夜温差极大、温度极低条件下依旧具有良好的应用效益。郝江松[8]分析了常规公路桥梁工程中液压滑模技术在薄壁空心墩施工中的应用效果，并基于理论模型，分析了滑模技术的经济效益，结果显示，滑模技术相较于常规施工方式而言具有更为优异的经济效益，推广应用价值显著。刘恒辉[9]结合墨临高速公路工程案例，分析了空心薄壁高墩施工所用关键技术，理论对比分析了各种技术的应用效果，结果显示，滑模技术经济效果良好、施工效率较高，同时适用性较强，具有良好的工程推广应用价值。温仁斌[10]分析了公路桥梁工程薄壁空心桩施工过程中，滑模技术的应用要点，并结合工程具体的建模参数，分析了滑模技术的主要应用特点，列举了相关的各项基本工艺参数及其确定原则。

综上所述，目前学界、工程界已围绕空心墩柱滑模施工技术开展了大量探讨，但内容大多集中于施工方式、工艺过程控制等方面，对于空心墩滑模的应用特点、设计过程等研究报道较少。随着我国基础建设水平进一步提升，规模不断扩张，大规模空心墩柱桥梁工程愈发常见，有必要进一步深入研究空心墩柱施工技术。本文由此出发，结合某地公路桥梁工程实例，全面分析了空心墩滑模的应用特点和设计过程，以期为类似工程开展提供参考。

1 工程概况

本文以某地公路特大桥为例进行分析，该桥梁左线和右线分别为966m、1006m，桥梁结构下部设置空心墩和柱式墩用于承担桥梁荷载，设置柱式台分担桥面荷载，工程中所用空心墩均采用滑模工艺施工，各墩体高度均在52m以下。

2 滑模设计

2.1 模板

首先，根据桥梁受力状态设置墩身模板，模板均为钢制材料的钢板，其尺寸为1.5m长、6mm厚，宽度则根据墩体各面尺寸具体确定，钢板加劲肋之间距离控制在0.4m左右。其次，除墩体模板以外在桁架上方焊接一圈模板，以确保桁架结构固定。桁架外边缘与模板结构之间保持大约5cm间距，桁架结构滑升过程中可安排工作人员直接操作支架调节杆，以便快速调整结构外模尺寸。

2.2 提升系统

为确保滑模结构提升时的施工安全性，须设置提升系统。该提升系统主要由钢管焊接制作的爬架组成，要求能够支撑数名工作人员在结构上安全施工。设置该系统时，可直接使用千斤顶安装，具体安装位置在爬杆上方。因为滑升过程中提升系统传递荷载，最终由爬架承担荷载，所以爬架自身质量水平、刚度会直接影响工程施工安全性，因此须采用刚度大且质量可靠性极高的钢管制作爬架整体结构，且过程中应确保焊缝饱满以避免承受荷载时焊接位置开裂等情况。设置完成后测试爬架结构主要应用性能，后续施工过程中千斤顶爬升时能够直接通过焊缝处。所配备支撑杆直径需契合千斤顶规格，长度在3m～6m之间。

2.3 操作系统

滑模施工平台如图1所示。

图1 滑模施工平台

结合工程需求具体规划操作系统平台结构，根据用途不同可将操作平台划分为辅助平台和主平台，主平台具有相对更高的结构强度，要求其在承受作业荷载、操作荷载的基础上还能够承担部分物料堆积，平台面积也须满足上述内容要求，以确保施工安全性。辅助操作平台悬吊于空心墩周围，主要功能为养护混凝土并适当修面。两类操作平台底部均铺设脚手板，为确保施工安全性，单块脚手板宽度应当不少于5cm，同时周边设置密目网和防护栏。

2.4 液压系统

结合工程需求，该工程对千斤顶的设计要求为10t以上，为确保安全冗余度，液压系统中配置动力系统采用带有控制阀的15t液压千斤顶，确保千斤顶提供液压强度满足工程规范要求同时，也能够通过调整进油速度、控制阀门等方式，灵活调整千斤顶顶升速度和顶升压力等参数。

2.5 辅助系统

在模板系统上安装中心测量系统、水平测量系统、洒水系统。其中，中心测量系统主要由重垂线组成，水平测量系统由水准线组成，洒水系统由胶质软管组成。

3 滑模施工

3.1 施工准备

施工开始之前，首先检查运送入施工现场的模板、滑模桁架，确定各构件质量符合工程设计要求并验收。其次，学习工程设计图纸，确保充分理解、掌握设计内容。最后，根据施工内容不同，分组开展技术交底，对全体施工人员开展安全教育。

3.2 施工工艺

采用滑模工艺并分节设置各个空心桥墩结构，施工过程中可通过液压千斤顶提供压力并采用桁架模板结构保证安全，实现高效率安全爬升。因而施工开始之前须调整千斤顶参数并设置滑模内模结构以确保结构安全性。首先设置液压结构，调整千斤顶抬升压力，浇筑混凝土至内模中1.5m高并开展标准养护，定时测定混凝土早期强度，达到0.3MPa以上后驱动液压系统并将内模结构整体顶升0.3m并浇筑下方空心墩实心结构，浇筑完成且养护至强度达标后设置滑模内模，设置完成后即可抬升高度。

3.3 滑模制作

3.3.1 劲性骨架

使用角钢、节点板等材料焊接组合制作滑模劲性骨架，焊接过程中需要同时考虑起重机性能、钢筋绑扎要求和滑模立模高度。安装骨架时，使用起重机将其吊装至指定位置后，调整骨架位置并快速焊接固定。吊装开始之前，应当精准计算吊点位置以确保劲性骨架安装质量，避免后续吊装施工过程中出现可能触碰墩身钢筋导致变形等问题。

3.3.2 施工标准

为确保施工质量符合工程设计要求，加工劲性骨架时应严格把握各参数精准性，其中轴线偏位应控制在2mm以内，对角线长度误差应控制在6mm以内，宽度和长度误差均应在5mm以内。安装劲性骨架时，应确保轴线倾斜率在1/3000以内，外形尺寸、平面误差均控制在5mm以内。

3.3.3 施工调试

滑模施工前，首先应调试并验收滑模各项参数性能，确保符合工程规范后再开展后续施工。调试性能参数时，须先安装液压千斤顶配套设施，结合工程设计3个～5个滑升行程方案，滑升过程中收集运行参数，滑升完成后检验模板、操作平台变形情况，判断滑模是否能够正常运行，如果存在问题，则应及时采取有效措施加以处理，确保后续施工顺利开展。

4 混凝土浇筑、拆除滑模

4.1 浇筑

绑扎墩身钢筋时，各项措施应严格结合工程施工规范、设计要求开展，其中必须使用直螺纹连接φ28mm纵向主筋，完成钢筋绑扎后验收，检测各项性能参数，满足工程规范要求后浇筑墩身混凝土，混凝土在搅拌站拌和后运送至施工现场浇筑，强度等级应至少为C40。开展3次浇筑时，浇筑高度分别为0.2m、0.2m和0.3m，完成浇筑后养护至混凝土强度等级以满足工程规范，再开展滑升施工。首次滑升应当注意施工均匀性，避免结块等问题，如果发现凝固效果不佳则立刻记录凝固特征并联系有关部门处理。完成首次爬升施工后进行第四次浇筑，浇筑厚度为0.3m，养护达标后滑升10cm～15cm，而后进行第五次浇筑，浇筑厚度为0.3m，而后再次滑升。

若上述流程施工结束后未出现问题，即可根据前期规划内容逐步开展后续灌注施工，具体流程如图2所示。

图2 浇筑及滑升施工流程

4.2 拆模

完成前期施工并将滑模滑升至指定高度后，清空滑模并拆除滑模配套组件，随后结合塔吊拆除滑模全部配件。拆除滑模设施前，全体施工人员应结合安全施工规范佩戴全套安全设施，拆除施工过程中需要专人全程指挥，检查拆卸的所有组件，确定组件合格后统一摆放以供后续运返，不合格组件需要开展针对性补充、修理，拆除模板的顺序应结合工程规范开展。

5 结束语

公路桥梁空心墩施工过程中，如果全部使用常规立模浇筑，则工程进度缓慢，若压缩工期则质量难以保障，滑模施工技术能够提高工程效率，施工适用性较强，同时具有显著的经济效益。本文结合工程实例，分析了桥梁工程空心墩施工过程中滑模技术的应用，介绍了工程中施工工艺的选择、参数的确定，并简述了施工要求、拆除施工的关键点，以期为类似工程的开展提供经验参考。