试论桥梁矩形高墩翻模法施工技术

固团团圆ｊ　施工技术与应用　试论桥梁矩形高墩翻模法施工技术　许军　湖南省湘筑工程有限公司　湖南长沙　４＂１００００　摘要：本文结合笔者多年的施工经验，通过某桥实例详细分析了高墩翻模法施工技术，重点阐述了空心与实心矩形两种结构形　式的模板设计以及施工工艺，具有针对性的提出了高墩施工质量控制要点，并且对施工控制测量和变形观测方法以及纠偏措施作　了系统介绍，以供同行参考。　关键词：桥梁；高墩；翻模法；施工技术　１引言　改革开放以来，随着我国社会经济的不断发展，公路建设日新月异，在公　路桥梁的设计上出现了很多高墩、钢构等新型构造物，特别是在山区的高速　公路建设中，常常遇到一些深谷而需要建造高墩，为了适应翻模施工的要求　往往设计成非变截面的空心墩，对这类高墩采用翻升模板施工，不仅可以提　高施工质量，而且可以降低施工成本，加快工程进度。公路桥梁的高墩施工一　般采用的施工方法有：翻模、液压爬模、翻模及悬臂爬模施工等。高桥墩施工　所需的一般机械设备有吊车、高压泵、塔吊等。高墩翻模施工方法简单，管理　方便，混凝土外型美观，施工中可随时纠正偏差，确保墩柱质量。　２工程概况　该桥梁跨河设置，其中部分桥墩高度为３４ｍ～４３ｍ不等。具体资料如表Ｉ　所示。　表１某桥梁资料表　墩号　Ｌ７号　Ｌ８号　２４号　２５号　５号　２Ｉ号　２２号　２３号　高度，　３９．０６　４２．６８　４３．２８　３４．０６　２２．２９　Ｉ９．５３　２５．３８　２９．６２　ｔ截而形式　６．３　ｍ×３　ｍ等截而矩形空心墩　６．５　ｍ　ｘ２．２　ｍ等截面矩　墩　３施工技术　３．Ｉ翻模施工工艺　１）矩形空心墩。内模用胶合板拼装，外模用经过审批合格的定型大块钢　模板，安装模板时在承台上座３ｅｒａ～５ｃｍ厚、宽约ｌＯｃｍ的砂浆，以便立模和拆　模。每节段施工采用长４．５ｍ的标准节段，钢筋工直接绑扎水平钢筋，木工吊装　内外模板，安装完成后浇筑混凝土。搭设模板的支架采用碗扣式支架，纵向间　距Ｉ．２ｍ，横向设两道共Ｉ．８ｍ，间距为０．９ｍ。　２）矩形墩。模板采用经过审批合格的定型大块钢模板，安装模板时在承　台上座３ｅｒａ　５ｃｍ厚、宽约ｌＯｅｍ的砂浆，以便立模和拆模。其他施工工艺同矩形　空心墩。　３．２高墩翻模施工模板设计　本标段高墩施工采用翻模工艺，分节段依次进行施工，模板采用定制分块　钢模，每节长度为４．５ｍ。墩身内模采用木模、外模均采用特制的模板，面板外侧　接槽钢，形成整体。为了模板的稳定和拼装方便，确保墩身混凝土浇筑不漏浆，　使墩身混凝土表面接缝平整，线条顺直。每次混凝土浇筑完毕后，都将一块模　板留在已浇的混凝土上作为基准模板。模板面板采用６ｍｍ钢板，贴面采用８号　槽钢竖肋焊接，６．３ｍ和６．５ｍ模板间距为３０ｃｍ，３ｍ模板间距为３３ｅｒａ，２．２ｍ模板间　距为２７．５ｃｍ；横肋采用１６号双槽钢，其中矩形空心墩间距为８０ｃｍ，矩形墩间距　为４０ｃｍ；￣１］劲板采用６ｍｍ厚、４０ｒａｍ高的钢板，按照横肋位置插空设置，焊接于　面板，其中矩形空心墩间距为８０ｅｍ，矩形墩间距为４０ｃｍ；拉杆采用３０ｍｍ圆钢，　垂直间距为８０ｍｍ，水平间距为９０ｒａｍ～１００ｒａｍ。矩形空心墩模板示意图见图１。　ｌ０　Ｉ￣１１１×ｌ０　ｎ１方木（６０｛ｒｉｌｌ　５　ＣＩＩ｜木板　Ｉ．５㈨　防水胶合板　１２　ｔ：ｍｘ１２　ｃｍ　＼碗扣式支架　顶托支撑　图１矩形空心墩模板示意图　。４４４‘　３．３高墩施工各工序质量控制要．点　１）墩柱钢筋预埋。在承台混凝土浇筑前根据设计和承台放样结果，将深　入承台墩柱钢筋按照设计预埋好。钢筋外露长度以方便施工为宜，并且保证　钢筋接头错开长度符合规范要求，同一截面接头数量不超过５０％，一般控制　在０．５ｍ　１．５ｍ。　２）混凝土面凿毛。用人工对承台顶面墩柱范围内的混凝土凿毛处理，凿　出表面浮浆和松散混凝土层，用清水将表面冲洗干净，凿毛强度应达到　２．５ＭＰａ以上。　３）Ｎ量放样。根据设计数据，在承台上放出墩柱中心和纵横向轴线，用红　漆和墨线标记。　４）塔吊安装。塔吊考虑旋转半径、高度、起重重量等因素选择为ＴＯＰＫＩＴ—　ＭＣ２００Ａ型和ＴＯＰＫ￣一ＭＣ２３０Ａ型，塔吊均为独立式，高度选择Ｈ＝５９．７ｍ，臂长　分别为５０ｍ和６０ｍ，两种塔吊在最大臂长处吊装能力为２．７ｔ，根据塔吊距塔吊　中心的距离，塔吊的吊装能力均在９．７ｔ。塔吊由专门的机械设备公司安装，并　验收合格后方可使用。　５１爬架安装。人员上下的爬架采用满堂式碗扣支架，爬架设在墩柱的四　周，所用支架全部具有合格证。竖向间距为１．２ｍ，横向间距为９０ｅｍｘ９０ｃｍ，总　宽度为１８０ｃｍ，距离墩身留１ｍ作为模板安拆空间，搭设高度与桥墩高度应同　步，便于施工人员上下和安拆模板、养生等等。在脚手架外侧，沿全高设置双　杆剪刀撑，剪刀撑用￣ｂ４８ｍｍ钢管，斜杆与地面夹角４５。一６Ｏ。，剪刀撑必须用扣　件旋转卡子与立杆连接。排架两侧设临时风缆，风缆与地面夹角４５。～６０。之　间。　６１模板安装及检查验收。ａ加工完成后要对模板进行检查和试拼，保证板　面平整，钢模板必须无翘曲、无卷边、无毛刺，模板的加工质量符合质量要求，　加工精度、拼装精度达到设计要求。ｂ当钢筋施工完成检查合格后，利用塔吊　吊运模板吊到待浇节段，先紧贴待浇节段钢筋垫块，然后操作人员站在模板　上沿外操作平台上，校正模板下口对齐已浇节段上口各连接螺栓孔并上紧连　接螺栓，同时操作人员站在操作平台上用倒链将支立模板的上口临时固定在　骨架上；操作人员上紧模板与阳角的所有连接螺栓即形成模板框架，适时松　开每块模板的临时固定，最后测量校正即完成新一节段模板的支立。ｃ．按照　支模工艺要求施工，支一段模板即用螺栓紧固一段。为保证模板顶面位置的　水平，用２ｍ左右水平尺，每次支模后进行水平标正，并在每一级模板上将误　差消除，不得累计。ｄ．模板安装完成之后必须检查对拉杆是否上紧，模板连接　是否牢固，并用全站仪对模板上下口进行测量检查，确保相邻模板接头误差、　垂直度或倾斜度满足施工规范要求。ｅ＿由于墩身的截面比较大，因此每一施　工段墩身模板的底部，都用对接螺栓与上一施工段的一块基准模板相连接，　并借此通过基准模板将模板的荷载传到下一段已浇好的墩身上。横向支撑将　内侧的模板用剪刀撑钢管撑在下面的基准模板上，借此将模板的荷载也传到　下面一段已浇筑好的混凝土柱上。　７）安装操作平台。外侧操作平台与排架联合制作，在爬架顶面周围１ｍ范　围内用木板搭设工作平台，并设置防护网。内腔操作利用脚手架每次搭设高　度为９ｍ，以每箱室作满堂支架搭设。支架支撑于每箱室横隔板顶，由于空间　较小，利用横撑和剪刀撑支撑内侧模板，并利用剪刀撑把荷载传递到已浇筑　混凝土上。　８１混凝土浇筑。混凝土浇筑除符合施工规范一般要求外，尚需注意以下　几个方面：１ｆ．模板上下缘全部采用５ｍｍ的企口，上下拼装前在企口内嵌入５００　的双面泡沫胶条，校紧以杜绝漏浆现象。ｂ．上下两块模板的连接螺栓（１８ｍｍ）　必须采用双螺母，并且一定要满扣。ｃ．在浇筑新混凝土前，应对旧混凝土部位　的拉杆进行检查，以防止模板与混凝土之间有间隙，造成新混凝土漏浆并且　污染旧混凝土。ｄ．待强度达到２．５ＭＰａ以上，用人工对混凝土凿毛处理，凿出表　施工技术与应用　面浮浆和松散混凝土层，用清水将表面冲洗干净，为下一节施工作准备，浇筑　混凝土前还要适当湿润，保证混凝土的连接。ｅ．浇筑混凝土过程在接缝位置　要放慢速度，避免过振。ｆ．Ｎ防止混凝土出现温度裂缝，承台施工完成后７ｄ左　右尽量进行第一节混凝土的施工，其他各节的施工间隔也不宜过长。混凝土　内外温差不宜超过２５℃，拆模后尽快进行包裹，使其逐渐降温，并及时洒水养　生。　量，通过比较选择正确的结果，每节段立模前和混凝土灌注后在无太阳强光　照射、无大风、无振动干扰的条件下测定墩身纵向、横向中心线，偏差不得大　于１０ｍｍ。　２）操作平台上的荷载包括设备、材料和人流应该保持分布均匀。　３）纠偏前应进行分析偏移或旋转的原因，采取相应措施，纠偏应徐缓进　行。　９）模板拆除和翻升。ａ　混凝土强度能够保证其表面及棱角不因拆除而　受损坏后，方可开始脱模，一般在混凝土强度达Ｎ２．５ＭＰａ后进行。ｂ．拆除前一　节模板拉杆，并继续绑扎钢筋，绑扎完一级模板高度的钢筋后，将第一节模板　用塔吊翻升至第二块模板上，以第二节模板为基座立模，立模完毕后即可进　行混凝土浇筑，如此循环，依次施工至墩顶。ｃ．拆除单块模板前先要用倒链连　４）模板纠偏可以采取钢丝绳和手拉葫芦向偏差反方向拉紧纠正。　４安全措施　施工中的危险因素也是众多的，需要提高全体施工人员的安全意识，杜　绝各类危险事件发生，保证施工保质、按时完成。因此，在施工中，经常对电路　接其他各块，再拆除拉杆，用塔吊吊住模板后，慢慢松开倒链，移开模板。ｄ．模　进行检查，防止漏电事故发生，遇到大风、大雨以及雷电天气必须停工的时　板移除后即包裹土工布和塑料布，并对混凝土洒水保湿养生ｇｒＪ７ｄ龄期，安排　候，一定要切断电源，保护好用电设备。作业人员在作业时，都要戴好安全帽，　专人配备一个水车进行洒水养生，养生人员通过爬架和水管进行。　高空吊架上作业的人员还要系好安全带。作业人员的工作场所，尤其是工作　平台、吊架上，一定要保持地面上的清洁，多余的材料和杂物要及时清除，避　高墩高超过４０ｍ，为施工难度较大的高耸结构物，施工中控制墩身各部　免作业人员踩踏杂物而摔倒。工作场所中的设备尤其是精密仪器只能由专人　分平面位置、高程、倾斜度、垂直度和形状、几何尺寸及预埋件精确定位尤为　使用，严禁无关人员擅自操作。施工作业中，各连接件的紧固情况关系着工程　重要。施工前建立统一的控制网，墩柱局部测量的控制与全桥总体测量系统　质量和施工人员的安全。紧固施工中要认真仔细，而且必须经常进行检查，及　要吻合。结合现场条件和施工进展，建立相应的施工控制网，以满足墩柱各部　时将一些零件脱落或者断裂的异常情况排除。遇到无法使用平台施工的情　分的施工放样要求。　况，要注意使用好三脚架和墩内封顶型钢。　３．４施工控制测量　为减少日照对墩身变形的影响，墩身各部位的施工测量和施工放样应在　晚间ｌＯ时至次日早晨７时间进行。主墩测量采用二测回放样测量。以校核后的　５结语　控制点为基准点，用全站仪放样，准确地定出墩柱位置，预埋墩柱钢筋和施工　采用翻模法施工，不但解决了滑模法施工造成的桥墩外观质量差的问　辅助预埋件，待承台施工后，精确定出墩中心点的坐标和高程，作为墩柱测量　题，同时由于模板周转次数比滑模少，施工进度上也能取得预期的目的。且施　基准点并逐步向上传递。　工方法简便、安全系数高。不但适用于实心桥墩，也能适用于空　ｔ２，桥墩，墩身　３．５主墩变形观测　混凝土质量内实外美，表面无裂缝，线型控制准确，施工技术越来越完善和成　对于高墩的施工放样，将充分考虑日照与大气温差引起墩身变形对测量　熟，在高墩施工中被越来越多的施工单位所采用。　工作的影响，通过变形观测，掌握墩身在自然条件下的变化规律。　参考文献：　３．６纠偏措施　…马艳军．桥梁高墩翻模施工方案探讨Ｉｌ１＿山西建筑，２０１２，１５：２１３—２１４　１）墩柱中心和扭转控制。用全站仪测设每节墩身立模中心，再分别测设　［２１段相生．公路桥梁高墩翻模施工技术研究［１１ｌ安徽建筑，２０１２，０２：１３３—１３５．　纵、横向中心线，进行校核，每次校核在一个方向上进行多测回测量和换人测　［３１郑春桂．高墩柱翻模施工技术探讨ｆＩ１黑龙江交通科技，２０１２，０７：７８—７９　（２．－ｔｇｇ４４１页）　挖方区　表４　填方区　（３）方案调整　第一步：在所有的负检验数中挑选其中最小的一个，本方案中选取Ｃ　把　挖方量（ｍ　）　Ｂｌ　Ａｔ　（６００）Ｂ２　它所对应的变量ｘ排为调整对象。　第二步：找出ｘ　的闭回路。　第三步：从空格ｘ　：出发，沿着闭回路一直前进，在各奇数次转角点数字　中，排出一个最小的（本案中选为１００），将它由ｘ　调到ｘ　方格中。　第四步：将“１００”填入Ｘ，　方格中，被排出的ｘ　为０（该格变为空格）。同时　ｌ　　８Ｏ　ｌＪ　８０　ｌ　垫　６ｏ０　Ｊ！！　（６０ｏ）（１００）Ｉ　ｌ　竺　（２ｏ０）ｌ　６ｏｏ　６ｏｏ　５Ｏ０　２ａ００　Ａ３　（３ｏｏ）　ｌ将闭回路上其他的奇数次转角上的数字都减“１００”，偶数次转角上数字都增　加“１００”，以保证填挖方区的土方量仍然保持平衡，从而得出新的调配方案。　将新得出的方案再一次进行位势数的检验，在此检验所有位势数，经检验位　势数均为正值。因此可以得出该方案为最优方案。即土石方总运输量为　Ｚ＝５００ｘ６０＋ｌ００×８０＋５０Ｏ×５０＋４００×６０＋１００ｘ８０＋４００ｘ５０＝１１５０００（ｍ３・ｍ）　ＡＩ　挖方量（ｏｄ　ｒＩ　７Ｏ　９０Ｏ　Ｉ　旦　（ｓｏｏ）ｌ　１　７００　７００　重复上面的步骤，依次地确定其余Ｘ，＿的数值，最后得出表４。　表４中所求得的一组Ｘｉｊ的数值，便是本案的初始调配方案。由于利用“最　小元素法”确定的初始方案，首先是让ｃ　最小的那些格内Ｎｘ．值取尽可能大的　值，也就是依照优先考虑“就近调配”的原则进行调配。所以求得的总运输量　是较小的，但并不能保证其总运输量是最小的。因此还需要进一步的判别，判　断它是否已经达到了最优。　（２）最优方案的判别　在确定了以上运输方案后，需要利用位势法检验表上作业法的检验数　如果所有的检验数　。．≥０，则初始方案即为最优方案，如果检验数　为负　，５．结语　（１）长安大学渭水校区鸿远教学楼地基土石方量的挖填过程中，采用的　表上作业法进行土石方量的调配在施工应用中得到了很好的反馈。挖填量基　本相等，没有产生额外的弃土，节省了机械的使用。使土石方调配合理、准确、　高效，产生了良好的社会效益和经济效益。　（２）由于在土石方运输问题中土石方量的计算不仅仅只受土石方量多少　值，则说明该方案需要进一步调整。　等因素影响，还需综合考虑运输机械费用、场地环境等综合因素。然而表上作　业法可以将其它影响因素按不同的难度进行折算后统一进行处理、计算，能　够达到准确概括影响土石方调配的因素的目的。　（３）表上作业法操作简单，易于广大施工人员学习掌握，计算方法独特明　了。给施工人员节约了大量的计算时间，给工程施工带来了极大的便利。　参考文献：　检验时，首先将初始方案中所有有调配数的方格的平均运距列出来，然　后根据这些方格中的数字，按下式求出两组位势数Ｕ，（ｉ＿ｌ，２，…，ｍ）Ｎｖｊ（ｊ＝ｌ，２，　…。ｎ）。　Ｃｉｉ＝ｕｉ＋ｖｉ　式中ｃ　一本例中为平均运距；　ｕ。、ｖ｜－—位势数。　根据上式依次求出各空格的检验数。在本例中ｖ￣＝８０，ｕ４＝一２０，检验数中出　现了负数，这说明初始方案并非是最优方案，需要进一步调整。　（１】郑天旺李建峰．土木工程施工．中国电力出版社．２００５　ｆ２１孙东川．系统工程引论（第二版）．北京：清华大学出版社．２００９　ｌ３Ｉ杨茂盛．运筹学（第三版）．陕西科学技术出版社．１９９７．　‘４４５‘