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【摘 要 】薄壁高墩翻模施工在桥梁建设中已广泛应用,其施工技术不仅能提高工程质量、加快工程进度,而且能降低工程成本,提升经济效益.本文本以万源至达州高速公路为例,探讨空心薄壁高墩翻模施工技术.
前言
在高速公路工程中,高墩施工有很多种方法.但在实际工程应用时,具体采用哪一种还要依据工程的具体情况进行全方位的综合评价比选,才能达到安全、优质、高效、低耗的目标.
一、工程概况
万源至达州高速公路D7合同段里程K32+359.5～K38+981,全长6.6215公里.全标段主线共设大桥9座,内桥梁墩身超过40m的,设计为矩形薄壁空心墩结构形式,施工采用部分桥梁塔吊配合翻模施工,部分搭设支架采用倒链提升模板翻模施工.
二、确定施工方案
施工系统由提升机构（塔吊或脚手架配合倒链）、工作平台、模板系统、和安全设施组成.工作平台在模板外侧自带,模板外侧用桁架加固,其上可搭设木板主要提供人员工作和小型机具的平台.平台由竖向槽钢、底部横向角钢和木板组成,设上下两层.
模板系统由内模和外模、拉杆组成.外模为自制大块模板,每节高度为2.25m,每套3节.模板面板采用6mm热轧钢板,以减低重量,利于模板翻动.内模采用与外模配套定型模板进行拼装.
三、设计翻模模板
1.模板设计
（1）模板高度的选定：因墩身较高,综合考虑了节段施工时间、机具长度及钢筋配料和减少砼施工缝的数量的目的,共加工3层模板,每层2.25m,总共6.75m.施工时,每次浇注2节模板的高度,即每次翻2层模板,浇筑4.5m高的砼.
（2）模板构造的设计：薄壁空心墩身采用内外两套模板,外模采用整体钢模板,内模采用定型钢模板.由于墩身高,模板倒用次数多,钢外模面板使用6mm厚钢板制作,模板设有[16槽钢竖肋及[12槽钢后架,竖肋和后架皆组焊而成,后架为施工提供较为宽阔的操作平台,同时多层后架通过螺栓连接后组成空间桁架,保证了翻模模板的空间刚度,能有效的减少模板对拉杆的使用,提高墩身混凝土的外观质量.
（3）模板翻升：翻模施工时,落模后需要将模板向外滑出再起吊,在每块模板后架底横杆上设有简易滚轮滑轨,滑出后再利用塔吊向上翻升.翻模时,保留最顶上一层模板,作为翻升下层模板的持力部分,然后,把最下二层模板拆开并滑出,利用塔机将模板吊起,并放置于顶层模板相应平面位置上,将模板与周围模板联接.
（4）墩身空心顶部的模板设计：主墩顶部3米范围和过渡墩顶部2.5米范围为实心段.在进行该实心段砼施工时,考虑在墩身内部预埋钢板,焊上牛腿,铺上工子钢、方木和竹胶板作为支架,作为连续刚构0#块托架预埋件或简支梁盖梁施工平台预埋件,然后绑扎钢筋,浇筑砼.
2.模板面板检算
混凝土侧压力计算：t0等于200/（T+15）等于200/（20+15）等于5.71（h）（温度按20℃计）
新浇混凝土作用再模板上的最大侧压力：
公式一：F1等于0.22λct0β1β2V1/2
式中：λc：为混凝土重力密度（kN/m3）
T0：为混凝土初凝时间,可以由试验资料确定,没有试验资料时可选用公式200/（T+15）确定
β1：为外加剂修正系数,有缓凝作用外加剂时取1.12
β2：为塌落度修正系数,塌落度为110mm～150mm时取1.15
V： 为混凝土浇筑速度,本工程取1m/h
F1等于0.22λct0β1β2V1/2等于0.22×25×5.71×1.2×1.15×1^（1/2） 等于43.4（kN/m2）
公式二：F等于λc×H
式中：H为混凝土侧压力计算位置至新浇混凝土顶面高差h（m）,本工程混凝土浇筑高度取4m.
F2等于λc×H等于25×4等于100（kN/m2）
F1、F2取较小值,即F1等于43.4（kN/m2）
荷载设计值F等于F1×分项系数×折减系数
倾倒混凝土产生的水平荷载2kN/m2
F3等于2×1.4×0.85等于2.38（kN/m2）
混凝土振捣产生的荷载2kN/m2
F4等于2×1.4×0.85等于2.38（kN/m2）
荷载组合F等于F1+F3+F4等于44.3+2.38+2.38等于49.06（kN/m2）
新浇混凝土有效压头高度为：h等于49.06/25等于1.96m
则模板侧压力受力图为： （见右图）
四、墩身施工要点
1.翻模法施工高墩的施工工艺流程如下图
2.墩身混凝土浇筑
（1）混凝土振捣
砼的浇筑过程中,要按一定的顺序和方向分层进行,振捣方式采用插入式振动器.混凝土每层铺设厚度不可太厚,一般分层厚度为振捣器作用部分长度的1.25倍,每层灌注厚度不大于30cm.应沿浇筑的顺序方向,采用斜向振捣法,振捣棒与水平面倾角约30°左右.棒头朝前进方向,插棒间距以50cm为宜,防止漏振.应依自动滑动的混凝土坡面循序进行,不得进行跳跃式振捣.有倾斜面时,应从低处开始,逐层扩展升高,并保持水平分层.在折角处,应作为一层处理.用插入式振捣器应快插慢拔,插点应均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到振捣密实.移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍.振捣上一层时应插入下层5cm,以清除两层间的接缝.插入式振捣器的机头,不得贴上模板,靠近模板振动时要保持5cm至10cm的间距.当振捣折角处不可避免靠近模板时,可用胶皮包裹机头.
（2）振捣时间
每次振捣的时间要严格掌握.插入式振捣器,一般只要15-30s.混凝土应振捣到浆体停止下沉,无明显气泡上升.表面平坦泛浆,呈现薄层水泥浆的状态为止,然后慢提振捣器.振捣时间不宜过长,否则会产生离析现象.
五、安全质量保证措施
薄壁高墩翻模的线型控制主要通过施工测量来进行.高墩翻模施工测量控制内容包括：高墩中心定位测量、高墩高程测量、高墩垂直度测量,其中高墩翻模线型控制的测量工作关键是垂直度测量.
1.墩身平面控制测量
（1）高墩中心定位测量采用三维坐标控制法.每个墩施工前,先由项目测量队用全站仪进行中心定位,设置好横、纵向护桩,给施工交底.
（2）高墩高程测量采用三角高程法.用直径10mm的钢条焊成“丰”字形觇标,三条横条间隔15cm～20cm.再把觇标焊在事先选定的墩身钢筋上,作为观测竖直角的观测点.
（3）高墩的垂直度测量包括中线垂直度测量和边线垂直度测量.墩身施工中重点控制墩身的垂直度和扭曲,中线垂直度测量和边线垂直度测量均采用激光铅直仪进行,全站仪校核.
2.墩身垂直度控制
测点布置及测量监控.中线垂直度、边线垂直度测量采用自动安平激光铅直仪,每个墩安设2台.在浇筑墩身混凝土第一模之前,在承台上准确放出墩身四角点的位置,在墩身相邻两点的延长线上引出50cm的8个点（见上图2）作为观测点,观测时把激光铅直仪安装在承台上的8个点上（每角2个点）和桥墩中心,墩身工作平台上设激光接受靶,能显示光斑并捕捉斑心,激光斑心即为桥墩四角点延长线上50cm点或墩身的竖向轴线上的点.进行墩身的竖向轴线传递,这样通过激光铅直仪将8个控制点和桥墩中心点准确的引到工作平台上,简化了繁琐的测量工作,而且控制准确、可靠,同时定期（模板每翻9m）用全站仪对矩形空心墩的四个角进行定位检查,及时进行调整.这样既可较好地控制墩身的垂直度,又可较好地控制墩身的几何尺寸.