蔣 曉 磊

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

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滑模法在橋梁墩柱建設(shè)中的應(yīng)用及施工要點(diǎn)

蔣 曉 磊

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

介紹了橋梁墩柱建設(shè)中滑模施工的原理及特點(diǎn)，論述了滑模系統(tǒng)的構(gòu)成部分，結(jié)合工程實(shí)例，從滑模加工、鋼筋綁扎、滑?；?、模板拆除等方面，探討了滑模的施工要點(diǎn)，并提出了施工質(zhì)控措施，促進(jìn)了該工法的推廣應(yīng)用。

滑模，橋梁，墩柱，質(zhì)量控制

0 引言

近年來，我國公路和鐵路建設(shè)逐漸向中西部推進(jìn)。在中西部地區(qū)，山區(qū)地勢陡峭，高差較大，傳統(tǒng)依山建路的方式是極其不適用的。參照國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行高橋墩橋梁建設(shè)是道路跨越深溝寬谷的最有效措施，不僅可以縮短線路，節(jié)省造價(jià)，使橋梁建設(shè)更為經(jīng)濟(jì)合理，還能夠減少日常維護(hù)工作，有效提高工程運(yùn)營效益。

在公、鐵路高橋墩建設(shè)中，很多橋梁墩高超過100 m，傳統(tǒng)的搭設(shè)支架方式是不可取的，一般采用無支架墩身施工法。常用的施工類型主要有翻模、滑模、爬模、滑翻結(jié)合等幾種。在工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)墩柱結(jié)構(gòu)、施工環(huán)境、工期等多方面要素進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理性分析，確定合理的工藝類型。

與常規(guī)施工方法相比，滑模工法施工中的機(jī)械化程度高，模板拆散組裝的靈活度很高，且無需進(jìn)行支模和腳手架搭設(shè)施工，可顯著縮短工期及有效降低成本。在本文中，以采用滑模工法為例，介紹了橋梁墩柱的施工工藝，以期借鑒。

1 概述

滑模工法是現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程中機(jī)械化程度較高、施工連續(xù)性好、現(xiàn)場場地占用少、結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)、抗震性能好的施工技術(shù)。在施工過程中，沒有對拉螺桿，沒有橫向施工縫，表面平整度高。

滑模是滑動(dòng)模板的簡稱，該工法是通過使用千斤頂、電動(dòng)提升機(jī)等帶動(dòng)模板逐段沿成型混凝土表面進(jìn)行滑動(dòng)提升，同步進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆作業(yè)，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高的施工方法。

滑模施工原理：在墩身結(jié)構(gòu)施工中，將支承桿預(yù)先埋置后，通過千斤頂及提升架使其承擔(dān)模板的全部荷載。現(xiàn)澆后的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，啟動(dòng)提升機(jī)將滑模裝置沿支承桿滑動(dòng)到設(shè)計(jì)位置后定位(見圖1)，再進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)，然后不斷循環(huán)直至設(shè)計(jì)標(biāo)高(見圖2)。

滑模工法適宜于澆筑低流動(dòng)度或半干硬性混凝土。要求結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)形式單一、斷面變化少、無局部凸出物及其他預(yù)埋件等物體。特別適用于高橋墩施工建設(shè)，可有效提高施工質(zhì)量，還可降低施工成本，加快工程進(jìn)度。

采用滑模法進(jìn)行橋梁墩柱的施工中，由于綁扎鋼筋、澆筑混凝土和滑升滑模平行作業(yè)連續(xù)循環(huán)進(jìn)行，可有效縮短工期，使得工效顯著提高。研究表明，與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)施工法比較，采用滑模施工可縮短工期50%以上，提高工效60%左右，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

近年來在我國橋梁建設(shè)中，滑模工法具有的顯著優(yōu)勢，使得該工法越來越被重視，代表了高墩橋梁墩柱施工的方向和水平，具有極大的應(yīng)用前景。

2 滑模系統(tǒng)構(gòu)成

滑模系統(tǒng)主要包括提升系統(tǒng)、模板系統(tǒng)及配套設(shè)備三部分。

1)提升系統(tǒng)。主要由提升架、支撐桿、千斤頂、控制臺及附屬設(shè)施構(gòu)成。提升架的作用在于將模板全部荷載傳遞給液壓千斤頂,并將模板和操作平臺聯(lián)接成為一個(gè)整體。支撐桿是滑模系統(tǒng)爬升的軌道，其被澆筑在墩壁內(nèi)，采用一定規(guī)格的無縫鋼管制成，施工結(jié)束后成為橋墩結(jié)構(gòu)的一部分?？刂婆_是施工中進(jìn)行液壓千斤頂控制的操作系統(tǒng)。附屬設(shè)施主要是油泵、高壓油管等設(shè)備及其控制系統(tǒng)。

2)模板系統(tǒng)。主要是模板及桁架、工作臺及吊欄?；瑒?dòng)模板采用6 mm熱軋Q235鋼板制作，高度為1.26 m，其外側(cè)必須設(shè)置縱向加勁肋和橫向桁架。桁架是具有固定模板、保證其剛度的構(gòu)件，起著將模板與提升架立柱聯(lián)接的作用，采用角鋼焊接于模板外圍。工作臺通過在桁架上搭設(shè)腳手板而成，其作用是供施工人員操作、存放原材料和工具。輔助盤設(shè)在桁架下面，用于混凝土外觀質(zhì)量的檢修和養(yǎng)生等工作的需要。

3)配套設(shè)備。主要是混凝土、鋼筋等原材料提升設(shè)備等。在施工中，模板、工作臺和提升架是聯(lián)接在一起的整體,應(yīng)實(shí)現(xiàn)同步滑升。

3 施工要點(diǎn)

在本文中，以某大橋橋墩工程為例，介紹采用滑模工法的墩柱建設(shè)的施工工藝，工藝流程：施工準(zhǔn)備→模板安裝→鋼筋綁扎→混凝土放料→振搗→模體滑升→鋼筋綁扎……模體滑升(循環(huán)連續(xù)進(jìn)行至標(biāo)高)→模體拆除。

1)滑模加工及安裝。按設(shè)計(jì)要求在工廠進(jìn)行模板各組件的加工(見圖3)。采用定型組合鋼模板，高度為1.26 m，面板采用δ6 mm鋼板制作，使用63×6角鋼作筋肋。模板下口必須比上口小1 cm～2 cm，以減少混凝土的摩阻力，方便滑升。模板設(shè)計(jì)中，須考慮組裝及拆卸的方便。

將驗(yàn)收合格的模板組件在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝，可分為整體安裝和分體安裝。裝好的模板可使用吊具吊裝到位，吊具應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)。設(shè)置吊點(diǎn)應(yīng)保證模板起吊時(shí)各吊點(diǎn)受力相等且模板不發(fā)生塑性變形。安裝及吊裝場地應(yīng)堅(jiān)實(shí)平整，組裝前應(yīng)打掃干凈。

2)鋼筋加工及綁扎(見圖4)。在加工棚中，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋構(gòu)件的加工。將加工完成后的半成品分類擺放和標(biāo)識，并采取必要的防潮措施。

在鋼筋綁扎的前期，應(yīng)從模板底部一直綁扎至提升架橫梁的下部。起滑后，綁扎鋼筋和滑升滑模平行作業(yè)，應(yīng)確保鋼筋綁扎超過混凝土一定高度，一般控制在30 cm～50 cm。在鋼筋焊接中，為確保焊接效果，應(yīng)采用電渣壓力焊。

3)滑模滑升。在施工中，混凝土的初次澆筑和模體的初次滑升是非常關(guān)鍵的一環(huán)，須嚴(yán)格按以下步驟進(jìn)行分層澆筑和提升。第一層先澆筑厚度控制在10 cm的半骨料混凝土或砂漿后，連續(xù)進(jìn)行第二層和第三層澆筑，這兩層厚度都按30 cm進(jìn)行控制，隨后模體滑升3 cm～6 cm。連續(xù)進(jìn)行第四層澆筑完畢后模體滑升6 cm，繼續(xù)進(jìn)行第五層澆筑完畢后模體又滑升12 cm～15 cm，澆筑第六層完畢后模體再繼續(xù)滑升20 cm，若無異常現(xiàn)象，方可按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行正常澆筑和滑升。

在混凝土澆筑過程中，應(yīng)采用分層對稱的方式，且每層厚度不得超過30 cm。應(yīng)合理確定模體的滑升速度，確保實(shí)現(xiàn)其連續(xù)、緩慢、勻速提升。模體滑升后，應(yīng)設(shè)置專人進(jìn)行脫模后的墩體表面質(zhì)量檢測和外觀檢查。脫模后的混凝土表面不應(yīng)存在流淌和拉裂現(xiàn)象，對確實(shí)需要修補(bǔ)的部位，應(yīng)采用抹子將原漿壓平。

4)測量控制。模體的偏移及扭轉(zhuǎn)檢測可通過懸掛重垂線的方式進(jìn)行，一般是在四周外模上口各設(shè)2根重垂線。為確保模體在滑升過程中的垂直度，可通過千斤頂同步器進(jìn)行模體的水平控制。同時(shí)，模體的微調(diào)糾偏可通過千斤頂?shù)母卟钫{(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)或偏移較大時(shí)，則應(yīng)通過施加外力與局部千斤頂高差調(diào)整共同實(shí)施來進(jìn)行糾偏。

連續(xù)循環(huán)進(jìn)行模板滑升、澆筑、振搗直至設(shè)計(jì)標(biāo)高即可。

5)模板拆除。澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將滑模滑空后進(jìn)行拆除作業(yè)。拆除工作應(yīng)由專人統(tǒng)一指揮和調(diào)度，以確保人員安全和設(shè)備完整。拆卸并打包好的部件應(yīng)嚴(yán)格檢查，必須確保捆綁牢固后方可下放，再將其運(yùn)至下一施工點(diǎn)繼續(xù)使用。

4 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)混凝土的配合比設(shè)計(jì)控制。根據(jù)不同的澆筑環(huán)境設(shè)計(jì)不同的配合比，測定混凝土坍落度、凝固時(shí)間等，確?；炷脸瞿?qiáng)度控制在0.05 MPa～0.20 MPa的范圍內(nèi)，坍落度控制在30 mm～50 mm，出模時(shí)間控制在2 h～3.5 h，初凝時(shí)間控制在4 h～4.5 h。宜選用泌水率小的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。

2)垂直度控制好壞取決于千斤頂是否同步頂升，否則容易發(fā)生墩身扭轉(zhuǎn)或不規(guī)則錯(cuò)臺?；９しm偏比較困難，必須從滑模組裝到澆筑施工中嚴(yán)格進(jìn)行垂直度控制，滑升一次進(jìn)行一次垂直度測量。

3)混凝土嚴(yán)格分層對稱澆筑是確保密實(shí)度的關(guān)鍵，應(yīng)要求模體每次滑升的時(shí)間間隔控制在2 h以內(nèi)，每次的滑升高度控制在30 cm以內(nèi)。

4)施工中，即開始施工后，應(yīng)晝夜連續(xù)作業(yè)，不得無故中斷。遇6級以上大風(fēng)時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)。

5)對施工中必須停止?jié)仓r(shí)間超過2 h時(shí)，應(yīng)采取“緊急?；胧保⒄J(rèn)真處理形成的施工縫。當(dāng)決定復(fù)工時(shí)，應(yīng)先將其表面的殘?jiān)宄?，使用壓力水沖凈后鋪設(shè)一層10 cm厚的水泥砂漿，方可繼續(xù)澆筑原配比混合料。

5 常見問題及處理

在施工中，模體出現(xiàn)的較常見的有傾斜、平移、扭轉(zhuǎn)、變形等現(xiàn)象，其他的如混凝土出現(xiàn)的表面外觀缺陷和支撐桿彎曲也比較常見。大量的工程實(shí)踐表明，千斤頂工作不同步、荷載不均勻、澆筑不對稱、糾編過急等是產(chǎn)生此類問題的最主要原因。

在進(jìn)行問題處理的過程中，應(yīng)注意以下問題：1)在糾偏過程中，操之過急特別容易造成混凝土表面拉裂，死彎，模體變形，支撐桿彎曲等事故，必須禁止操之過急。2)對支撐桿出現(xiàn)的小幅度彎曲，通過加焊鋼筋或斜支撐來解決。對出現(xiàn)的嚴(yán)重彎曲，應(yīng)將彎曲以上部位切除，將支撐桿重新接長后與下部焊接，并加焊“人”字形斜支撐。3)對出現(xiàn)的模板變形部分較小時(shí)，可使用撐桿加壓將其復(fù)原。對模板變形嚴(yán)重的，則必須將模板拆除后進(jìn)行修復(fù)。

在施工中，應(yīng)根據(jù)問題產(chǎn)生的原因采取合理有效的處理措施。

在施工過程中，重視垂直度測量控制，堅(jiān)持把好施工質(zhì)量關(guān)，做到對發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)做出處理。

[1] 陳君龍.蘇家溝大橋高橋墩滑模設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].江西建材，2015(13)：81-82.

[2] 方建平.滑模施工技術(shù)在高橋墩施工中的應(yīng)用[J].城市建筑，2015(9)：64-69.

[3] 王貴春，胡國雙.淺談高橋墩滑模施工技術(shù)[J].交通科技，2007(5)：42-43.

The application and construction key points of sliding mode method in bridge pier column construction

Jiang Xiaolei

(Shanxi Jinzhong Road and Bridge Construction Group Limited Company, Jinzhong 030600, China)

This paper introduced the principle and characteristics of bridge pier column construction in sliding mode construction, discussed the composition of sliding mode system, combining with the engineering examples, from the sliding mode processing, steel binding, sliding slippery rise, template removal and other aspects, discussed the construction key points of sliding mode, and put forward the construction quality control measures, promoted the application of the method.

sliding mode, bridge, pier column, quality control

1009-6825(2016)12-0173-02

2016-02-17

蔣曉磊(1988- )，男，助理工程師

U445

A