孫永江，代岳龍

（1.甘肅路橋公路投資有限公司，甘肅 蘭州 730000；2.中交二航局六分公司，湖北 武漢 430040）

1 概述

目前國(guó)內(nèi)外高墩、高塔施工多采用液壓爬模施工技術(shù)，該技術(shù)成熟可靠，安全易操作[1]，但在液壓爬模施工工法中，對(duì)模板結(jié)構(gòu)及鋼筋綁扎平臺(tái)少有提及[2，3]。

隨著我國(guó)進(jìn)入“一帶一路”及“交通強(qiáng)國(guó)”建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期，西北部經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需大力建設(shè)公路橋梁工程等基礎(chǔ)設(shè)施[4]，高海拔惡劣條件下山區(qū)超高墩橋梁建設(shè)施工將會(huì)越來(lái)越多，對(duì)液壓爬模在變截面超高空心薄壁墩施工應(yīng)用中的安全性、施工工效等提出了更高的要求。本文從變截面超高空心薄壁墩液壓爬模施工中鋼筋綁扎安全性、變截面墩身模板設(shè)計(jì)和內(nèi)模提升方法等問(wèn)題出發(fā)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)出超高墩鋼筋快速綁扎平臺(tái)、模數(shù)化收分鋼模板和組合式內(nèi)?；瑒?dòng)提升裝置，達(dá)到了提升施工工效、保證施工安全的目的，為國(guó)內(nèi)高海拔嚴(yán)寒區(qū)超高墩快速施工提供了有效參考。

2 工程概況

依托項(xiàng)目區(qū)位于甘青兩省交界，青藏高原與黃土高原過(guò)渡地帶的太子山北麓，山體陡峭，山間溝谷多呈“V”字形，項(xiàng)目路線所穿越的達(dá)里加山區(qū)山體海拔在2700m 左右，屬于高寒陰濕氣候，全年氣溫偏低，冬期時(shí)間長(zhǎng)，有效施工時(shí)間短；臥龍溝3#特大橋?yàn)樵擁?xiàng)目一座多跨連續(xù)剛構(gòu)橋，其2-10 號(hào)墩均為空心薄壁墩，最大墩身高度為155m，部分墩身截面四面收分，施工均采用液壓爬模工藝。有效施工時(shí)間短、墩身變截面設(shè)計(jì)、內(nèi)模提升安全風(fēng)險(xiǎn)大為該橋下構(gòu)施工的重、難點(diǎn)。如圖1 所示。

圖1 依托工程橋型布置圖

3 工程特點(diǎn)難點(diǎn)

1）項(xiàng)目所在地屬于高寒高海拔陰濕氣候，全年低溫期長(zhǎng)，降雪持續(xù)時(shí)間為11 月至次年5 月，而7月至9 月為雨季，降雨強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)年有效施工時(shí)間不足8 個(gè)月。

2）變截面墩柱高達(dá)155m，四面收坡，按照常規(guī)4.5m 標(biāo)準(zhǔn)段分節(jié)施工，循環(huán)次數(shù)多，施工周期長(zhǎng)。

3）在高海拔區(qū)，高空作業(yè)人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高、效率低。

4 工藝優(yōu)化方向

1）開(kāi)發(fā)高墩鋼筋快速的綁扎平臺(tái)。高墩墩身鋼筋綁扎平臺(tái)較普遍的做法是借助于特制的外架來(lái)完成鋼筋的綁扎，傳統(tǒng)的外架采用腳手管搭設(shè)，通常腳手管結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，搭建時(shí)間長(zhǎng)，扣件螺栓易損壞丟失，占用空間較大，易形成封閉的空間不方便鋼筋吊裝和人員的操作，搭建完成的支架高度不方便調(diào)整，存在成本高、拆裝繁瑣、施工周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，不便于較高墩身鋼筋綁扎施工。

通過(guò)研發(fā)一種高墩鋼筋籠的綁扎平臺(tái)——采用簡(jiǎn)單、便于操作和加工的簡(jiǎn)易掛架平臺(tái)用于較高墩身、結(jié)構(gòu)物較復(fù)雜的鋼筋籠綁扎平臺(tái)，以解決上述問(wèn)題。

2）大節(jié)段模數(shù)化收分鋼模板設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目超高墩（155m）因有效施工工期短（年不足8 個(gè)月）及變截面墩身施工中需逐節(jié)收分，常規(guī)的4.5m 分節(jié)施工工藝存在節(jié)段間接縫多、施工效率低、墩身偏位控制難度大、安全隱患大等問(wèn)題，較難滿足本項(xiàng)目施工進(jìn)度及安全質(zhì)量控制要求，經(jīng)研究設(shè)計(jì)出了6m 大節(jié)段模數(shù)化收分液壓爬模鋼模板。

3）組合式滑動(dòng)內(nèi)模板施工優(yōu)化。對(duì)于超高墩施工，內(nèi)模板常規(guī)施工方法主要有滑模、爬模和翻模，各系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)也比較明顯。根據(jù)本項(xiàng)目墩身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及內(nèi)部空間限制條件，通過(guò)綜合滑模、爬模、翻模各工藝特點(diǎn)，提出一種組合式滑動(dòng)內(nèi)模板，解決空心薄壁高墩內(nèi)部操作空間小、內(nèi)模板提升安拆難度大、施工風(fēng)險(xiǎn)高、混凝土外觀質(zhì)量上較難控制的難題。

5 關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化施工

5.1 空心薄壁墩鋼筋綁扎平臺(tái)優(yōu)化

鋼筋綁扎平臺(tái)由簡(jiǎn)易掛鉤、護(hù)欄、木跳板組成，如圖2 所示。

圖2 鋼筋綁扎平臺(tái)側(cè)面示意圖

其中，簡(jiǎn)易掛鉤又可分為五個(gè)部分組成：拉鉤；架底擋桿（約40cm 與胎架垂直）；主胎架；胎架連接桿；護(hù)欄安置桿。如圖3 所示。

圖3 鋼筋綁扎平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖

1）拉鉤：結(jié)構(gòu)為半徑5-8cm 圓弧段加5cm 的直線段構(gòu)成，用于勾住鋼筋籠的水平鋼筋或箍筋給整個(gè)掛架系統(tǒng)提供豎向支持力，拉鉤大小可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；

2）架底擋桿：與鋼筋籠的主筋相接觸并垂直于主筋，起連接胎架和保證胎架穩(wěn)定性的作用，為整個(gè)掛架系統(tǒng)提供水平方向的支持力；

3）主胎架：由“V”字形底架和水平橫梁組成，“V”字形底架用于連接拉鉤、擋桿、護(hù)欄安置桿；水平橫梁用于支撐木跳板提供工作平臺(tái)；

4）胎架連接桿：將兩個(gè)胎架連接起來(lái)用于增加胎架系統(tǒng)的穩(wěn)定性和承載力；

5）護(hù)欄安置桿：連接在主胎架上用于護(hù)欄的安裝，為整個(gè)掛架系統(tǒng)提供安全保障。

5.2 6m 大節(jié)段模數(shù)化收分鋼模板設(shè)計(jì)

項(xiàng)目墩柱設(shè)計(jì)為變截面空心薄壁墩，四面按60：1、80：1 比例進(jìn)行收分，采用液壓自爬模系統(tǒng)施工，為保證施工效率，將節(jié)段施工由原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)4.5m/節(jié)段增加至標(biāo)準(zhǔn)6m/節(jié)段，同時(shí)，按照墩柱收分坡率，在模板加工時(shí)設(shè)置收分調(diào)節(jié)模板，在調(diào)節(jié)模板背面提前按每節(jié)段收分寬度設(shè)置邊框，逐節(jié)段沿邊框切割，不僅提高了施工效率，保證了模板拼裝精度，減少了模板拼縫，并且節(jié)省材料，經(jīng)濟(jì)效益顯著。如圖4 所示。

圖4 6m 大節(jié)段模數(shù)化收分鋼模板設(shè)計(jì)示意圖

①將墩柱單面模板分三塊制作，兩側(cè)設(shè)置模數(shù)化收分調(diào)節(jié)模板；②邊框間距L 根據(jù)每節(jié)段收分寬度設(shè)置，逐節(jié)段沿邊框切割，并打磨平直；③邊框設(shè)置螺栓孔，均與陽(yáng)角模螺栓孔匹配。

由于塔柱為單箱室結(jié)構(gòu)，為方便混凝土澆筑，將模板設(shè)計(jì)為6.15m，其中下部0.1m 作為已澆筑砼面的模板支撐點(diǎn)，上部0.05m 防止砼漿水溢出污濁砼表面和工作平臺(tái)。每節(jié)段模板使用，需使用高精度測(cè)量?jī)x器進(jìn)行精確定位，澆注砼前，需檢查模板上各拉桿是否都上緊。

5.3 組合式滑動(dòng)內(nèi)模板設(shè)計(jì)優(yōu)化

因塔柱內(nèi)部空間有限，無(wú)法采用液壓爬模系統(tǒng)，而翻模施工存在安全風(fēng)險(xiǎn)大、模板投入多、施工效率低等問(wèn)題，因此本項(xiàng)目高墩施工內(nèi)模采用滑模系統(tǒng)，這種系統(tǒng)具有施工速度快、結(jié)構(gòu)整體性較好、利于模板調(diào)整、操作方便、施工效率高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)為進(jìn)一步克服滑模施工外觀質(zhì)量差、養(yǎng)護(hù)難度大等缺點(diǎn)，研究出一種“組合式滑動(dòng)內(nèi)模板”，組合式滑動(dòng)內(nèi)模板優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的組成包括：支撐裝置、液壓系統(tǒng)裝置、GMT 模板（一種玻璃纖維連續(xù)）、滑動(dòng)裝置、鋼模板、固定裝置、施工操作平臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)斷面總體布置圖如圖5 所示。

圖5 組合式滑動(dòng)模板布置示意圖

模板設(shè)計(jì)分為兩層，外層為普通鋼模板，內(nèi)層為GMT 材料模板，其中將內(nèi)層模板設(shè)計(jì)成三節(jié)段為周轉(zhuǎn)循環(huán)利用，混凝土澆筑完成后，外層模板滑動(dòng)上升可用作下節(jié)段施工平臺(tái)，內(nèi)層GMT 模板不動(dòng)，對(duì)混凝土表面起到養(yǎng)生保護(hù)作用。如圖6-7 所示。

圖6 GMT 模板平面示意圖

圖7 鋼模板立面示意圖

6 結(jié)束語(yǔ)

依托既有工程臥龍溝3 號(hào)特大橋墩柱施工，針對(duì)西北有效施工期短、海拔高、墩身施工風(fēng)險(xiǎn)大等難點(diǎn)，在借鑒國(guó)內(nèi)外類似施工技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)液壓爬模施工工法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，尤其在常規(guī)液壓爬模施工工藝基礎(chǔ)上，針對(duì)變截面超高空心薄壁墩快速化施工需求，設(shè)計(jì)出了新型超高墩鋼筋快速的綁扎平臺(tái)、模數(shù)化收分鋼模板以及組合式內(nèi)?；瑒?dòng)提升裝置，將新型平臺(tái)、模板設(shè)計(jì)與液壓爬模施工技術(shù)結(jié)合，形成了創(chuàng)新技術(shù)成果，有效保證了西北高海拔地區(qū)變截面超高墩施工的安全，大大提高施工工效，有助于行業(yè)內(nèi)技術(shù)水平的提升，在同類超高墩快速化施工具有極大推廣應(yīng)用價(jià)值。