李浩然

（保定市交通運(yùn)輸局蠡縣養(yǎng)路工區(qū)，河北保定 071000）

0 引言

近年來，隨著高速公路的快速發(fā)展和高速公路網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，公路線路不可避免地要經(jīng)過山區(qū)峽谷等地形，公路橋梁跨度的增大、墩柱高度的增加以及復(fù)雜的地質(zhì)條件，都對(duì)公路橋梁的高墩設(shè)計(jì)和施工提出了更高的要求，因此，橋梁高墩翻模施工法應(yīng)運(yùn)而生[1]。橋梁墩體施工中，對(duì)于高度小于20m的墩體，大多可以一次性澆筑完成；而對(duì)于高度大于20m的高墩，則一般通過滑?；蚍７ㄟM(jìn)行施工。翻模施工法作為高墩施工的重要技術(shù)之一，由傳統(tǒng)的滑模法演化而來，通過塔吊進(jìn)行整塊鋼模的提升吊裝以及臺(tái)架的施工，在工作平臺(tái)上進(jìn)行模板的裝、拆和鋼筋布置等施工作業(yè)，模板不斷翻升、交替使用，具有可靠性高、板投入少、成本較低、施工效率高等優(yōu)勢(shì)[2]。翻模法可以及時(shí)修正模板偏差，確保墩體質(zhì)量，脫模后混凝土外形美觀。其施工技術(shù)直接影響工程的整體質(zhì)量，而高墩的施工質(zhì)量主要體現(xiàn)在墩身混凝土的澆筑質(zhì)量上。

1 工程概況

某新建公路橋梁工程，橋墩分為圓端形實(shí)體橋墩和圓端形空心橋墩，橋梁墩臺(tái)主體采用C35 混凝土。該公路橋梁高墩采用翻模法進(jìn)行施工。以其中某座大橋?yàn)槔摯髽? 號(hào)橋墩為圓端形空心橋墩，墩高17.5m，壁厚0.5～0.83m。

2 公路橋梁高墩翻模施工技術(shù)

2.1 翻模施工工藝

本工程的高墩采用翻模法施工。該施工方法以施工作業(yè)平臺(tái)和模板為核心，將工作平臺(tái)搭建于腳手架上。模板分為內(nèi)模板和外模板，內(nèi)、外模板各設(shè)3 節(jié)，模板通過塔吊進(jìn)行搬運(yùn)和提升[3]。墩柱最底部混凝土一次立模澆筑完成，以第一節(jié)混凝土的模板為基礎(chǔ)，在其上安裝模板并澆筑第二節(jié)混凝土。當(dāng)?shù)?節(jié)墩身的鋼筋吊裝并綁扎焊接好后，拆卸第1節(jié)的墩身模板，清理干凈并涂抹脫模劑后提升至第3節(jié)，并將模板安裝調(diào)試好。然后進(jìn)行混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)工作，由此循環(huán)交替翻升，形成拆模、翻升、裝模、澆筑、養(yǎng)護(hù)、拆模的連續(xù)循環(huán)作業(yè)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度，完成整個(gè)墩身的施工。翻模施工工藝流程如圖1所示。墩柱每次施工的高度控制在4m 以下，同時(shí)確保同一橋墩的混凝土澆筑間隔不超過3d。墩柱的外模板選用大鋼模板，內(nèi)模采用組合定型鋼模板，鋼筋和模板由汽車起重機(jī)負(fù)責(zé)搬運(yùn)，采用混凝土泵將混凝土泵入模板中。完成一部分墩體的澆筑后先帶模澆水養(yǎng)護(hù)，待拆除模板后在混凝土上覆蓋塑料膜繼續(xù)養(yǎng)護(hù)。

圖1 翻模法工藝流程圖

2.2 模板設(shè)計(jì)

翻模法的施工模板主要由主模板、支架和施工平臺(tái)組成，根據(jù)翻模法的相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)外模板均采用6mm 厚的大塊整體鋼模，通長(zhǎng)豎肋采用[10 槽鋼。模板生產(chǎn)加工時(shí)，需派施工人員和專業(yè)工程師前往工廠進(jìn)行全程的質(zhì)量和尺寸檢查，各方面檢查合格后方可投入施工中。為保證施工過程中底節(jié)墩身模板的穩(wěn)定，在承臺(tái)上間隔1m 預(yù)埋直徑為30mm 的鋼筋，并在模板的主肋上設(shè)置[10 槽鋼作為支撐，起到固定底節(jié)模板的作用，確保模板穩(wěn)定[4]。為方便工程施工并提高工程質(zhì)量，模板的尺寸偏差和板面平整度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，整體要有較好的使用性能，保證有足夠的剛度、強(qiáng)度、周轉(zhuǎn)次數(shù)和穩(wěn)定性，安裝時(shí)要堅(jiān)實(shí)牢固，避免振搗過程中出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

2.3 模板及支架安裝

模板進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行清理、打磨、除銹，在整合模板前刷一層模板油，并用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋。然后測(cè)量橋墩的主體，將立好的模板按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正。外模板使用砂漿填充模板與承臺(tái)之間的縫隙，防止混凝土漿液滲漏，內(nèi)模板應(yīng)組裝嚴(yán)密不留縫隙。模板間用螺栓連接，采用內(nèi)撐和對(duì)拉螺桿進(jìn)行加固，螺桿采用?20mm 精軋螺紋圓鋼車絲制成，并套上硬質(zhì)PVC 管，夾具采用[10 槽鋼保證模板的牢固性。正式安裝模板前應(yīng)在地面進(jìn)行試拼，檢查模板的尺寸和連接緊密程度，并保證模板的平整度大于5mm。當(dāng)模板安裝完成后，認(rèn)真核查內(nèi)外模板尺寸的大小，檢查支撐、對(duì)拉螺桿和接連螺栓的穩(wěn)固性等，避免發(fā)生意外[5]。

外部施工平臺(tái)的支架應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性，將地基土夯實(shí)，待地基具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性之后方可在地基上搭設(shè)支架。從第二節(jié)墩身開始，在安裝鋼筋的同時(shí)安裝好托架預(yù)埋件，平臺(tái)托架通過卡頭與預(yù)埋件上的卡套連接進(jìn)一步固定。支架采用[10 槽鋼加工成型，所有立桿均設(shè)置水平支撐，橫桿和立桿之間通過端部的卡頭和焊接的卡套進(jìn)行固定。墩臺(tái)內(nèi)部施工平臺(tái)的支架為?40mm 圓鋼管搭設(shè)成的碗扣結(jié)構(gòu)。內(nèi)外支架搭設(shè)完成后，檢查整個(gè)支架的垂直度和高程是否滿足要求，支架應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以保證混凝土澆筑時(shí)不發(fā)生位移和變形。

2.4 鋼筋施工

為保證鋼筋兩頭的平整度，采用砂輪切割機(jī)進(jìn)行鋼筋切割作業(yè)。承臺(tái)澆筑前要預(yù)先埋設(shè)第一節(jié)墩身的縱向主筋，然后將承臺(tái)與墩身的錨固筋采用專用工具牢固連接在一起。按規(guī)范要求，預(yù)埋鋼筋應(yīng)保證混凝土保護(hù)層厚度滿足要求，橋墩的鋼筋與預(yù)埋鋼筋的接頭錯(cuò)開不小于35d，且接頭鋼筋面積不超過鋼筋總面積的25%。由工人在支架的作業(yè)平臺(tái)上嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋綁扎工作。鋼筋安裝完成后，采用同標(biāo)號(hào)混凝土墊塊外掛在鋼筋骨架上，以確保留有足夠的保護(hù)層厚度[6]。

2.5 混凝土澆筑

由于墩體的高度較高，根據(jù)墩身不同節(jié)段和高度，分成底部實(shí)體段、中部空心段和頂部實(shí)體段三個(gè)部分依次進(jìn)行澆筑成型。澆筑混凝土前應(yīng)清理模板和鋼筋，檢查模板的各項(xiàng)性能和模板內(nèi)側(cè)的平整度、光滑度等，同時(shí)檢查是否存在縫隙和孔洞。混凝土分層澆筑，采用輸送泵泵送混凝土，每澆筑30cm 厚，就用插入式振搗棒快插慢拔地進(jìn)行充分振搗，以排除混凝土中的空氣。安排專人在混凝土澆筑過程中觀察支架和模板的狀態(tài)，如有變形或位移等現(xiàn)象應(yīng)立即停止施工并及時(shí)校正加固。各節(jié)段的澆筑要連續(xù)進(jìn)行，如因特殊情況導(dǎo)致施工中斷時(shí)，必須采取相應(yīng)措施或按工作縫處理，以保證混凝土質(zhì)量。

2.6 模板拆除

混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%即可拆除模板。為避免混凝土表面受損，拆模時(shí)不可強(qiáng)行撬模，同時(shí)模板應(yīng)輕拿輕放，以免模板損壞變形，影響下一次使用。拆除模板后仔細(xì)檢查墩身的澆筑質(zhì)量，如有缺陷應(yīng)及時(shí)處理。

3 公路橋梁高墩翻模施工質(zhì)量控制

3.1 嚴(yán)格控制材料質(zhì)量

施工材料對(duì)工程建設(shè)具有非常重要的影響，材料質(zhì)量將影響工程質(zhì)量。因此，在公路橋梁高墩翻模施工前需要對(duì)所需的材料進(jìn)行質(zhì)量管理。施工人員在施工前一定要對(duì)材料進(jìn)行質(zhì)檢，并且安排專人看管材料。材料質(zhì)量差不僅會(huì)影響工程進(jìn)度，還會(huì)降低整個(gè)工程的質(zhì)量，因此，施工中需要采取有效措施控制材料質(zhì)量。

3.2 加強(qiáng)模板安裝

模板安裝前要檢測(cè)模板質(zhì)量，確保模板的硬度和強(qiáng)度符合施工標(biāo)準(zhǔn)，并在模板表面涂抹模板漆，保障模板在安裝過程中處于干燥狀態(tài)。管理人員按照相應(yīng)安裝流程進(jìn)行模板安裝。大型金屬模板使用吊車等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行吊裝作業(yè)。在模板安裝驗(yàn)收時(shí)，要確保模板的垂直度與剛度合格，接縫處嚴(yán)密，避免出現(xiàn)混凝土漏漿問題。

3.3 做好混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后，將混凝土表面的雜物清理干凈，然后用塑料薄膜覆蓋。安排專職養(yǎng)護(hù)人員在拆模之前定時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，確?；炷帘砻嫣幱跐駶?rùn)狀態(tài)，拆模之后涂刷養(yǎng)護(hù)劑，然后包裹塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，做好混凝土養(yǎng)護(hù)的詳細(xì)記錄[7]。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)氣溫靈活調(diào)整養(yǎng)護(hù)時(shí)間，原則上空心段混凝土的養(yǎng)護(hù)周期不得少于7d，實(shí)心段為14d。

3.4 季節(jié)性施工措施

3.4.1 夏季施工措施

夏季施工時(shí)，使用篷布覆蓋混凝土的骨料和砂，避免陽光直射，必要時(shí)采取灑水降溫。混凝土拌和用水時(shí)抽取地下水，水泥罐采用循環(huán)水噴淋降溫?；炷涟韬秃笤诔隽峡诨蚬嘧Ⅻc(diǎn)混凝土的溫度應(yīng)符合要求?；炷料募攫B(yǎng)護(hù)中，對(duì)澆筑完的混凝土及時(shí)采取薄膜+土工布覆蓋保濕措施，避免陽光直射[8-9]。

3.4.2 冬季施工措施

當(dāng)溫度持續(xù)5d 低于5℃時(shí)，混凝土灌注等施工按照冬期施工進(jìn)行，制定關(guān)于冬期澆筑混凝土及養(yǎng)護(hù)的施工方案、方法，保證混凝土溫度在澆筑后的7d 不低于10℃。冬季施工時(shí)，對(duì)混凝土的骨料和砂使用篷布覆蓋，避免受凍，攪拌站料場(chǎng)設(shè)全覆蓋輕鋼雨棚，砂倉設(shè)循環(huán)水地暖，施工時(shí)加入添加劑，以保證低溫下混凝土質(zhì)量。冬季混凝土拌和時(shí)，對(duì)所需的各項(xiàng)材料分別加熱，水泥只保溫不加熱，材料加熱的溫度以《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3650—2020）[10]為準(zhǔn)?；炷涟韬蜁r(shí)間較常溫增加50%的拌和時(shí)間，在出料口或灌注點(diǎn)混凝土的入模溫度需符合施工規(guī)范和工藝要求。冬季混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)，對(duì)澆筑完的混凝土及時(shí)采取保溫措施，避免混凝土凍結(jié)破壞。

3.5 減少風(fēng)荷載對(duì)翻模施工的影響

本工程的高墩施工模板由不同尺寸的鋼模板拼裝而成。其中，底節(jié)模板高7.2m，順橋向?qū)挾葹?.0m，橫橋向?qū)挾葹?.5m。最下方0#塊采用鋼管搭設(shè)支架，在鋼管上焊接[10槽鋼作為支撐。

橫橋向風(fēng)荷載假定垂直作用于橋梁各部分迎風(fēng)面積的形心上，且風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按公式（1）進(jìn)行計(jì)算：

式（1）中：Fwh為橫（順）橋向風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；k0、k1、k2分別為設(shè)計(jì)風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)、風(fēng)載阻力系數(shù)以及地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，查規(guī)范分別取1.0、0.8、1.0；Awh為橫（順）橋向迎風(fēng)面積；Wd為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓（kN/m2）。

調(diào)查當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)壓。本文設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速為27m/s，空氣重力密度酌取0.012，重力加速度取9.8m/s2，代入求得Wd=0.445kN/m2。因此，底部模板所承受風(fēng)荷載大小為：

橫橋向：Fwh=k0k1k2Wd Awh=1.0 × 0.8× 1.0 ×0.446 × 2.4 × 4.5=3.85kN

順橋向：=k0k1k2Wd Awh=1.0 × 0.8× 1.0 ×0.446 × 2.4 × 7.0=5.99kN

取更不利的順橋向風(fēng)荷載進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算荷載q==1.33kN，然后計(jì)算得到支反力，最大支反力Rmax=5.19kN。根據(jù)《熱軋型鋼》（GB/T 706—2016）[11]中規(guī)定的槽鋼標(biāo)準(zhǔn)尺寸，取槽鋼的計(jì)算長(zhǎng)度為1.8m。

由于高墩施工過程中，風(fēng)速對(duì)翻模的穩(wěn)定性影響極大，通過在下方0#塊采用鋼管搭設(shè)支架，在鋼管上焊接[10 槽鋼，槽鋼長(zhǎng)度為1.8m，可在節(jié)約材料成本的同時(shí)，有效減少施工過程中風(fēng)速的影響。

4 結(jié)語

目前，高墩翻模施工工藝日漸成熟和規(guī)范化，但是落實(shí)到實(shí)際工程時(shí)仍存在許多不足。本文闡述了橋梁高墩翻模施工的基本原理和主要工藝流程，并介紹了混凝土連續(xù)澆筑的方式，以及夏季、冬季翻模施工時(shí)混凝土養(yǎng)護(hù)和澆筑質(zhì)量的控制措施，可為相關(guān)工程提供參考。