劉 偉

（中鐵十七局集團第五工程有限公司，山西 太原 030032）

在我國，隨著跨河、跨海、山區(qū)等橋梁工程的建設實施，橋梁工程高墩施工技術已基本穩(wěn)定、成熟[1]，主要有各種腳手架、爬升模板、翻轉模板、滑升模板等工藝工法。根據工程特點及施工條件的不同，選擇最大限度地滿足工程項目具體需求的施工工法，以達到保證質量、保證安全、保證進度、經濟高效的目的。清水混凝土技術在我國一直以來在各種橋梁、建筑、水利水電等工程中廣泛應用，而高墩爬模施工技術在橋梁工程施工過程中，對清水混凝土施工質量控制是一個值得深入研究的課題。

1 工程概況

運三高速連接線窯頭特大橋位于山西省運城市平陸縣張村鎮(zhèn)窯頭村，全長1402m，共34 孔，橋墩大多采用空心橋墩結構形式，全橋左右幅共有58 個等截面空心墩，墩高35.3m～67.7m，50m 以上的墩占比86%，墩底2.0m 和墩頂1.5m 為實心截面，其余部分為空心截面，墩柱尺寸為2.5×7.0m、3.0×7.0m、3.5×7.0m三種形式，橫向壁厚60cm、縱向壁厚80cm。項目共投入了6 套爬模和4 套翻模模板，進行數據對比分析，總結其中的先進經驗。

2 總體技術方案

液壓爬模的頂升通過液壓油缸控制導軌和爬架兩者之間的交替頂升來實現。導軌和爬架兩者之間相互獨立，互不關聯，其進行相對運動[2]。主平臺上模板退模后在預埋的爬錐上安裝掛座體，通過調整換向盒來頂升導軌，導軌就位，固定掛座，調整換向盒，頂升爬模架體,通過導軌和爬架之間交替附墻，相互提升，爬架即可沿著墻體上預留爬錐逐層提升。采用爬模施工技術進行高墩施工安全質量可靠，施工速度快。

液壓爬模系統(tǒng)施工主要包括爬模安裝階段和正常使用階段[3]，爬模安裝階段主要工藝流程：第一節(jié)墩柱安裝爬錐預埋件及掛座、安裝主平臺和液壓系統(tǒng)、安裝模板架體和模板、安裝爬錐預埋件后混凝土澆筑、拆模安裝墩身爬模掛座、安裝導軌、爬升架體；正常使用階段主要工藝流程：下一節(jié)鋼筋綁扎、爬升架體后合模、節(jié)段混凝土澆筑、墩柱安裝爬錐預埋件及掛座、安裝主平臺和液壓系統(tǒng)、安裝模板架體和模板、拆模安裝墩身爬模掛座、導軌爬升、爬升架體[4]。

3 關鍵施工技術應用

3.1 爬模施工技術

爬模完成安裝需澆筑3 次混凝土，首節(jié)墩身混凝土施工除安裝預埋件外均與翻模相同，第二節(jié)墩身施工時安裝主平臺、液壓系統(tǒng)和拆模裝置，第三節(jié)墩身施工前安裝軌道，爬升到位后澆筑混凝土，完成預埋件周轉平臺即可按步驟循環(huán)施工。

3.1.1 預埋件安裝及首節(jié)混凝土施工

墩身首節(jié)高度為4.6m，最下面2m 為實心段。首節(jié)施工主要用于滿足爬模系統(tǒng)的安裝條件。

1.支架搭設：支架采用10#角鋼焊接，分上下兩層，主要用以主筋連接及箍筋綁扎。

2.鋼筋安裝：墩身縱向主筋長9m，通過直螺紋套筒連接，同一斷界面鋼筋接頭數量≤50%總數接頭，上、下接頭斷界面錯開1.3 倍最小搭接長度。鋼筋安裝時先接長內、外層主筋，主筋接長完成后，再進行環(huán)向水平鋼筋綁扎，形成整體鋼筋骨架。在箍筋外側靠內、外模板綁扎混凝土墊塊，墊塊相互錯開梅花形布置，墊塊厚度4cm，布設數量應不少于4 個/m2。

3.模板施工：首節(jié)外模采用爬模外模施工，內模為組合鋼模板。實心段與空心段交接面采用竹膠板封堵，模板采用φ20 對拉螺桿套PVC 管加固。

4.預埋件施工：預埋件是爬模施工的重要環(huán)節(jié)，由埋件板、受力螺、爬錐、高強螺桿栓等組成，高強螺桿與墩身鋼筋焊接后與爬錐埋入混凝土中，如果預埋件和鋼筋有沖突，可適當移動鋼筋保證預埋件位置。受力螺栓將掛座與預埋件相連，掛座固定導軌和爬架模板，爬錐和受力螺栓可循環(huán)使用，每節(jié)墩模板爬升面平行預埋2 對爬錐[5]。預埋螺栓及掛座見圖1。

圖1 預埋螺栓及掛座

5.混凝土澆筑：澆筑應分段、分層進行，每層厚度控制在30cm 左右[6]，在振搗操作中,避免振搗棒與模板、預埋件接觸，搗實混凝土以后1.5h 到初凝之前禁止振動。

3.1.2 主平臺安裝及第二節(jié)混凝土施工

1.主平臺及模板安裝：安裝主平臺及模板前需將第二層鋼筋綁扎完成，將主平臺通過預埋件安裝在預定位置，然后在主平臺上安裝模板和退模設施，最后安裝液壓系統(tǒng)。

2.混凝土澆筑：模板合模前對混凝土接茬面進行鑿毛并涂刷界面劑，安裝預埋件，內模采用塔吊進行安裝到位，外模利用退模絲桿進行合模，在模板底口貼止?jié){帶，防止漏漿，對拉桿配PVC管加固，澆筑混凝土。

3.1.3 模板爬升及第三節(jié)混凝土施工

1.爬升準備?；炷吝_到拆模強度后利用主平臺上的退模絲桿進行拆模，并清理模板及平臺，第三節(jié)鋼筋綁扎完成后，安裝預埋件、爬模掛座及導軌。

2.爬升流程。

（1）爬升導軌：當墩身混凝土達到10Mpa 后，進行導軌爬升[7]，安裝導軌上部掛座，將所有換向盒同時設置向上，換向裝置的上端頂住導軌卡槽上部后，依靠伸縮液壓桿來提升導軌，循環(huán)操作將導軌提升至新安裝的爬模掛座位置插銷固定。

（2）提升爬架及模板：爬架及模板提升需4 個液壓系統(tǒng)同時將四面爬架和模板同步提升，將所有換向盒同時設置向下，換向裝置頂住卡槽的下部后，伸縮液壓桿，反復循環(huán)操作使架體及模板爬升到位后固定。導軌提升就位后即可拆除最下面的一套爬錐及附墻裝置，周轉利用。爬升控制由一個人操作，爬升速度約為10min/m。每根導軌設有3 套爬錐及附墻裝置，其中2 套作為工作使用，1 套周轉循環(huán)利用。爬升過程換向盒調整示意見圖2。

圖2 換向盒調整示意圖

（3）澆筑第三節(jié)混凝土：架體和模板爬升到位后，調整合模絲桿進行合模，最后安裝最下層的預埋件周轉平臺，整個爬模系統(tǒng)安裝完成，澆筑第三節(jié)段混凝土。

（4）模板拆除：最后一節(jié)混凝土滿足模板拆除條件后，先拆除對拉桿、拔出后移模板插銷，將模板后移到位，用塔吊將模板拆除并吊至地面，再拆除主平臺以上的支架系統(tǒng)，然后用塔吊吊出導軌，拆除液壓、配電裝置，最后拆附墻裝置，主平臺。

3.2 消除墩柱混凝土表面氣泡施工技術

混凝土的外觀質量與施工工藝和原材料有很大關系，施工工藝方面主要是攪拌和振搗方法，這些可以通過人為操作來解決，控制原材料是至關重要的環(huán)節(jié)，墩柱C35 混凝土砂子是機制砂，機制砂的廠家要選擇沖擊式制砂機制備的砂子，顆粒級配也要滿足生產要求。粗骨料選用了5mm～10mm、10mm～20mm、16mm～31.5mm，3 個級配的石子，由于原材料進場有差別，進場的原材料發(fā)生改變時，及時進行篩分試驗調整砂石級配，確定最優(yōu)的配合比?；炷撩撃┻x用了水溶性脫模劑，使用簡單、環(huán)保。

在其他相同的條件下（模板、振搗方式），油性脫模劑容易產生大氣泡，混凝土色差大，水性脫模劑利用噴霧器均勻噴灑在清潔的模板表面，減小工人勞動強度。墩柱混凝土通過調整砂石級配，并采用水溶性脫模劑，減少混凝土表面氣泡，保持清水混凝土應有的效果。

3.3 高墩養(yǎng)護施工技術

結合液壓爬模爬升架體一直隨著墩身混凝土結構逐層升高，施工過程不需要拆除的特點，在爬模主平臺下布置一圈養(yǎng)護管道，管道上安裝霧化噴頭，管道采用直徑20mmPE 管，噴頭噴灑直徑為0.5m，現場噴頭間距按0.5m 布置。通過水泵抽水養(yǎng)護，隨著墩身升高，在中部適當位置設增壓泵，保證水壓。該噴淋養(yǎng)護裝置用水量小、效果好。

4 技術創(chuàng)新點

1.通過控制混凝土原材料、調整砂石級配和復配外加劑優(yōu)化配合比、工藝改進三方面措施，消除墩柱混凝土表面氣泡，提高了外觀質量。

2.在爬模主平臺下部布置自動噴淋養(yǎng)護裝置，隨模板提升接長，實現噴淋養(yǎng)護的自動和遠程控制，解決了高墩養(yǎng)護困難的問題。

5 效益分析

窯頭特大橋42 個橋墩采用了爬模施工，平均墩高65m，每個橋墩需施工15 個循環(huán)，從第5 個循環(huán)以后每循環(huán)可節(jié)約1.5 天，共縮短工期105 天。節(jié)約人工成本、施工電梯、塔吊成本等費用合計283.85 萬元，達到了良好的經濟效益指標。

窯頭特大橋的完成標志著運三高速連接線的全線貫通，從而真正地將運城、三門峽兩市的高速公路網絡連接起來，從此，兩市可以不出高速一路通達，有著重要的社會效益。

6 結語

項目窯頭特大橋歷時13 個月，施工中采用高墩爬模清水混凝土施工技術完成了所有空心墩，通過對爬模工藝進行改進、優(yōu)化，解決了高墩混凝土外觀質量控制難、養(yǎng)護難的技術難題，為高墩施工提供了一種安全、高效的施工方法，該橋梁墩柱施工工法得到了業(yè)主的認可，也為高墩清水混凝土研究提供參考。