淺談滑模技術(shù)在橋梁高墩建設(shè)中的施工工藝及控制

毛國(guó)林

（廣西桂通公路工程監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530021）

橋梁構(gòu)成了高速公路的主要和關(guān)鍵部分，而高墩臺(tái)施工又是橋梁建設(shè)中施工難度最大、技術(shù)含量較高的工程，其容易產(chǎn)生安全隱患和發(fā)生各類安全事故。怎樣選擇合理的施工方法，采取有效的控制措施，實(shí)現(xiàn)高墩臺(tái)施工的質(zhì)量、進(jìn)度、成本、安全指標(biāo)，成為行業(yè)探討的主要話題，筆者結(jié)合多年的施工經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要分析了滑模技術(shù)在橋梁高墩施工中的施工工藝及施工控制。

1 工藝原理及特點(diǎn)

滑模施工與翻模施工為高墩臺(tái)施工的主要方法。翻模施工是傳統(tǒng)的施工方法，模板一般分3層，每層1.5 m～2.5 m，模板通過(guò)工人用手扳葫蘆提升安裝，澆一層混凝土，支一層模板的辦法施工。它的優(yōu)點(diǎn)是外觀美觀，垂直度容易控制，但缺點(diǎn)是施工進(jìn)度慢，機(jī)械化程度低，成本較高。

液壓滑模是利用爬升式千斤頂提升模板及工作平臺(tái)，隨著混凝土的澆注，不停向上滑動(dòng)的原理進(jìn)行施工的。其工作技術(shù)性強(qiáng)，須有專業(yè)技術(shù)工人操作，但外觀卻不美觀。墩的垂直度須按《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，允許偏差為墩臺(tái)高度的0.2 %，且不超過(guò)20 mm的垂直度不易控制，所以每滑升1m就要進(jìn)行一次中心校正及水平校正。但其在薄壁空心高墩臺(tái)的施工中有機(jī)械化程度高，結(jié)構(gòu)整體性好，現(xiàn)場(chǎng)整潔文明，施工占地面小，用材省，勞動(dòng)力消耗少，工程成本低，能保證工程質(zhì)量和提高工程進(jìn)度等優(yōu)點(diǎn)，因此，滑模技術(shù)是一種較為先進(jìn)的施工工藝。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 混凝土配合比的設(shè)計(jì)

由于高墩臺(tái)多為壁厚常設(shè)計(jì)在60 cm～80 cm之間的薄壁空心墩，所以要求混凝土和易性好，石子應(yīng)選用0.5 cm～3 cm的碎石，坍落度應(yīng)控制在5 cm～7 cm之間，另外，為了外面光滑，一般不摻減水劑。滑模施工時(shí)混凝土強(qiáng)度要達(dá)到0.2 MPa～0.5 MPa即可向上提升模板，若強(qiáng)度過(guò)高，則模板與混凝土之間產(chǎn)生黏結(jié)，滑升困難，易發(fā)生拉裂、掉角現(xiàn)象。翻模施工時(shí)，拆模時(shí)間為混凝土終凝后，確保拆模不使混凝土粘模及缺邊掉角，為加快進(jìn)度可摻加早強(qiáng)劑。

滑模混凝土宜采用半干硬或低流動(dòng)混凝土，要求和易性好、不易產(chǎn)生離析、泌水現(xiàn)象，坍落度應(yīng)控制在3 cm～5 cm范圍內(nèi)。混凝土出模強(qiáng)度是設(shè)計(jì)配合比的關(guān)鍵，出模強(qiáng)度應(yīng)控制在0.2 N/mm2～0.4 N/mm2之間，以保證混凝土出模后既能易于抹光表面，不致拉裂或帶起，又能支撐上部混凝土的自重，不致流淌、坍落或變形。混凝土的凝固時(shí)間，初凝控制在 2 h左右，終凝以4 h～7 h為宜。

2.2 滑模施工的組織設(shè)計(jì)

滑模施工是一項(xiàng)綜合性工藝，為了保證連續(xù)作業(yè)和施工質(zhì)量，必須做好詳細(xì)的施工組織計(jì)劃，制定可靠的質(zhì)量保證措施，設(shè)立完善的安全保證體系。

2.3 模板制作及滑模系統(tǒng)

滑模系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、操作平臺(tái)系統(tǒng)部分組成了模板裝置。鋼模及提升架組成了滑模系統(tǒng)，鋼模均使用定型大鋼模板，模板中間采用螺栓連接。為了防止模板變形，圍圈應(yīng)有一定的剛度，圍圈接頭應(yīng)采用剛性連接，并上下錯(cuò)開(kāi)布置附著在鋼模板上聯(lián)成整體。液壓控制臺(tái)、千斤頂、油路及支承桿組成了提升系統(tǒng)。操作平臺(tái)系統(tǒng)則由外挑架及吊架組成，外挑架采用鋼管連接，為了增加整體鋼度，外設(shè)防護(hù)欄桿，并掛安全網(wǎng)。

2.4 機(jī)具設(shè)備及機(jī)械的選擇

由于用材25 mm的圓鋼的爬桿承壓能力小，較易發(fā)生彎曲，所以選用同截面的48 mm×3.5 mm鋼管。鋼管位置一般取決于墩臺(tái)的截面，爬桿應(yīng)盡量處于混凝土的中心，其數(shù)量由起重計(jì)算確定，應(yīng)做到受力均勻、提升同步并具有一定的安全儲(chǔ)備，通常其間距為1.5 m～2.5 m。同時(shí)滑模提升也應(yīng)做到垂直、均衡一致，各提升架之間的高度差要小于5 mm。為此澆筑混凝土應(yīng)嚴(yán)格保持均勻平衡，每層厚度要嚴(yán)格控制，混凝土布料也要對(duì)稱，鋼筋上料要按施工要求分成小批對(duì)稱地堆放在平臺(tái)上，為了防止滑模在不均勻荷載作用下傾斜，應(yīng)隨時(shí)對(duì)滑模的水平結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行檢查，以便及時(shí)調(diào)整加固。

施工機(jī)械的選擇上，直線橋或彎度較小，橋頭地形適宜的，最常用的方法是安裝攬索，其覆蓋面大，成本低。而彎橋，選用汽車(chē)吊或塔吊，塔吊的選擇可根據(jù)塔吊的覆蓋面具體布置，最好能覆蓋4個(gè)～6個(gè)墩臺(tái)。滑模施工可利用工作平臺(tái)而不用搭設(shè)工作支架；若為翻模則需搭設(shè)工作架。

3 高墩臺(tái)滑模施工順序

滑模要根據(jù)圖紙對(duì)內(nèi)模、外模、平臺(tái)、支撐、吊架、千斤頂?shù)牟贾眉安僮鞴竦暮侠矸胖眠M(jìn)行設(shè)計(jì)→在墩臺(tái)上按照軸線放樣組裝模板、平臺(tái)，安裝設(shè)備并進(jìn)行檢查→鋼筋安裝好后進(jìn)行混凝土澆筑，混凝土要按每層30 cm左右分層，一層一層向上澆筑→當(dāng)混凝土用手觸有硬感時(shí)（強(qiáng)度0.3 MPa左右），模板向上按5 cm的行程滑動(dòng)。按照綁鋼筋、澆混凝土滑動(dòng)模型的方法不斷循環(huán)作業(yè)→混凝土養(yǎng)生時(shí)，可在工作平臺(tái)上放一水包，將水泵到水包圍住混凝土，周?chē)眉?xì)PVC管做滴管，并利用水包里的水滴水養(yǎng)護(hù)→在正常溫度下，滑升溫度為30 cm/h左右，工人分班作業(yè)，做好交接記錄→若遇特殊情況，混凝土澆筑工作不能連續(xù)進(jìn)行時(shí)，為了防止混凝土與模板粘結(jié)，應(yīng)使千斤頂每隔1 h左右提升1次。繼續(xù)澆筑混凝土之前，須對(duì)施工縫進(jìn)行處理。

4 施工工藝

4.1 鋼筋的安裝

高墩臺(tái)施工時(shí)受力主筋一般為25 mm左右的螺紋鋼，可采用電渣壓力焊將兩根鋼筋安放成豎向?qū)有问剑煤附与娏魍ㄟ^(guò)兩鋼筋斷面間隙，在焊接層下形成電弧過(guò)程，產(chǎn)生電弧熱和電阻熱后熔化鋼筋，再施加一定壓力后完成焊接，焊劑要選通過(guò)ISO 9000認(rèn)證的產(chǎn)品，焊劑的保存要注意防潮，操作員要持有專業(yè)證件，保證焊接質(zhì)量。鋼筋綁扎每次只能綁扎到和模板相同的高度，隨著模板的滑升逐步綁扎。為施工方便，豎向鋼筋每段長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，鋼筋接長(zhǎng)時(shí)，在同一斷面內(nèi)鋼筋接頭截面積不能超過(guò)鋼筋總截面積的50 %。

4.2 滑升過(guò)程

混凝土初澆筑高度一般為60 cm～70 cm，用3 h～4 h，分2層～3層澆筑，隨后即可將模板升高5 cm，出模混凝土強(qiáng)度合格后可以將模板提升3個(gè)～5個(gè)千斤頂行程。第一個(gè)行程試滑停機(jī)后，模板結(jié)構(gòu)、滑升系統(tǒng)正常后連續(xù)滑升。在正常氣溫下，滑升速度為20 cm/h～50 cm/h，繼續(xù)綁扎鋼筋，澆筑混凝土，開(kāi)動(dòng)千斤頂，提升模板。如此反復(fù)作業(yè)，直到完成結(jié)構(gòu)工程量為止，平均每晝夜滑升2.4 m～6 m。每次澆筑混凝土應(yīng)分段、分層均勻進(jìn)行，分層厚度一般為20 cm～30 cm，每次澆筑至模板上口以下約10 cm為止。各層澆筑時(shí)間間隔應(yīng)小于混凝土的凝結(jié)時(shí)間。在分段澆筑時(shí)應(yīng)對(duì)稱澆筑，各段澆筑時(shí)間應(yīng)大致相等。為了避免增加滑行阻力，影響表面光滑，造成質(zhì)量事故，在澆筑混凝土的同時(shí)，應(yīng)隨時(shí)清理黏結(jié)在模板內(nèi)表面的砂漿或混凝土。混凝土宜采用振搗棒搗實(shí)，振搗時(shí)不得觸及鋼筋、模板和支承桿，振搗棒插入下層混凝土的深度要小于5 cm。

4.3 滑升狀態(tài)檢查控制

在滑升過(guò)程中，應(yīng)遵循“薄層澆筑，均衡提升，減少停頓”的原則，其他各工序作業(yè)不得以停滑或減緩滑速來(lái)遷就其他作業(yè)，均應(yīng)在限定時(shí)間內(nèi)完成。每滑升300 mm千斤頂用限位卡平一次，用平臺(tái)水平控制水平偏差，為了確保標(biāo)高準(zhǔn)確無(wú)誤，滑升標(biāo)高由專人負(fù)責(zé)，每滑升1.5 m根據(jù)操作平臺(tái)的水平度操平一次。滑升時(shí)，當(dāng)垂直度超過(guò)3 ram時(shí)應(yīng)采取糾偏措施。

5 施工工藝控制

5.1 高墩臺(tái)豎直度的控制

由于高墩臺(tái)豎直度允許偏差為墩臺(tái)高度的0.3 %，且要小于20 mm。為此，在施工中，每滑升l m就要進(jìn)行一次中心校正。一般是將偏扭一方的千斤頂相對(duì)提高 2 mm～4 mm后逐步糾正，為了避免產(chǎn)生明顯的彎曲現(xiàn)象，每次糾正量不宜過(guò)大。

5.2 操作平臺(tái)水平度的控制

操作平臺(tái)上材料堆放要均勻，以避免平臺(tái)傾斜，另外還要注意混凝土澆筑是否順利，要經(jīng)常進(jìn)行觀測(cè)和調(diào)整。具體做法是用水平儀觀察各千斤頂高差，并在支承桿上劃線標(biāo)記千斤頂應(yīng)滑升到的高度，在同一水平面上的千斤頂其高不宜大于20 mm，相鄰千斤頂高度差不宜大于10 mm。

5.3 橫板安裝準(zhǔn)確度的控制

滑升模板經(jīng)組裝好直到施工完畢中途一般不再拆裝。模板組裝前，要檢查起滑線以下已施工的基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)的標(biāo)高和幾何尺寸，并標(biāo)出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)軸線、邊線和提升架的位置等。

5.4 爬桿彎曲度的控制

當(dāng)爬桿彎曲程度不大時(shí)，為了防止再?gòu)潱捎娩摻钆c墩臺(tái)主筋焊接固定；當(dāng)彎曲較大時(shí)，應(yīng)切去彎曲部分，再補(bǔ)焊一截新桿；若彎曲嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)切去上部，另?yè)Q新桿；新桿與混凝土接觸部位應(yīng)墊l0 mm厚鋼靴。

6 結(jié)束語(yǔ)

總之，高墩臺(tái)施工要進(jìn)行合理地總體布局，編制詳盡的施工組織計(jì)劃，加強(qiáng)施工工藝的控制，才能確保工程順利的竣工。