空心薄壁高墩懸臂爬模施工技術

楊文杰，劉 雄

(1.浙江省交通工程建設集團有限公司市政分公司;2.長沙理工大學)

1 工程概況

龍山至永順高速公路鄭家寨大橋及苗新大橋分別位于湖南省龍山縣紅巖溪鎮卜納洞村及苗興村，分別跨河流及溪溝，溝谷兩側山坡較陡，兩岸山頂與溝谷底部高差達245 m。鄭家寨大橋及苗新大橋橋長分別為706.16 m、286.24 m(以左右幅平均值計)。上部結構為裝配式預應力混凝土連續T梁，采用先簡支后連續。鄭家寨大橋左右線分別為5 聯18跨、5 聯17 跨，具體布置為4 ×40 m +3 ×40 m +3 ×40 m +3 ×40 m+5 ×40 m、4 ×40 m+3 ×40 m+3 ×40 m+3 ×40 m+4 ×40 m;苗新大橋左右線分別為1 聯6 跨、1 聯8 跨。下部結構為空心薄壁墩和柱式墩、樁基礎。

鄭家寨大橋、苗新大橋共有空心薄壁墩23 個，其中等截面空心薄壁墩11 個，變截面薄壁空心墩12 個，高度在42.11～93.669 m 之間。等截面薄壁空心墩截面尺寸有3 m ×5 m、3.2 m×5.5 m 兩種，對應橋墩壁厚分別為50 cm、60 cm，其中順橋向寬為3 m(3.2 m)，橫橋向寬5 m(5.5 m)。變截面薄壁空心墩墩頂截面尺寸為2.7 m×5 m，墩身薄以1∶100坡度向下擴大，墩身壁厚為60 cm。

2 施工方案比選

2.1 空心墩常規施工方法及優缺點

空心薄壁高墩施工一般采用的施工方法有滑模、液壓爬模及翻模。

滑模施工速度快，但混凝土外觀質量差，工藝要求嚴格，需要專業施工人員，質量難以控制，管理難度較大。

液壓爬模施工具有大模板及滑模共同的優點，墩身垂直度及平整度容易控制，外觀質量好，安全系數高，但結構相比翻模要復雜，造價高。

翻模施工工藝簡單，外觀質量一般，能充分利用用于材料垂直提升的塔吊，投入較少，但翻模一般分三層，上層模板以下層模板作為支承，施工速度較慢，控制相對較難，安全系數低。

懸臂爬模施工是最近幾年出現一種新型模板體系，原理是對翻模的一種改進，提高了安全系數、外觀質量和施工進度。

結合本橋實際從工期、安全性能、經濟和技術先進方面綜合比較，懸臂爬模施工處于優勢，最終研究決定采用懸臂爬模施工。

2.2 懸臂模板優點

懸臂模板體系，是相對傳統的支架體系，有許多優點:

(1)模板同支架一起吊裝，模板不落地，即節省了空間又減少了模板的磨損、碰撞，增加模板的周轉次數。

(2)提供全方位的操作平臺，施工單位不必重復搭設操作平臺而浪費材料和勞動力。

(3)結構施工誤差小，糾偏簡單，施工誤差可逐層消除。

(4)施工速度快，可以提高工程施工速度(平均4 d 一層)，最快的可達到3 d。

(5)模板部分可整體后移600 mm。

(6)模板部分可相對支撐架部分上下左右調節，使用靈活。

(7)利用斜撐模板可前后傾斜，最大角度為±18°。

(8)架體部分重量輕，結構合理。

(9)主體部件各部分可自由拆卸和組拼，便于運輸和存放。

(10)各連接件標準化程度高，通用性強。

3 模板設計

3.1 外模模板

(1)懸臂模板的組成

懸臂模板主要由六部分組成:主背楞、模板、后移裝置、斜撐承重三角架、埋件系統、吊平臺。兩榀支架作為一個單元塊。

模板系統采用面板(面板厚21 mm，芬蘭進口維薩板)與木工字梁相結合的模板體系。

(1)等截面外模板設計(以5 500 mm×3 200 mm 等截面墩為例)

(2)變截面外模板設計(以6 863 mm×4 563 mm 變截面墩為例)

考慮到變截面墩身為雙向收分結構，為方便施工，外模采用兩端固定模板+中間抽塊模板(按N ×90 mm 變化)進行變化，施工前應提前準備各種抽塊模板，模板上升固定位置時進行對號拆換。

3.2 內模模板

內模板采用2 cm 竹膠板拼裝而成，豎向背楞采用8 cm方木，最大間距52.5 cm，水平背楞為雙10 cm 方木，間距1.2 m。其中，變截面內模采用同外模模板抽塊變化相同的形式實現變化。

4 施工步驟及工藝流程

4.1 施工步驟

空心薄壁墩采用分節循環施工，每標準節施工高度為4.5m。施工步驟為:

第一步，先按常規方法綁扎鋼筋、立模，澆筑第一節墩身混凝土時，需預埋好模板固定裝置;在模板就位前，通過模板面板上的孔，將埋件系統(埋件板、受力螺桿、爬錐)用M36X60 高強螺栓臨時固定在模板上。

第二步，拆除模板，安裝支架，將模板系統整體提升掛在預埋的爬錐上，綁扎安裝鋼筋、合模、澆筑混凝土，完成第二節墩身施工。

第三步:整體提升懸臂模板系統至下一節段，安裝吊平臺，拆除上一節段預埋爬錐，以此不斷提升模板澆筑混凝土，循環施工直至設計高程。

4.2 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程圖

5 質量控制

加強面板保護，表面涂專用脫模劑，破損部位用摻有固化劑的樹脂或膩子填補，嚴禁用鐵質鏟清除表面。模板安裝完成后，斷面轉角處用對拉螺桿拉緊，保證模板整體性。

模板拼裝成型標準:板面對角線誤差小于3 mm，兩塊模板拼縫間隙±0.5 mm，板面平整度±0.5 mm，局部變形不大于1 mm。為保證澆筑節段上下接縫無錯臺和漏漿現象，模板需與已澆筑混凝土上沿反包15 cm，并貼合緊密。

6 結 語

鄭家寨大橋及苗新大橋的空心薄壁高墩施工中采用懸臂模板施工技術，有效克服墩身施工的難點，施工效果顯著，主要體現在施工工期速度快、施工質量美觀、施工成本合理，具有較高的推廣價值。在等截面空心薄壁高墩懸臂爬模施工中對內模板進行了優化，使模板提升過程中實現了內模與外模整體提升，每一節段4 d 即可完成，提高了工效，縮短了施工周期。

［1］吳新民，大溪豐大橋箱型空心薄壁高墩身施工技術［J］.公路交通科技(應用技術版)，2011，(8):289－291.

［2］吳秋良，劉宗建.變截面空心薄壁墩懸臂爬模施工技術［J］.重慶建筑，2009，8(69):16－18.

［3］劉艷霞.變截面空心薄壁高墩懸臂爬模施工技術［J］.鐵道建筑技術，2013(4):113－115.

［4］公路橋涵施工技術規范(JTJ041－ 2000)［S］.

［5］交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊:橋涵(上冊)［M］.北京:人民交通出版社，2000.