滑模法在橋梁墩柱建設中的應用及施工要點

蔣 曉 磊

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

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滑模法在橋梁墩柱建設中的應用及施工要點

蔣 曉 磊

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

介紹了橋梁墩柱建設中滑模施工的原理及特點，論述了滑模系統的構成部分，結合工程實例，從滑模加工、鋼筋綁扎、滑模滑升、模板拆除等方面，探討了滑模的施工要點，并提出了施工質控措施，促進了該工法的推廣應用。

滑模，橋梁，墩柱，質量控制

0 引言

近年來，我國公路和鐵路建設逐漸向中西部推進。在中西部地區，山區地勢陡峭，高差較大，傳統依山建路的方式是極其不適用的。參照國內外先進經驗，進行高橋墩橋梁建設是道路跨越深溝寬谷的最有效措施，不僅可以縮短線路，節省造價，使橋梁建設更為經濟合理，還能夠減少日常維護工作，有效提高工程運營效益。

在公、鐵路高橋墩建設中，很多橋梁墩高超過100 m，傳統的搭設支架方式是不可取的，一般采用無支架墩身施工法。常用的施工類型主要有翻模、滑模、爬模、滑翻結合等幾種。在工程應用中，應根據墩柱結構、施工環境、工期等多方面要素進行經濟合理性分析，確定合理的工藝類型。

與常規施工方法相比，滑模工法施工中的機械化程度高，模板拆散組裝的靈活度很高，且無需進行支模和腳手架搭設施工，可顯著縮短工期及有效降低成本。在本文中，以采用滑模工法為例，介紹了橋梁墩柱的施工工藝，以期借鑒。

1 概述

滑模工法是現澆混凝土結構工程中機械化程度較高、施工連續性好、現場場地占用少、結構整體性強、抗震性能好的施工技術。在施工過程中，沒有對拉螺桿，沒有橫向施工縫，表面平整度高。

滑模是滑動模板的簡稱，該工法是通過使用千斤頂、電動提升機等帶動模板逐段沿成型混凝土表面進行滑動提升，同步進行混凝土現澆作業，直至設計標高的施工方法。

滑模施工原理：在墩身結構施工中，將支承桿預先埋置后，通過千斤頂及提升架使其承擔模板的全部荷載。現澆后的混凝土達到設計強度后，啟動提升機將滑模裝置沿支承桿滑動到設計位置后定位(見圖1)，再進行混凝土澆筑作業，然后不斷循環直至設計標高(見圖2)。

滑模工法適宜于澆筑低流動度或半干硬性混凝土。要求結構物結構形式單一、斷面變化少、無局部凸出物及其他預埋件等物體。特別適用于高橋墩施工建設，可有效提高施工質量，還可降低施工成本，加快工程進度。

采用滑模法進行橋梁墩柱的施工中，由于綁扎鋼筋、澆筑混凝土和滑升滑模平行作業連續循環進行，可有效縮短工期，使得工效顯著提高。研究表明，與傳統的結構施工法比較，采用滑模施工可縮短工期50%以上，提高工效60%左右，具有顯著的經濟效益和社會效益。

近年來在我國橋梁建設中，滑模工法具有的顯著優勢，使得該工法越來越被重視，代表了高墩橋梁墩柱施工的方向和水平，具有極大的應用前景。

2 滑模系統構成

滑模系統主要包括提升系統、模板系統及配套設備三部分。

1)提升系統。主要由提升架、支撐桿、千斤頂、控制臺及附屬設施構成。提升架的作用在于將模板全部荷載傳遞給液壓千斤頂,并將模板和操作平臺聯接成為一個整體。支撐桿是滑模系統爬升的軌道，其被澆筑在墩壁內，采用一定規格的無縫鋼管制成，施工結束后成為橋墩結構的一部分。控制臺是施工中進行液壓千斤頂控制的操作系統。附屬設施主要是油泵、高壓油管等設備及其控制系統。

2)模板系統。主要是模板及桁架、工作臺及吊欄。滑動模板采用6 mm熱軋Q235鋼板制作，高度為1.26 m，其外側必須設置縱向加勁肋和橫向桁架。桁架是具有固定模板、保證其剛度的構件，起著將模板與提升架立柱聯接的作用，采用角鋼焊接于模板外圍。工作臺通過在桁架上搭設腳手板而成，其作用是供施工人員操作、存放原材料和工具。輔助盤設在桁架下面，用于混凝土外觀質量的檢修和養生等工作的需要。

3)配套設備。主要是混凝土、鋼筋等原材料提升設備等。在施工中，模板、工作臺和提升架是聯接在一起的整體,應實現同步滑升。

3 施工要點

在本文中，以某大橋橋墩工程為例，介紹采用滑模工法的墩柱建設的施工工藝，工藝流程：施工準備→模板安裝→鋼筋綁扎→混凝土放料→振搗→模體滑升→鋼筋綁扎……模體滑升(循環連續進行至標高)→模體拆除。

1)滑模加工及安裝。按設計要求在工廠進行模板各組件的加工(見圖3)。采用定型組合鋼模板，高度為1.26 m，面板采用δ6 mm鋼板制作，使用63×6角鋼作筋肋。模板下口必須比上口小1 cm～2 cm，以減少混凝土的摩阻力，方便滑升。模板設計中，須考慮組裝及拆卸的方便。

將驗收合格的模板組件在施工現場進行安裝，可分為整體安裝和分體安裝。裝好的模板可使用吊具吊裝到位，吊具應經設計。設置吊點應保證模板起吊時各吊點受力相等且模板不發生塑性變形。安裝及吊裝場地應堅實平整，組裝前應打掃干凈。

2)鋼筋加工及綁扎(見圖4)。在加工棚中，應按設計要求進行鋼筋構件的加工。將加工完成后的半成品分類擺放和標識，并采取必要的防潮措施。

在鋼筋綁扎的前期，應從模板底部一直綁扎至提升架橫梁的下部。起滑后，綁扎鋼筋和滑升滑模平行作業，應確保鋼筋綁扎超過混凝土一定高度，一般控制在30 cm～50 cm。在鋼筋焊接中，為確保焊接效果，應采用電渣壓力焊。

3)滑模滑升。在施工中，混凝土的初次澆筑和模體的初次滑升是非常關鍵的一環，須嚴格按以下步驟進行分層澆筑和提升。第一層先澆筑厚度控制在10 cm的半骨料混凝土或砂漿后，連續進行第二層和第三層澆筑，這兩層厚度都按30 cm進行控制，隨后模體滑升3 cm～6 cm。連續進行第四層澆筑完畢后模體滑升6 cm，繼續進行第五層澆筑完畢后模體又滑升12 cm～15 cm，澆筑第六層完畢后模體再繼續滑升20 cm，若無異常現象，方可按設計要求進行正常澆筑和滑升。

在混凝土澆筑過程中，應采用分層對稱的方式，且每層厚度不得超過30 cm。應合理確定模體的滑升速度，確保實現其連續、緩慢、勻速提升。模體滑升后，應設置專人進行脫模后的墩體表面質量檢測和外觀檢查。脫模后的混凝土表面不應存在流淌和拉裂現象，對確實需要修補的部位，應采用抹子將原漿壓平。

4)測量控制。模體的偏移及扭轉檢測可通過懸掛重垂線的方式進行，一般是在四周外模上口各設2根重垂線。為確保模體在滑升過程中的垂直度，可通過千斤頂同步器進行模體的水平控制。同時，模體的微調糾偏可通過千斤頂的高差調節來實現。當旋轉或偏移較大時，則應通過施加外力與局部千斤頂高差調整共同實施來進行糾偏。

連續循環進行模板滑升、澆筑、振搗直至設計標高即可。

5)模板拆除。澆筑至設計標高后，將滑模滑空后進行拆除作業。拆除工作應由專人統一指揮和調度，以確保人員安全和設備完整。拆卸并打包好的部件應嚴格檢查，必須確保捆綁牢固后方可下放，再將其運至下一施工點繼續使用。

4 施工質量控制要點

1)混凝土的配合比設計控制。根據不同的澆筑環境設計不同的配合比，測定混凝土坍落度、凝固時間等，確保混凝土出模強度控制在0.05 MPa～0.20 MPa的范圍內，坍落度控制在30 mm～50 mm，出模時間控制在2 h～3.5 h，初凝時間控制在4 h～4.5 h。宜選用泌水率小的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。

2)垂直度控制好壞取決于千斤頂是否同步頂升，否則容易發生墩身扭轉或不規則錯臺。滑模工法糾偏比較困難，必須從滑模組裝到澆筑施工中嚴格進行垂直度控制，滑升一次進行一次垂直度測量。

3)混凝土嚴格分層對稱澆筑是確保密實度的關鍵，應要求模體每次滑升的時間間隔控制在2 h以內，每次的滑升高度控制在30 cm以內。

4)施工中，即開始施工后，應晝夜連續作業，不得無故中斷。遇6級以上大風時，應停止作業。

5)對施工中必須停止澆筑時間超過2 h時，應采取“緊急停滑措施”，并認真處理形成的施工縫。當決定復工時，應先將其表面的殘渣清除，使用壓力水沖凈后鋪設一層10 cm厚的水泥砂漿，方可繼續澆筑原配比混合料。

5 常見問題及處理

在施工中，模體出現的較常見的有傾斜、平移、扭轉、變形等現象，其他的如混凝土出現的表面外觀缺陷和支撐桿彎曲也比較常見。大量的工程實踐表明，千斤頂工作不同步、荷載不均勻、澆筑不對稱、糾編過急等是產生此類問題的最主要原因。

在進行問題處理的過程中，應注意以下問題：1)在糾偏過程中，操之過急特別容易造成混凝土表面拉裂，死彎，模體變形，支撐桿彎曲等事故，必須禁止操之過急。2)對支撐桿出現的小幅度彎曲，通過加焊鋼筋或斜支撐來解決。對出現的嚴重彎曲，應將彎曲以上部位切除，將支撐桿重新接長后與下部焊接，并加焊“人”字形斜支撐。3)對出現的模板變形部分較小時，可使用撐桿加壓將其復原。對模板變形嚴重的，則必須將模板拆除后進行修復。

在施工中，應根據問題產生的原因采取合理有效的處理措施。

在施工過程中，重視垂直度測量控制，堅持把好施工質量關，做到對發現的問題及時做出處理。

[1] 陳君龍.蘇家溝大橋高橋墩滑模設計及應用[J].江西建材，2015(13)：81-82.

[2] 方建平.滑模施工技術在高橋墩施工中的應用[J].城市建筑，2015(9)：64-69.

[3] 王貴春，胡國雙.淺談高橋墩滑模施工技術[J].交通科技，2007(5)：42-43.

The application and construction key points of sliding mode method in bridge pier column construction

Jiang Xiaolei

(Shanxi Jinzhong Road and Bridge Construction Group Limited Company, Jinzhong 030600, China)

This paper introduced the principle and characteristics of bridge pier column construction in sliding mode construction, discussed the composition of sliding mode system, combining with the engineering examples, from the sliding mode processing, steel binding, sliding slippery rise, template removal and other aspects, discussed the construction key points of sliding mode, and put forward the construction quality control measures, promoted the application of the method.

sliding mode, bridge, pier column, quality control

1009-6825(2016)12-0173-02

2016-02-17

蔣曉磊(1988- )，男，助理工程師

U445

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