高墩模板的比較與應用

谷世平

(中交一公局廈門工程有限公司　福建廈門　361021)

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高墩模板的比較與應用

谷世平

(中交一公局廈門工程有限公司福建廈門361021)

結合工程實例，系統介紹了橋梁高墩施工的各種模板系統，比較了各模板系統優缺點，選擇了適合于松下跨海大橋高墩施工的滑翻結合模板系統，并結合項目特點對傳統滑翻結合模板系統進行優化，提高了高墩施工質量。

高墩模板；比較；應用

0　引言

隨著國家高速公路網的不斷完善，高速公路工程越來越朝著西部、跨海、跨江方向發展，橋梁高墩越來越多，西部山區連續剛構橋的橋墩在百米以上已不少見，有的甚至達到200m。橋梁高墩施工的模板技術也在不斷豐富，有翻模、爬模、懸臂模板、滑模、滑翻結合、輥模等多種模板系統[1]，極大地提高了高墩施工的安全性和經濟性。但是各種模板系統均有其優缺點，每個工程都應根據其具體特點進行選擇。

1　工程概況

長平高速公路松下跨海大橋下部墩柱采用空心薄壁式墩柱，矩形斷面尺寸為7.0×3.2m(低墩區)、7.0×3.7m(高墩區)，墩柱壁厚60cm，墩底、墩頂設2.0m高實心段，實心段與標準段間設4.0m高過渡段，最小墩高27.92m，最大墩高45.25m。橋位區屬濱海地貌，海域潮型屬正規半日潮，多年平均高潮位5.84m，平均低潮位1.60m，平均海平面3.77m，平潮時海水深5～10m。全年平均風速8.42m/s，全年大于8級的大風達107d，7～9月多臺風，10月至次年元月沿海多大風。

本橋為典型的海上橋梁工程，通過在橋梁外側設置的施工棧橋到達各墩位作業點。與陸上橋梁施工相比，海上橋梁工程施工中存在著大風天氣多、施工作業面小、海水腐蝕性強等特點，影響著高墩施工的模板系統、施工工藝選擇。大風天氣多，所在區域全年大于8級的大風達107d，要求模板系統要有良好的抗風性能，滿足大風條件下仍能正常施工；施工作業面小，墩旁僅有施工棧橋，缺少模板、材料堆放場地，要求模板系統在橋墩頂狹小作業面完成安裝、修整、清理及拆除；海水腐蝕性強，要求模板系統、施工工藝必須保證高墩混凝土外美內實，避免結構存在海水侵蝕通道，保證結構耐久性。

2　高墩模板系統

目前，較為成熟的高墩施工模板系統有翻模、爬模、懸臂模板、滑模、滑翻結合、輥模等。

2.1翻模

翻模為橋梁工程墩柱施工常用模板系統，模板在高度方向由2層以上模板組成，第n節段墩柱混凝土澆筑完成后，保留墩柱頂層模板不拆除，將拆除的其它層模板安裝于頂層模板上，即頂層模板作為第n+1節段墩柱模板安裝時的支承，模板提升通過吊車、塔吊等起重設備來完成。在墩柱每層模板外側加工操作平臺，以使施工作業人員在平臺上拆卸和安裝模板[2]。

2.2爬模

爬模為懸索橋、斜拉橋等大型橋梁索塔施工最常用的模板系統，模板在高度方向僅有1層模板，模板高度通常為4.5～6.0m，模板全部支承于爬架上，每施工1節段墩柱安、拆一次模板，模板提升通過液壓系統提升爬架來完成，爬架為墩柱施工提供封閉操作平臺。

2.3懸臂模板

懸臂模板為爬模系統的簡化，即為節省模板系統投入對爬架進行簡化，省去爬架自爬升的液壓系統，同時減小爬架桿件，模板提升通過吊車、塔吊等起重設備同時提升模板與爬架來完成。

2.4滑模

滑模為水泥粉料庫、冷卻塔、煙囪等大型高聳結構常用模板系統，模板高0.3～0.6m，模板與圍圈連接，每次混凝土澆筑完成待混凝土初凝后，模板提升通過預先在墩身中預埋的鋼管及液壓系統將滑模系統整體提升來完成，模板提升時不需要拆模，模板緊貼混凝土面向上滑行。

2.5滑翻結合

滑翻結合系統是為了克服滑模施工影響混凝土外觀質量的缺點，發揮翻模的優點而改進形成的模板系統。即在滑模系統的基礎上對模板進行改進，將模板改進為翻模模板，模板與圍圈分離，模板通過倒鏈或電動卷揚機提升，圍卷及操作平臺提升與滑模系統保持一致。

2.6輥模

輥模系統也是為了克服滑模施工的缺點，發揮翻模的優點而改進形成的。將模板改進為3層優質樹脂板模板，每層樹脂板均與圍圈同高度，在圍圈與樹脂板間設置輥軸，樹脂板間通過企口縫連接，圍卷及操作平臺提升時因輥軸的存在使得樹脂板保持不動，待圍卷提升后接高樹脂板。

3　模板系統的選擇及優化

3.1模板系統選擇影響因素

與山區高墩施工相比，松下跨海大橋處于海洋環境，因大風天氣多、海水腐蝕性強等施工條件的制約，本橋模板系統選擇在充分考慮可行性、經濟性的基礎上，還需要考慮以下7個方面：

(1)需減少大塊模板高空吊裝作業，提高大風條件下施工工效，保證施工工期；

(2)模板系統需有完善的作業平臺，保證作業人員在大風條件下有可靠的安全防護；

(3)混凝土實體質量、表面質量必須滿足要求，不得有蜂窩麻面，不得有表面裂紋；

(4)墩柱分節段施工時節段數量宜少不宜多，以減少節段接縫處理，提高墩柱的整體性；

(5)節段間施工齡期差盡量縮短，減小墩柱節段間因齡期差大而導致混凝土開裂的風險；

(6)適應橋墩墩底、墩頂實心段和過渡段的結構設計；

(7)最大程度減少墩柱表面預件，減少結構混凝土腐蝕通道。

3.2模板系統選擇

各模板系統應用于松下跨海大橋高墩施工時，其優缺點比較見表1：

表1　模板系統比較表

從上表缺點項可以看出，爬模、懸臂模板、滑模、輥模四種模板系統對墩柱混凝土結構耐久性均存在不利影響，因此排除此4種模板系統。翻模與滑翻結合相比，滑翻結合在翻模的基礎上增加了可靠的操作平臺，避免了利用吊車、塔吊等額外的起重設備，避免了模板安裝、拆除所帶來的安全風險。因此，松下跨海大橋高墩施工選用滑翻結合模板系統。

3.3滑翻結合模板系統優化

傳統滑翻結合模板系統是在翻模系統(鋼模板)基礎上，增加了滑模系統的圍圈、平臺及提升系統，使得模板提升是在圍圈及平臺內通過倒鏈或電動卷揚機提升，保證了作業人員始終處于封閉的操作平臺內進行施工作業，避免了翻模施工安全風險高的缺點。但是，此系統經多個工程使用驗證后，存在如下不足：①模板系統重量大，提升系統穿心千斤頂配置數量多，墩柱內預埋鋼管數量多，增加施工成本；②圍圈與墩柱混凝土間距離較大，F架懸臂長度大，F架存在較大變形；③模板由2～3層組成，模板高度大，圍圈下方操作平臺高度大，剛度不足，存在較大晃動；④模板拆模時間長，墩柱混凝土養護不到位；⑤第n+1節段施工時，第n節段頂層模板未拆除，墩柱混凝土與頂層模板間存在間隙，混凝土澆筑時水泥漿對成品混凝土嚴重污染。

為避免以上不足，對滑翻結合模板系統進行如下優化改進：①模板由鋼模板優化為WISA板+木工字梁，大大減小模板重量；②模板由2～3層優化為1層，模板安裝、拆除工藝同爬模，模板高250cm，包邊已澆筑混凝土15cm，上口露出混凝土10cm，每節段混凝土高度225cm，詳見圖1。

優化改進后的滑翻結合模板系統較好地克服了傳統系統的不足：①模板系統較傳統系統重量得以大大減小，優化了提升系統千斤頂配置，節約了成本；②模板提升時沿水平方向僅有一層模板，減小了圍圈與墩柱間的距離，提高了F架剛度，提高了系統整體的剛度和抗風性能；③模板高度僅250cm，操作平臺與圍圈間距離小、平臺高度小，整體剛度大；④無需保留頂層模板作為下一節段施工時的支承，拆模時間短，給混凝土養護預留了充足時間；⑤模板包邊已澆筑混凝土15cm，在模板下口粘貼塑料薄膜，避免了水泥漿對成品墩柱的污染，詳見圖2。

圖1　改進后模板系統

圖2　改進前后對比

4　結語

橋梁高墩施工可選擇的模板系統眾多，但每種模板系統都有其優缺點，在選擇時必須根據工程特點進行合理選擇；同時，每種成熟的模板系統、施工工藝仍有需要優化、改進的地方。本文結合工程實例，詳細闡述了海上高墩施工時模板系統的選擇與優化，可為相類似工程提供參考。

[1]蔡新寧,李懷友.滑-翻結合液壓模板在高墩施工中的應用[J].施工技術，2014，43(16)：63-65.

[2]王恩奎.大河大橋高墩翻升模板施工簡述[J].山西建筑，2011，37(35)：159-160.

Comparison And Application Of High Pier Formwork

GU Shiping

(CCCC First Highway Xiamen Engineering CO.Ltd.,Xiamen,361021)

In this paper,combined with engineering example,described systematically various formwork systems for the construction of high pier of bridge,compared advantages and disadvantages of formwork system,selected sliding-turnover formwork system suitable for high pier construction of Songxia cross-sea bridge,and combined with the characteristics of the project to optimize the traditional sliding-turnover formwork system,improved the construction quality of high pier.

High pier formwork;Comparison;Application

谷世平(1976.02-)，男，工程師。

E-mail:183906381@qq.com

2016-02-29

TV53+8

A

1004-6135(2016)05-0092-03