橋梁高墩懸臂模板施工技術研究

苑慶峰

(中鐵開發(fā)投資集團有限公司，云南 昆明 650100)

0 前 言

隨著我國加大對西部地區(qū)經(jīng)濟的扶持和投入，西部山區(qū)高速路的修建項目越來越多，公路特大、大橋不斷出現(xiàn)，其下部墩身結構形式多種多樣，鋼筋混凝土實心高墩就是其中的一種形式，但其存在施工難度大、安全要求高、工期長、施工繁瑣等缺點，施工多采用滑膜、爬模和翻模[1]。為達到高橋橋墩的安全、優(yōu)質(zhì)、高效施工的目的，懸臂模板施工技術在近幾年得到了較好的推廣和應用。

1 工程概述

1.1 工程概況

貴州省威寧至圍杖(黔滇界)高速公路老山坡大橋中心樁號為ZK13+174～YK13+133，分左右幅設計，單幅長374 m，橋跨布置為2×30 m預應力混凝土(后張)先簡支后連續(xù)T梁+(56+100+56)m預應力混凝土連續(xù)剛構+3×30 m預應力混凝土(后張)先簡支后連續(xù)T梁；其中2#墩高36 m，5#墩高38 m，為獨柱實心墩，結構尺寸為6.5×2.6(m)。墩身施工均屬于高空作業(yè)，且工作面狹小、施工難度大、安全風險高。

1.2 氣候、水文、地質(zhì)

1)氣候。本橋所在區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候區(qū)，全年平均氣溫為28.6℃，其中平均最低氣溫為-9.2℃，最低氣溫為-13.1℃，最高氣溫可達30.9℃；全年平均風速為16.2 m/s，最大風速可達20.0 m/s，相對濕度平均為78.9%，全年平均降水量900.1 mm，日照時數(shù)為1 686 h，年均無霜期207 d；災害氣候主要為干旱、冰雹、道春寒、霜凍、洪澇。

2)水文。該工程所處地理位置的水文條件：具有松散堆積層孔隙水、碳酸鹽巖裂隙溶水和基巖裂隙水，其中大部分是碳酸鹽巖裂隙溶水和基巖裂隙水。

3)地質(zhì)。橋址處位于云貴高原，烏蒙山脈北段，地勢北高南低；屬淺、中切中山溶蝕、溶蝕侵蝕地貌類型。由于該地區(qū)地理構造較為復雜，因此，該地區(qū)的賦水規(guī)律以及巖溶發(fā)育對工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)造成的影響較大。該區(qū)域的地下水形成與該區(qū)域的地質(zhì)條件、巖石特性有較大關系，由于這些因素的綜合作用造成了地下水未形成規(guī)律，同時地下水富集、類型、動態(tài)以及水動力形成也難以發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部規(guī)律。

2 懸臂模板的組成、安裝

2.1 組 成

懸臂模板由多個構件以及系統(tǒng)組成，這其中包括挑架、模板、吊平臺、主背楞、埋件系統(tǒng)、斜撐以及三腳架等，構造如圖1所示。

圖1 懸臂模板組成圖

直墻模板的構成方式是運用地板釘和自攻螺絲將豎肋(木工字梁)與膠合板進行連接。使用連接爪將橫肋(雙槽鋼背楞)和豎肋進行連接，同時在豎肋兩側設置吊鉤；使用芯帶將模板進行連接，使用芯帶銷進行固定，旨在保證模板的整體性和確保模板受力均勻；而直墻模板的模板類型是用裝卸式模板，該類型模板拼裝較為簡便。

主平臺為雙拼20號槽鋼3道/處、其余平臺梁為雙拼14號槽鋼3道/處，所有平臺板采用3 mm鋼花紋板鋪設；外防護采用鋼絲網(wǎng)防護。

2.2 安 裝

根據(jù)測量放樣在承臺上確定墩身的4個角點，用塔吊將模板立于承臺上臨時固定，然后關模調(diào)平，用對拉螺栓加固模板；根據(jù)定位螺栓的位置在面板上打孔，埋件通過定位螺栓固定在面板上；埋件板、高強螺桿和爬錐為螺紋連接，高強螺桿上的警示線應旋入爬錐和埋件板內(nèi)；混凝土澆筑前模板、爬錐上均勻涂脫模劑；經(jīng)檢查合格后完成第一次模板安裝。當已澆筑的混凝土強度達到10 MPa時拆除模板，將模板調(diào)離位置，安裝背楞、斜撐、調(diào)架等；吊裝三腳架，按設計圖紙掛在相應的埋件點上，插上安全銷固定；清理模板表面雜物后利用塔吊吊裝就位，通過可調(diào)斜撐調(diào)整模板的垂直度，再通過后移裝置將模板下沿與上次澆筑完成的混凝土結構面頂緊，確保不漏漿、不錯臺，在檢查合格后完成第二次安裝；如此循環(huán)作業(yè)，直至完成全墩混凝土的澆筑施工。

3 工程施工工藝

3.1 安裝塔吊

施工過程中需要保證每個墩身配有一臺塔吊。塔吊位置的選擇需根據(jù)橋軸線進行布置，附墻桿需要緊靠墩身內(nèi)側，塔吊的基礎施工需要進行混凝土澆筑，同時還要保證塔吊操控人員方便進入工作面。

3.2 安裝鋼筋與加工

3.2.1 預埋墩身鋼筋處理

墩身鋼筋測量放線需要在捆綁承臺鋼筋后進行，按照設計進行墩身主筋的預埋處理，外露的鋼筋長度為35 d并焊牢加固，這樣可有效避免承臺進行澆筑過程中出現(xiàn)移位現(xiàn)象。同時還要注意主筋與模板拉桿的位置不得沖突和重合。外露部分加工完畢后需要使用連接套筒或者塑料帽進行保護，按照設計要求進行主筋預埋，同時深度需要控制在200 cm或者150 cm。

3.2.2 加工安裝墩身鋼筋

在加工時需要提前對鋼筋表面雜物進行清理，例如鱗銹、油漬以及漆皮，同時還要對有彎度的部位進行拉直處理。根據(jù)設計圖紙箍筋，在鋼筋彎制過程中要按照設計圖紙中的鋼筋編號進行分類存放以避免混裝。

在鋼筋提升運輸時采用垂直提升的方法，按照相關要求進行四頭加工。在綁扎過程中交叉點需要用扎絲固定，一般焊接距離為1 m，可確保保護層的厚度在合理范圍。鋼筋施工中要對鋼結構旋轉(zhuǎn)爬梯、塔吊等預埋件進行預留處理。

3.3 安裝模板

對鋼筋綁扎進行質(zhì)量驗收之后接下來安裝模板。需現(xiàn)場人員對模板進行打磨以確保模板的干凈整潔，然后涂抹脫模劑。在立模之前還要對模板外側邊線進行找平，確保立模的準確。模板安裝結束后對模板進行檢查，其中包括錯臺和接縫，模板接縫一般控制在2 mm以內(nèi)，錯臺一般控制在5 mm以內(nèi)；利用鋼尺來對模板的尺寸進行檢查，同時用鉛垂儀來校對模板的垂直度。在施工過程中要嚴格控制軸線偏位，如果出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象需要立即調(diào)整。

3.4 混凝土澆筑

混凝土全部由拌和站集中拌制，混凝土運輸車運送，由混凝土高壓輸送泵泵送入模，插入式振搗棒振搗；混凝土澆筑高度超過2 m時，采用串筒下料。

在澆筑混凝土之前，現(xiàn)場施工人員需要對預埋件、支架、鋼筋和模板進行質(zhì)量驗收，達到相應要求后方可澆筑。同時將模板內(nèi)的污垢、積水以及雜物徹底清理。混凝土澆筑的平截面需要保持在35 cm水平分層，將漿料扒平后再振搗，其順序是從拐角處開始向中間振搗，振搗時間為20 s左右，當混凝土不再冒泡、不下沉和出現(xiàn)泛漿后方可停止。澆筑完畢后當混凝土強度超過2.5MPa后現(xiàn)場人員需要鑿除表面的松弱層和水泥砂漿。然后對墩身混凝土外露部分用土工布覆蓋灑水保濕養(yǎng)護，在模板外側澆水噴淋保濕養(yǎng)護；拆模后用塑料薄膜包裹保濕養(yǎng)護；當環(huán)境溫度低于5℃時，用棉被等保溫材料覆蓋保溫養(yǎng)護[2]。

在混凝土終凝后進行下一循環(huán)的鋼筋綁扎，然后拆除模板。在鋼筋綁扎完畢，拆除的模板清除板面上的混凝土、涂刷脫模劑后，用塔吊將模板安裝就位，即進入下道工序。

為保證混凝土的外觀質(zhì)量，必須保證混凝土具有良好的和易性、流動性，并控制混凝土的坍落度基本相同，以保證混凝土表面顏色一致。施工工藝流程如圖2所示。

圖2 高墩墩身施工工藝流程圖

3.5 施工測量與控制

1)墩身的平面控制。墩身在施工前根據(jù)施工設計圖紙放出墩身四個角點，在施工過程中，每澆筑4.5～9 m高墩身后對墩身的軸線偏位、平整度等進行檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整，始終保證結構物的各項指標在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

2)測量墩身高程。根據(jù)施工過程中所設置的臨時水準點，利用高精度水準儀來完成對墩身的測量。要嚴格控制測量的精準度，確保其數(shù)據(jù)符合測量的規(guī)范。施工中的臨時水準點的誤差要根據(jù)施工實際來進行控制。

3)測量墩身垂直度。墩身測量施工垂直投影或者懸掛鉛球來完成，其要求是無風狀態(tài)、施工高度在20 m以內(nèi)，當施工高度超過該數(shù)值后使用全站儀來進行軸線偏位以及平面位置的測量，同時要保證誤差在合理范圍內(nèi)。

4)墩身變形觀測。施工中墩身的沉降觀測，采用“三角高程”測量，測量精度達到三等水準測量的要求。

4 結束語

實踐證明，在實心高墩墩身施工中采用懸壁模板、塔吊垂直、混凝土高壓輸送泵泵送澆筑混凝土的施工技術，既確保了工程的質(zhì)量和安全，又加快了施工進度、降低了工程成本，是實心高墩墩身施工中一種有效的、安全的方法。

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