空心薄壁墩滑翻結合施工新技術

楊 永 宋勇勇

（甘肅長達路業有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

1 工程概況

洋湯河特大橋主墩均為雙肢薄壁墩，其中左右線橋3 號、4 號橋墩每肢均采用箱形截面，縱橋向寬3.5m，壁厚80cm，橫橋向壁厚100cm；左右線2 和6 號橋墩為主橋與引橋間過渡墩，墩身采用空心薄壁墩，縱橋向寬3.2m，橫橋向寬6.2m；采用翻-滑結合施工工藝，主墩最高118m。

2 滑翻結合模板工藝原理

滑翻結合系統是在滑模系統基礎上改進模板系統實現翻模施工。利用滑模提升系統，將滑模固定模板系統改進為懸吊拆裝式模板系統。合模后模板與滑模圍圈桁架距離50cm，便于脫模。

3 滑翻結合模板設計

3.1 模板設計說明

翻滑結合模板系統由支承桿、爬升架、千斤頂、液壓泵組成。

支承桿：支承桿的材料為Q345 鋼材，采用無縫鋼管的直徑為φ48mm，鋼管壁厚3.5mm。底節墩身施工時，先安裝在墩身內，然后逐節焊接加長。

爬升架：3、4 號主墩滑翻系統設置12 套爬升架，爬升架橫梁、立桿、斜桿均采用雙[18a 槽鋼，各個爬升架間用I20b 工字鋼連接，內模板施工平臺通過雙拼I20b 工字鋼與I20b 工字鋼連接，立桿通過焊接與平臺桁架連接成一體。

千斤頂：采用QYD-100 型楔塊式液壓千斤頂，理論起重量100kN。在外部平臺系統要布置12 臺，千斤頂可以通過兩個內齒卡環循環工作沿支承桿向上移動爬升。內模承重梁與外側提升架連成整體，同步爬升。液壓泵：液壓泵根據千斤頂數量進行選擇，以保證墩身所有千斤頂能同步工作。使用前測試液壓泵的下列特性：

（1）液壓泵的壓力脈動值。

（2）液壓泵的流量－壓力特性。

（3）液壓泵的容積效率－壓力特性。

（4）液壓泵的總效率－壓力特性。

圖1 “翻-滑結合”液壓模板斷面

3.2 有限元分析

根據滑翻結合結構設計采用軟件進行結構有限元模型建立，通過結構類型確定合理的邊界條件，然后再根據滑翻結合模板的實際結構分布情況，進行滑翻結合結構加載荷載計算及組合，對結構進行分析驗算；通過滑翻結合結構加載荷載組合值與加載點位布置進行模板受力計算，對滑翻結合結構進行分析驗算，確保滑翻結合模板的結構剛度、強度、穩定性以及與墩身的錨固力滿足滑翻施工要求，確保薄壁墩施工的順利進行。

圖2 模型

4 滑翻結合模板

模板采用在邊框增加與圍圈固定相適應的連接孔的定型組合鋼模板。本項目根據主墩及過渡墩的墩身尺寸及其截面特點設計了10×3.5m、10×2.5m、10×2m、6.2×3.2m 四種系統。本方案以10×3.5m 的薄壁空心墩為例介紹此系統，鋼模板采用厚6mm 的鋼板冷壓成型，法蘭板采用12mm鋼板，豎肋采用10 槽鋼，背肋采用16 槽鋼，模板寬度的實際尺寸應比公稱尺寸小2mm。

5 滑翻結合模板施工方法

5.1 施工工藝流程

墩身首節段施工→施工平臺系統及液壓爬升系統安裝→鋼筋及勁性骨架安裝→模板安裝、調整、固定→混凝土澆筑→接長支撐桿→脫模、清理、限位→系統整體提升、養護→墩身封頂施工→系統裝置拆除。

5.2 主要施工方法

（1）在承臺上放出主墩平面位置，以保證墩身平面位置的準確，在每節墩身模板爬升安裝完成后，要對模板上口平面位置進行測量、檢查，保證模板上口平面位置準確，從而保證墩身垂直度。根據布置圖，將支承桿中心位置放樣并定位。

（2）為防止預埋鋼筋鋼筋水平和豎向移動，在薄壁墩施工時設置勁性骨架。勁性骨架由∠110×12 角鋼及∠75×7 角鋼構成。為便于勁性骨架安裝定位和節點板安裝，下節勁性骨架宜高出混凝土頂面30cm，在骨架頂部設置一塊鋼板以便于下一節骨架的安裝。將四個下角點與現有骨架控制點對準對齊，然后四個上角點全站儀檢查偏差，各角點的偏差要控制在±5mm 以內。

（3）滑翻結合架體系統安裝：

①安裝操作平臺系統。

a.平臺系統桁架在現場分段制作，模板安裝完成后用塔吊分邊安裝，然后將各段桁架采用剛性連接成整體，連接牢固，安裝過程中，要控制桁架整體水平，距離模板內側50cm。

b.安裝平臺與模板限位。

c.在桁架上鋪設1.5cm 厚的操作平臺竹膠板、安裝操作平臺護欄，其高度不小于120cm。

②安裝液壓爬升系統。

a.爬架加工完成后，與桁架固結。安裝爬架時，爬架立柱垂直，橫梁水平。

b.安裝千斤頂基座，基座位于爬架橫梁前端，用M20 螺栓固定在爬架橫梁上，各邊的千斤頂基座安放在一條直線上，與模板內側等距離。

c.將千斤頂固定在千斤頂基座上，然后安裝支承桿，支承桿安裝時，保持支承桿垂直，且同一排支承桿的上端，用鋼管、扣件連接定位。

d.布設、安裝液壓系統高壓主、分油管，與液壓油泵接通。

e.安裝模板吊桿。

（4）模板安裝與爬升：

①首節段模板安裝。

底節鋼筋安裝安成后，同翻模施工方法，安裝底節墩身模板，模板安裝時，保證模板平面位置及模板垂直度，內、外模板通過外套硬質PVC 塑料管的φ20 精軋螺紋鋼對拉螺桿加固。薄壁墩墩底為實心段，實心段與薄壁標準段之間為變截面段，故開始只安裝模板系統的外模部分，內模部分在實心段及馬蹄倒角澆筑完成之后安裝。

②標準段模板安裝與爬升。

施工平臺爬升到位后，拆除模板的對拉螺桿并撤出模板，內外模板均由安裝在提升架橫梁上的吊桿將其吊起。模板吊裝就位后，人工輔助安裝。模板安裝完成后，加固安裝好模板各對拉桿件，檢查模板的縫隙，采取相應措施對縫隙進行填補，保證澆筑過程中不移位、不漏漿，并對其平面位置、高程、節點聯系及穩定性等進行檢查。

（5）混凝土澆筑：澆筑方式采用泵送方式進行混凝土澆筑，一次混凝土澆筑高度為2.25m，分層均勻對稱澆筑混凝土。

（6）架體爬升：

①架體爬升。

爬升前，先固定爬桿上的定位卡環，以保證各千斤頂爬升高度相同，開動控制臺，系統爬升，同時加強支承桿的加固。

嚴格控制千斤頂的提升高度，盡量保持同步，保持操作平臺水平，千斤頂裝有限位調整卡，每20cm 應強制調平一次。

②接長支承桿。

混凝土澆筑完成后在平臺上安裝下節鋼筋和勁性骨架，接長支承桿，支承桿必須要錯頭連接，接頭不能在同一斷面上。相鄰支承桿接頭高差不應小于1m，同一高度上支承桿接頭數不應大于總量的1/4。

（7）混凝土缺陷修復、噴淋養護墩身混凝土：架體系統爬升后，對混凝土表面，節段接縫等混凝土缺陷進行修復，對拉桿孔及時封堵，打開噴淋系統，對墩身混凝土進行噴淋養護。

（8）架體拆除：墩頂施工完成后，每側使用2 個5t 手拉葫蘆將架體固定在墩頂預埋主筋上，先拆除對拉螺桿及鋼模板、液壓油路系統，接著對圍圈進行拆解，再使用塔吊對單側架體進行整體吊裝拆卸。

6 新舊施工方法對比

6.1 新施工方法優點

滑翻結合施工綜合了滑模、翻模兩種施工工藝的優點，規避了它們的缺點。在完成一個節段的鋼筋綁扎后，內、外模架體通過千斤頂沿著預埋的鋼管軌道進行整體爬升，爬升就位后，安裝拉筋及部分箍筋。再進行模板安裝，使吊于提升架的模板通過滾輪進行合模，安裝對拉拉桿，最后澆筑混凝土、養護、鑿毛及準備下一節段爬升施工。采用滑翻結合模板施工，有效避免了翻模危險性大，滑模結構物表面質量差，在提高了施工工效、節約了施工成本、降低了施工安全風險。

6.2 應用前景

橋梁工程建設的不斷發展，在崇山峻嶺中修建高架橋梁的情況越來越多，優化連續剛構梁橋空心薄壁墩施工工藝越來越有必要，本項目通過對滑翻結合模板施工方法的研究和探索，采用滑翻結合模板進行空心薄壁墩施工，達到了提高工效、減少投入、降低風險的目標。

6.3 經濟及社會效益

從質量、安全、進度方面考慮，對比翻模、滑模、液壓爬模、懸臂模板等工藝的優缺點，針對洋湯河大橋雙肢薄壁段及空心薄壁墩的工程特點，采用“滑-翻結合”的施工方法，然后結合滑模、翻模的優點，形成高墩液壓滑翻結合模板，在保證工期的同時也能滿足施工質量和安全，降低施工成本。在山區空心薄壁墩施工中具有一定的推廣意義。

7 結論

（1）通過有限元建模分析表明本文所設計的滑翻結合模板滿足工程實際要求。

（2）提出了新型的滑翻結合模板施工技術，縮短了工期，降低了施工成本，保證了施工安全，創造了良好的社會與經濟效益。