高寒地區(qū)滑模技術(shù)在橋梁施工中的應用

牛 堯

中國水利水電第十二工程局有限公司

1 前言

橋梁施工是道路交通工程中的重中之重，一般為整個項目中的核心和關(guān)鍵。滑模技術(shù)是橋梁工程施工中常用的技術(shù)之一，尤其是在高寒地區(qū)，具有更好地使用效果。兩河口水電站庫區(qū)復建縣道XV02 線密貴溝至瓦日鄉(xiāng)段Ⅸ標位于四川省甘孜州道孚縣境內(nèi)，工程區(qū)所在雅礱江流域地處青藏高原東側(cè)邊緣地帶，屬川西高原氣候區(qū)，多年平均氣溫為10.9℃，極端最高氣溫35.9℃,極端最低氣溫-15.9℃，區(qū)內(nèi)山頂面海拔一般3900m～4800m，典型的高海拔高寒氣候區(qū)。本文通過格扎寺大橋2#、3#墩身滑模混凝土澆筑施工進行分析和闡述，2#、3#墩為2×5m 矩形實心墩，墩身高度37m，4×40m+1×39mT 型梁結(jié)構(gòu)，全橋長211m。

2 施工方案的選擇

2.1 滑模設計方案的選擇

本文主要針對格扎寺大橋進行了滑模設計方案研究，根據(jù)施工質(zhì)量要求以及施工區(qū)域地質(zhì)環(huán)境狀況等因素，最終確定液壓整體滑升模板施工方法，并且將模體采用“井”型架焊接在圍圈中，能夠有效地提升施工質(zhì)量和加快施工進度。同時，滑模采用整體鋼結(jié)構(gòu)，采用自動調(diào)平液壓控制臺的滑升動力裝置。因此，本次滑模施工主要包含滑模盤、圍圈、模板、液壓系統(tǒng)、提升系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。此外，由于格扎寺大橋為矩形實心墩，即橋墩每米混凝土量小，導致混凝土、鋼筋和材料垂直運輸難度較大，故本次設計采用外模壓爬式滑模方式，滑升至蓋梁底部停滑，蓋梁施工利用其滑模平臺一并施工完成后拆除，并采用5t 卷揚機配合門架定滑輪的垂直運輸方式。

2.2 模板與圍圈方案的選擇

格扎寺大橋2#、3#橋墩為矩形實心墩，橋墩橫斷面長5m，寬2m，故滑模的圍囹采用1200cm×100cm的矩形桁架梁，將上下圍圈之間的間距控制在70cm，同時確保圍圈上口距模板上面的距離為15cm。桁架梁施工質(zhì)量是提升模板和圍圈施工質(zhì)量的前提，本次設計中桁架梁主梁采用∠100×10mm角鋼和∠80×8mm的角鋼，橋墩墩身模板采用高1.26m 的鋼板模板（δ6mm 鋼板制作），并采用∠50×5mm 角鋼作為加勁肋，并將其焊接在桁架梁上。

2.3 提升系統(tǒng)的選擇

提升系統(tǒng)是滑模與混凝土間的聯(lián)系構(gòu)件，主要用于支撐模板、圍圈、滑模盤，并且通過安裝在頂部的千斤頂支撐在爬桿上，整個滑升荷載將通過提升架傳遞給爬桿，對混凝土順利澆筑至關(guān)重要。提升架是提升系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于支撐滑模盤、模板和圍巖，并借助千斤頂傳輸給已澆混凝土進行受力。為了提高提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，根據(jù)格扎寺大橋設計要求等采用“井”型提升架，提升架主梁設計高度為3m，采用18a 槽鋼制作，并將其與圍圈焊接；同時，爬桿采用DN48×3.5鋼管制作。

2.4 滑模盤的選擇

滑模盤主要由操作盤和輔助盤組成，前者主要為操作平臺，將承受物料、工作等載荷操作盤采用桁架梁結(jié)構(gòu)上鋪網(wǎng)紋鋼板，同時由于在施工過程中混凝土施工的側(cè)向受力較大，為確保操作盤的剛度，本次設計采用1000mm×1000mm 復式桁架梁為工作平臺，桁架梁采用∠63×6mm 和∠80×8mm 的角鋼制作，考慮到施工的方便性等問題，本次采用三角撐將平臺外側(cè)加寬0.5m。此外，為了便于混凝土養(yǎng)護和混凝土脫模后處理以及缺陷修補等，在桁架梁下端吊掛一輔助平臺，輔助平臺寬80cm，采用∠63×6mm 角鋼制作，并鋪設δ=5cm 的馬道板，再將其按照1.5m的間距采用Ф14鋼筋懸掛在桁梁上，并在外側(cè)焊接圍欄，對確保施工人員的安全意義重大。

2.5 液壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)是滑模施工的動力保障，根據(jù)大橋設計特點采用承載能力為10000kg的HM-100型千斤頂即可滿足實際需求，此時爬升行程為30mm。液壓系統(tǒng)采用自動調(diào)平液壓控制臺，并將其穿過高壓油管進而與千斤頂相連。輔助系統(tǒng)是滑模施工的重要組成部分，一般包括水平測量、中心測量、灑水養(yǎng)護等裝置，其中水平測量采用水準管，確保滑模盤的水平度滿足設計要求；中心測量采用短重垂線法，便于及時觀測模體的水平位移，并在模體的4 個面對稱的布設4 根重垂線，采用激光鉛錘儀對其校正；灑水管采用Φ50mm 的軟管制作，并將其固定在叉盤上，能夠有效地提升灑水質(zhì)量。

3 滑模技術(shù)的應用

3.1 滑模調(diào)試要求

在滑模安裝完成后，需要對滑模的穩(wěn)定性等進行調(diào)試，確保滑模質(zhì)量滿足施工標準的基本要求。在滑模組裝檢查合格后對滑模的液壓系統(tǒng)、千斤頂以及爬桿等進行加固處理，完成后對滑模系統(tǒng)進行試滑升3～5個行程，再次對滑模系統(tǒng)中的液壓系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、盤面以及模板形變現(xiàn)狀等進行檢查，直至滑模調(diào)整過程中各個參數(shù)均滿足設計要求為止（圖1）。同時，為了有效防止黏膜和無法脫模等事故和施工順利進行，確保施工現(xiàn)場的電路暢通，同時做好備用電源等準備工作。

圖1 格扎寺大橋滑模施工示意圖

3.2 鋼筋加工及安裝

滑模施工中鋼筋加工和安裝環(huán)節(jié)是關(guān)鍵控制工序，本次鋼筋安裝采用邊滑升邊安裝鋼筋的方式，即采用平行作業(yè)方式。其中，鋼筋的綁扎始終超前混凝土施工30cm 左右，其連接方式采用冷剝直螺紋套筒連接法，能夠確保滑模的滑升速度相適應。為確保鋼筋加工和安裝質(zhì)量，應注意以下幾點事項。

（1）將不同型號、等級、鋼種和牌號等鋼筋分別堆放，并設置明顯的標志。

（2）盡可能地避免鋼筋銹蝕以及污染，若在露天堆放時，應將堆放場地墊高并遮蓋處理。

（3）在綁扎時應將鋼筋表明的油污、銹跡、漆皮、磷銹等清理干凈，同時確保鋼筋無彎折現(xiàn)象。

（4）橋墩鋼筋綁扎應嚴格按照設計間距、位置以及混凝土厚度等施工，墊塊采用鋸齒形墊塊，確保每平方米范圍內(nèi)的混凝土墊塊不少于4個。

（5）應預留下一節(jié)鋼筋施工的預留長度，鋼筋接長時確保主筋、箍筋和對拉筋的同步接長，使得鋼筋籠形成一個整體，能夠有效地防止形變等問題。

3.3 混凝土澆筑方法

混凝土澆筑是滑模施工的重要環(huán)節(jié)，本次墩身采用C30 混凝土，采用集中攪拌的方式進行拌制，混凝土灌車水平運輸至澆筑點。采用卷揚機、料斗等系統(tǒng)的下料方式，為確保混凝土順利入倉，應確保混凝土不出現(xiàn)溺水現(xiàn)象，即確保其和易性良好。本次滑膜澆筑步驟采用“混凝土下料→平倉振搗（確保振搗的密實度）→滑升→鋼筋綁扎（應注意鋼筋綁扎形變問題）→下料”的順序進行。在滑模施工中應注意以下事項。

（1）在滑升過程中，確保下料的對稱性和均勻性，并按照30cm的分層厚度進行。

（2）使用插入式振搗器振搗及時地變換振搗方向?qū)θ雮}混凝土進行振搗處理，振搗深度應不得超過下層混凝土50mm，當模板滑升停止時結(jié)束振搗。

（3）嚴格控制滑模的滑升速度，一般控制在1.5 小時滑升一次，滑升高度應控制在30cm 內(nèi)，每天滑升的高度應控制在5m以內(nèi)。

此外，滑模施工中滑升速度受施工區(qū)域的氣溫條件影響較大，因此在混凝土澆筑過程中以及模板初次滑升中應遵循以下幾點。

（1）按分層厚度為30cm的要求澆筑100mm厚的半骨料混凝土或砂漿兩層，當澆筑厚度達到700mm 時開始滑升并檢查脫模混凝土的固結(jié)效果。

（2）當完成第四層澆筑后滑升15cm，再進行第五層澆筑，完成后滑升15cm～20cm 后再進行第六層澆筑，若未見其他異常現(xiàn)象，則可進行正常澆筑和滑升施工。

3.4 模板滑升施工及拆除

滑模滑升施工對橋墩整體施工質(zhì)量影響較大，應嚴格按照施工要求和質(zhì)量標準要求。當施工進入正常澆筑和滑升時，采用連續(xù)施工的方式能夠有效地提升滑模整體的施工質(zhì)量，同時應嚴格遵循滑升速度和分層澆筑厚度等，確保混凝土出模強度在0.2MPa～0.4MPa 范圍內(nèi)，確保混凝土出模時混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象。在施工過程中及時檢查千斤頂情況，對爬桿上的壓痕和受力狀況等進行分析，確保爬桿的受力狀態(tài)正常。當滑模施工完成后，必須將滑模滑升至指定位置，必須按拆除專項方案要求進行拆除模架及其他附屬物件。

4 結(jié)束語

滑模技術(shù)在現(xiàn)代化橋梁工程中的應用極為廣泛，對橋梁的施工質(zhì)量提升較為明顯，尤其是高寒地區(qū)，由于施工環(huán)境的復雜，晝夜溫差變化大，對混凝土施工質(zhì)量等要求就更高。同時，滑模施工具有施工速度快的優(yōu)勢，且模體結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，操作工藝較為簡便，可發(fā)揮較高的流水作業(yè)特點和優(yōu)越性，日澆筑高度一般5m左右較為適宜，為提升機械設備的利用效率奠定了基礎(chǔ)。此外，為了確保滑模施工質(zhì)量，應加強施工的連續(xù)性，需進行晝夜不間斷進行施工，盡可能地減少施工縫，有效地提升滑模施工質(zhì)量。當然，滑模施工也有很多需要改進和研究的地方，諸如施工準備工作、組織管理細節(jié)等方面必須充分到位，任何一環(huán)節(jié)都需有備用方案，確保萬無一失，工作任務、工作強度均較大、要求較高等特點。