滑模技術在芒磨特大橋空心墩柱施工中的應用

劉振華/LIU Zhen-hua

（中鐵十六局集團第四工程有限公司，北京 101400）

在各類大橋施工過程中，空心墩柱是經常采用的結構形式。在空心墩柱施工過程中，滑模由于具有材料消耗少、局限性小、施工速度快、質量優、經濟性好等優點[1～3]，在施工現場被大量采用。楊小晶[4]結合某公路地質情況，提出了液壓滑模施工方案，同時總結了滑模的施工技術和施工工藝；汪強[5]依托滑模施工案例，系統地闡述了薄壁空心墩具體的施工方法及技術要點；熊明祥等[6]全面深入介紹了滑模施工有效保證工程質量，加快施工進度的相關措施；朱旭波[7]詳細介紹了采用定型鋼模，分段組立、分段施工的空心墩施工關鍵技術；林建川等[8]介紹了在體坡度約80°，落差近60m 的復雜險要環境條件下的空心薄壁墩滑模施工技術；楊生虎等[9]結合貴州荔榕高速公路水蒙大橋案例，對空心薄壁高墩柱液壓爬模施工工藝技術進行了詳細研究。

上述案例對空心墩的施工工藝、方法等進行了很多介紹，但是，隨著基建規模的發展，越來越大規模的橋梁建設應運而生，有必要對空心墩施工技術進行更深入的總結研究。本文結合墨江至臨滄高速公路中坡河特大橋施工案例，詳細總結了空心墩滑模的設計、施工特點，為后續施工優化提供詳實的參數。

1 工程概況

云南省墨江至臨滄公路芒磨特大橋右線全長1006m，左線全長966m。下部結構橋臺采用柱式臺，橋墩采用空心墩和柱式墩。共設置空心墩13 個，高度40～52m。空心墩計劃采用滑模工藝施工。

2 滑模設計

2.1 模板系統

墩身模板采用6mm 厚鋼板制作而成，每塊高度1.5m，加勁肋間距0.3m，采用焊接的10 號槽鋼。模板定位通過焊接于桁架梁上圍圈進行固定，圍圈間距1m，邊緣距離模板邊緣6cm。滑升過程中通過滑模支架上的內外調節桿的收緊來不斷調整內外模尺寸[10]。

2.2 提升系統

滑模的操作平臺主要通過提升系統來支撐，作為滑模澆筑混凝土的主要構件，提升系統依靠支架頂部的千斤頂安裝在爬桿上，滑升產生的荷載通過提升系統傳遞給爬架。

爬桿的剛度和質量是保證施工安全的關鍵，為提高施工安全冗余度，爬桿采用高質量的無縫鋼管焊接制作，焊縫必須飽滿，且通過打磨設備將焊縫打磨光滑，以便千斤頂能夠順利通過焊縫位置爬升。支承桿采用3～6m 長且直徑與千斤頂規格要相匹配。

2.3 操作平臺

如圖1 所示，根據施工需要，滑模的操作平臺分為主、輔兩個平臺，主平臺是主要的施工作業平臺，主平臺需要滿足能夠堆放大量物料并為施工作業人員提供足夠的操作空間等要求，還要求主操作平臺滿足人員和物料的承載力要求。

圖1 滑模組裝示意圖

輔助操作平臺主要用于混凝土的養護和修面，沿著空心墩周圍懸吊布置，一般寬度70cm，周邊安裝防護欄和密目網。為便于施工，主、輔操作平臺底部都滿鋪腳手板，腳手板的厚度不小于5cm。

2.4 液壓系統

根據施工情況和空心墩的施工要求，本項目設計千斤頂≤10t，實際采用15t 的楔塊液壓千斤頂。為了保證施工質量，控制頂升速度，在千斤頂上安裝控制閥，通過閥門的開合控制進油速度，液壓系統的千斤頂采用并聯方式組合，由主高壓的油路系統相連控制。

2.5 輔助系統

為方便施工時混凝土的養護與修復，便于施工過程中各關鍵部件、位置的變形監控量測，在模板系統上安裝了由膠質軟管組成的灑水系統、水準儀組成的水平測量系統及由重錘線組成的中心測量系統。

3 滑模施工

3.1 施工準備

1）檢查驗收進場的滑模桁架及模板，確保質量符合要求。

2）根據設計尺寸，定出墩身的中心及模板的邊緣位置，同時將墩身上部混凝土鑿毛處理，以保證澆筑混凝土的連接質量。

3）及時復合設計圖紙，準確掌握設計意圖，按要求對進場作業人員進行技術交底和安全教育。

3.2 施工工藝

滑模施工一般按照分節進行，而滑模自身的結構通過安裝在固定位置的千斤頂完成自由爬升任務。施工開始是，首先澆筑滑模內部1.5m 高度同時進行混凝土養護，當承臺頂部0.3m 以上范圍內的混凝土強度超過0.3MPa 時，利用千斤頂將滑模上升0.3m，將墩身最下側約2.5m 高的實心段施工完成后，開始安裝滑模系統的內模，后續按0.3m 每節的速度逐節澆筑和爬升。

在連續施工過程中，墩身高度逐漸增加，此時要及時接高高勁性骨架和墩身鋼筋，并對滑模下口0.3m 范圍內的墩身混凝土進行收面養護。

3.3 滑模制作拼裝

3.3.1 勁性骨架施工

滑模的勁性骨架主要由節點板和角鋼等材料焊接組合而成，焊接時要綜合考慮滑模的立模高度、鋼筋的綁扎要求以及起重機的性能。考慮到骨架的安裝需要起重機輔助作業，當吊裝到指定位置后，立即采取措施調整骨架到指定位置，然后立即焊接固定。為保證勁性骨架的安裝質量，吊點的位置要經過計算確定，以防因吊裝時碰撞到墩身鋼筋，而出現吊裝變形。

3.3.2 施工標準

1）加工檢驗標準 根據設計要求，為保證施工質量，要求勁性骨架的長、寬誤差不超過5mm，對角線長度誤差不超過6mm，軸線偏位不超過2mm。

2）安裝檢驗標準 安裝時，勁性骨架的平面誤差、外形尺寸偏差及標高誤差均要小于5mm，軸線傾斜率1/3000。

3.3.3 施工調試

滑模施工前必須經過調試，調試需要再安裝完成并驗收合格后才能進行。調試時首先安裝千斤頂及液壓系統，然后根據調試方案首先滑升3～5 個行程，根據滑升時的情況，對提升系統液壓控制系統操作平臺及模板變形情況進行全面檢查，發現問題及時解決，確保施工順利進行。

4 混凝土澆筑及滑模拆除

4.1 混凝土澆筑

墩身鋼筋綁扎嚴格按照設計及規范要求進行，但是?28mm縱向主筋必須采用直螺紋連接。鋼筋綁扎并驗收合格后開始進行墩身混凝土的澆筑。墩身混凝土強度為C40，由攪拌站拌和完成后運送到墩位處進行澆筑；澆筑施工時前3 次分別按0.2m、0.2m、0.3m 的順序澆筑，待澆筑厚度達到0.7m 且混凝土強度滿足要求后，開始第一次滑升。第一次滑升要勻速進行并保持均衡，滑升過程中要安排專人時刻檢查脫模的混凝土的凝固效果，一旦發現問題，立即記錄并安排作業人員進行整改。

第一次爬升完成后，澆筑第四次混凝土，厚度0.3m，澆筑后再次滑升10～15cm，緊接著澆筑第五次0.3m厚的混凝土，期間如果沒有異常，便可按照設計方案逐段澆筑和滑升（圖2）。

圖2 混凝土初次澆筑和模板初次滑升示意圖

4.2 滑模拆除

滑模上升到設計位置后，按照操作要求將滑模滑空，及時拆除附屬構件，然后依靠塔吊進行滑模的整體拆除。拆除施工要由專人指揮，施工人員嚴格按照操作規程穿戴防護用品并佩戴安全帽，拆卸下的部件要逐件檢查，合格的部件經捆綁牢固后統一下放或吊到指定位置，不合格的部件及時進行修理和補充。滑模拆除時要嚴格按照以下順序進行：①拆除液壓油路系統；②拆除內模板及其支撐系統；③拆除操作平臺外欄桿外鋼圈；④拆除提升架，割斷支撐桿。

5 結語

芒磨特大橋空心墩滑模施工是大橋施工的關鍵工序，也是難度、安全風險都較大的施工工序。結合施工情況，詳細總結了芒磨特大橋滑模的設計參數、施工工藝、施工要求及拆除要點，為后續類似工程的橋梁滑模施工提供詳細可參考的施工數據。