矮塔斜拉橋主墩墩柱模板設計與施工技術分析

康清義

廣東省基礎工程集團有限公司，廣東 廣州 510700

1 工程概況

廣西西南邊境城市發展項目防城港市公車片區路網工程——防城港市暗埠江大橋建設工程位于暗埠江江口附近，河道順直，河床較平緩，兩岸為低嶺地貌，水面寬約200m，流向為自北向南。擬建大橋緊臨大海，其水位直接受海潮起伏影響，水深約為3～7m，即日間水位變化幅度約為4m，平均潮位約為3m。

暗埠江大橋共設置1#和2# 2個主橋墩，均采用C40薄壁鋼筋混凝土墩柱，并在墩頂設置支座和臨時固結體系，使墩柱與箱梁主塔在合龍前進行臨時固結。墩柱采用八角形式，長28.9m、寬4m、高6.437m。

2 主墩墩柱模板設計

2.1 模板參數設計

從墩柱施工質量考慮，該橋主墩墩柱模板采用定型鋼模板，根據《建筑施工模板安全技術規范》（JGJ 162—2008），鋼模板設計為6mm鋼板，橫肋采用10號槽鋼@300mm布置，縱肋采用雙14槽鋼@1000mm布置。模板采用對M20拉桿進行拉結，豎向間距為1000mm，橫向間距不大于1400mm，劃分為A1型（長×高為3800mm×2000mm）、A2型（長×高為1500mm×2000mm）、A3異型（長×高為1550mm×2000mm）、B1型（長×高為3800mm×500mm）、B2型（長×高為1500mm×500mm）、B3異型（長×高為1550mm×500mm），如圖1、圖2所示。

圖1 模板分塊正面設計圖（單位：mm）

圖2 模板分塊平面設計圖（單位：mm）

2.2 模板受力計算

根據《建筑施工模板安全技術規范》（JGJ 162—2008）進行驗算，主要驗算條件如下：墩柱高度為6.437m，計算時按6.5m進行核算，采用C40混凝土，坍落度為（140±20）mm，入模溫度為25℃，采用汽車泵泵送澆筑，澆筑速度V=0.6m/h，即 56m3/h。

新澆筑的混凝土作用于模板的最大側壓力標準值F可按下列公式進行計算，并取其中的較小值：

式中：γc為混凝土的重力密度，取25kN/m3；t0為新澆筑混凝土的初凝時間，t0=200÷(T+15)=4.88h（T為混凝土澆筑溫度，取25°）；β1為外加劑影響系數，取1.2；β2為坍落度影響系數，取1.15；V為混凝土澆筑速度，m/h，取0.5m/h；H為混凝土側壓力計算位置處至新澆混凝土頂面的總高度，取6.5m。

計算可得，F1=28.67kN/m2，F2=162.5kN/m2，取最小值，故最大側壓力標準值為28.67kN/m2。

2.3 混凝土施工荷載計算

振搗混凝土時，產生的荷載Q1為4kN/m2；傾倒混凝土時，產生的荷載Q2為2kN/m2。

2.4 荷載標準值與荷載設計值

（1）計算鋼模板受力的荷載標準值：Q標=F=28.67kN/m2。F為新澆筑的混凝土作用于模板的最大側壓力標準值，kN/m2。

（2）靜載計算安全系數取1.2，動載計算安全系數取1.4，計算鋼模板受力的荷載設計值：

式中：F為新澆筑的混凝土作用于模板的最大側壓力標準值，kN/m2；Q1為振搗混凝土時產生的荷載值，kN/m2；Q2為傾倒混凝土時產生的荷載值，kN/m2。

首先，面板驗算。強度驗算，選面板區格中三面固結，一面簡支的最不利受力情況進行計算。

取寬1mm的板條作為計算單元，荷載標準值Q標=0.02867N/mm，荷載設計值Q設=0.04281N/mm。

其次，橫肋驗算。橫肋間距為300mm，采用槽鋼[10，支承在豎向肋上荷載Q支=Q設×300≈0.043×300=12.9N/mm，撓度，應力，滿足要求。

最后，縱肋驗算。縱肋采用雙槽鋼[14，間距為300mm，比橫肋更能滿足要求，無須再進行計算。

2.5 主墩墩柱模板施工技術

橋墩的截面形式為等截面直線墩身，墩高約6.5m，施工時采用一次性澆筑成型，墩柱模板采用定型鋼模板，采用6mm的鋼板作為面板，模板的橫向和豎向加勁肋采用鋼板，模板端頭加勁肋采用鋼板。模板根據實際墩柱情況考慮進行分節拼裝，拼裝結束后待鋼筋綁扎完成以后立模，其定位方法如前所述。在墩柱高度較高時，工作平臺采用搭設外雙排腳手架，并在模板搭架以后在四周拉上纜風繩，加強穩定。為了防止柱模的柱腳在澆筑混凝土時發生漏漿，在立模后用低標號的水泥砂漿對柱腳進行封底。模板統一采用成品脫模劑，以保證外觀統一。

模板在施工過程中需進行受力檢算，并滿足以下要求：

（1）混凝土施工用的模板具有足夠的承載力、剛度和穩定性，在混凝土側壓力作用下變形不能過大，并且抵抗變形的剛度一致，不能有局部的變形過大，以保證結構物的幾何尺寸準確、斷面的一致，防止漿體流失。

（2）用于模板的材料表面要平整光潔、強度高、耐腐蝕，對選用的鋼模板要進行打磨、拋光處理，以保證混凝土表面的光潔度。在安裝模板之前涂刷脫模劑，柱模模板脫模劑選用新鮮的機油。

（3）模板制作的幾何尺寸應準確、拼縫嚴密，材質一致，模板的分塊板間拼縫寬度、拼板的縫間平整度都需符合施工要求。

（4）對于邊角為直角的部位，易造成局部缺棱、掉角，拆模時需要特別注意，力求減少缺棱和掉角現象的發生。

（5）模板的拼縫安裝前用砂輪機打磨平整，安裝后用玻璃膠填補，使接縫平順，同時模板的支撐必須穩固、嚴密，避免在澆筑混凝土時發生水泥漿流失現象。模板盡可能減少接縫，接縫位置整齊有序，并盡量避免接縫處于混凝土構件的大面積區域。

（6）墩柱模板采用對拉螺桿作為固定件，并組合采用鋼構件組成的鋼圍囹固定模板。模板在正式使用前需進行試拼，經驗收合格后再吊裝至澆筑構件處進行整體拼裝。

（7）模板與鋼筋安裝工作應配合進行，妨礙綁扎鋼筋的模板應待鋼筋安裝完畢后安設。由于墩身鋼筋籠內的空間較小，施工時需先進行鋼筋綁扎，然后立模板，模板立模完畢經監理工程師驗收合格方可進行混凝土澆筑。

（8）固定在模板上的預埋件和預留孔洞需安裝牢固、位置準確。

（9）模板不與腳手架發生聯系，以免在腳手架上運存材料和工人操作時引起模板變形。

（10）模板安裝完畢后，應對其平面位置、頂部標高、節點聯系、垂直度以及混凝土施工界面的清潔和鑿毛情況進行檢查，加強縱、橫向的穩定性，滿足要求后方能澆筑混凝土，如圖3所示。

圖3 主墩墩柱模板安裝施工圖

3 結束語

根據項目的特點及質量的要求，項目部對矮塔斜拉橋主墩墩柱模板進行了設計，并通過了受力驗算，在施工過程中驗證了安全性符合規范要求，取得了良好的效果，對類似的矮塔斜拉橋主墩墩柱模板設計與施工技術具有較高的參考價值。