1、1双薄壁空心高墩外翻内滑模施工技术摘要 结合汾河特大桥 75m 高双薄壁空心桥墩施工，介绍了高墩多跨连续刚构组合梁桥中双薄壁空心高墩施工方案的选取，从模板设计、机械选择、翻滑模施工等方面进行控制，阐述双薄壁空心高墩外翻内滑模施工技术，可供类似工程施工参考。 关键词 双薄壁；空心高墩；外翻内滑；施工技术 中图分类号：TU761 1 前言 随着建筑材料，工程机械的发展和工程设计理论、施工方法的逐渐成熟，在公路桥梁的设计上出现了很多高墩、刚构等构造物，特别是在山区的高速公路建设中，常常遇到一些深谷而需要建造高墩，对于这类高墩与通常的高层建筑还有很多不同之处，因此研究高墩施工技术就显得相当有意义。本方
2、案整合翻模和滑模的优点，与传统的滑模和滑模施工相比，主要有以下四种特点： 1.1 减少墩身施工缝，从根本上保证墩身的表观及内部质量； 1.2 模板只与上下层已固结的墩身模板接触，施工荷载对其不发生影响，有效地提高了立模精度； 1.3 方便施工，节省劳动力，施工周期短； 1.4 提高大型起重设备的利用率； 2 工程概况 2由我单位承建的霍永高速公路东段汾河特大桥位于山西省临汾霍州市境内，桥长 2421.96m，主桥为 66.98m+7*120m+66.98m 连续刚构，群桩基础，矩形承台，双薄壁空心墩， 11#、20#主引桥过渡墩和 12#、19#主桥桥墩采用空心墩（墩高分别为 65 m、55.
3、5 m、72.5 m、53m） ；13#18#主桥桥墩采用双薄壁空心墩（墩高分别为 75 m、72.5 m、70 m、66.5 m、63.5 m、61.5m） ；主桥墩分左右两幅，每幅由两个 2.5*6.5m的单薄壁结构组成，顺桥向单薄壁宽度 2.5m， 13#墩壁厚度横桥向为0.8m，顺桥向为 0.6m，具体尺寸见图 1 3 施工方案选定 在施工前拟定了爬模、滑模、翻模等多种施工方案进行比选。 爬模施工外爬式支架刚度较小，无法用自身结构纠正模板偏差；支架承载力小，墩身模板单块面积受到限制，模板接缝较多，容易出现错台；作业平台狭小，安全隐患多，风险大。故爬模方案满足不了高墩施工的要求。 滑模施
4、工极易产生支承杆弯曲、混凝土水平裂缝或被模板带起、局部坍塌、混凝土外观质量较差，需装饰混凝土表面、配套设备较多，投入较大、一旦施工开始，中途不能停止，在雨季施工，混凝土质量难以保证等多种问题，且模板耗钢量大，一次性投资费用较多。 翻模施工不搭设脚手架，利用主体支撑，施工操作安全快捷，材料结构简单、分层、流水施工，利于加快施工节奏，缩短工期，3 层循环提3升使用，模板使用面积小、节约材料模板设计结构合理实用，有有效的安全、质量保证措施。但对于空心墩施工时，内模作业空间狭小，且拆除时无落点存放，施工有一定的局限性。 结合工程要求，及以上三种施工方法综合考虑施工质量、工程造价、施工工期、劳动强度等多
5、种因素，对双薄壁空心高墩采用外翻内滑升模板系统进行施工。 4 模板设计及工艺原理 内滑外翻模主要由外模板、围带、拉杆、作业平台组成，由四大块组合模板及支架、内外工作平台、塔式起重机、手动葫芦组合而成的成套模具。内滑模由 1 节模板组成，模板高度 5m，外翻模由 3 节模板组成，每节模板高度 2.25m，墩底实心段完成后将第一节模板立于实心段模板上，第二节模板支立于第一节模板上，第三节模板支立于第二节模板上，一般情况下，当第三节混凝土强度达到 3MPa，第一、二节段混凝土强度达到 10MPa 是，拆除第一、二节模板，此时荷载由已硬化的墩身混凝土传至基顶，待第一、二节段模板作少量调整后利用模板内外
6、固定架和塔式起重机，手动葫芦将及翻爬至第四、五层，依次循环向上形成拆模、翻升立模、模板组拼、搭设内外工作平台、钢筋套筒连接、接长泵管道浇筑混凝土、养生和测量定位、高程测量的不间断作业，直至达到设计高度。 4.1 外模结构 考虑到拉杆布置及模板整体的受力效果，每节外模板六块定型平模组成，模板横、竖缝均采用企口方式拼接，外模板面板采用莱钢 6mm 厚4钢板，纵向采用 10#槽钢，间距 35cm，横向拉杆位置设置16 双槽钢（横纵拉杆上下错位） 。分块模板接口采用100mm100mm10mm 钢板式法兰连接，为施工的安全方便，每节段设水平桁架三道，距上下边缘35cm 各一道，中间距一道间距 80cm
7、。为保证施工安全可靠，在墩身 6.5m方向每层设五道，2.5m 方向每层设 2 道，模板转角采用 20 精轧钢进行加固，每层共设 4 道，尺寸图如下图 2 所示。 图 2 外模结构尺寸图（尺寸单位：mm） 1、2-法兰100mm100mm10mm；3-竖肋10mm；4-围带16mm；5-面板 6mm；6-拉杆垫片；7-模板掉板；8-转角加固 20 精轧钢 4.2 内模结构 考虑到内模作业空间狭小，且拆除时无落点存放，只能随着墩身的施工不断滑升，受塔吊起重能力的限制，经精确计算各项荷载，制作时弱化其结构，内模施工平台采用拉杆孔穿设精轧钢支撑，内模整体控制高度为 5.0m，底节 0.5m 固定在终
8、凝混凝土预埋件上。内模采用60cm150cm 定型钢模拼制而成，考虑到方便拆模按照模板的拆装顺序模板接缝设成企口缝，根据拉杆位置焊接16 双槽钢围带，与外模拉杆孔进行贯通，进行内外模固定，采用塔吊单块模板脱模，脱模后采用塔吊进行滑升。 54.3 模板的固定 拉杆层距选择 0.8m，拉杆孔垂直位置设在每节段 2.25m 高模板的上35cm 和下 35cm 处，第二排围带处拉杆与上下 2 层拉杆采用梅花形设置，平面每层设顺桥向五道，顺桥向设置两道，拆模后拉杆孔及时封堵，考虑到拆装和重复利用，每根拉杆均加 PVG 管，拉杆采用 20 圆钢，内外模拉杆套丝，安装双螺帽及垫片。每一节纵、横向模板，采用螺
9、栓连接成一个整体，纵、横向模板连接除采用法兰螺栓连接外，在每层围带端头采用 20 精轧钢加固，保证施工安全质量。 4.4 工作平台 外工作平台：在模板上附着比较灵巧的人行平台，宽度 1m，以能行走和进行简单操作为原则，同时起到安全防护作用。在顶面沿周边设立防护栏杆，栏杆外侧至模板设封闭安全网，施工平台上铺设 3mm 厚防滑钢板，供操作人员作业、行走、存放小型机具，整修外模板。 内工作平台：采用拉杆孔穿设精轧钢支撑，在其上铺设可随时能吊放的工作平台，工作平台共设置 2 层，第一层，直接采用钢管横担在模板顶面，负责钢筋接长、绑扎、临时存放小型机具和周转材料，混凝土浇筑施工，第二层负责拆除拉杆和配合
10、内模滑升。 5 外翻内滑模施工方法 5.1 设备配置 在每个主桥墩身左右幅之间设置 1 台 QTZ80(TC6010-6)塔吊和SC200/200 施工升降机，并尽量避开结构物的重要部位，减少施工干扰、墩身施工时，每隔 15m 预埋钢板，用于塔吊附着与墩身连接，施工升降6机主塔直接通过膨胀螺栓规定在墩身混凝土内，塔吊用于小型机具、模板、钢筋等的垂直运输，施工升降机用于施工人员上下，塔吊与承台基础一体，同时进行施工，在满足基础的强度必须抵抗塔吊的倾覆力矩及对地基产生的压强不能超过地基允许承载力的前提下、尽量节约成本，施工升降机主塔直接立于承台上。墩身混凝土灌注施工采用高压输送泵垂直提升泵送。 5
11、.2 外翻内滑施工 （1）立模准备。根据承台顶中心放出立模边线，立模边线外采用C20 细石混凝土找平找坡，找平层用水平尺分段抄平，待混凝土固结后进行钢筋安装作业。 （2）钢筋安装。钢筋安装采用塔吊排架吊装、人工辅助，每次安装高度为 9m，采用直螺纹套筒连接，并焊接墩身劲性骨架，绑扎钢筋网片，待钢筋安装检查合格后进行模板安装。 （3）模板安装。模板采用塔式起重机吊装，人工辅助就位。先安装墩身实心段模板，按要求浇筑完成后，选择墩身一个面拼装外模，然后逐次将整个墩身翻模第一节段至第三节段外模组拼完毕，外模板安装后吊装内模板，用 M12mm30mm 螺栓将模板连接整体，然后穿设拉杆及精轧钢进行加固，之
12、后安装防护栏杆和安全网，搭设内工作平台。 （4）立模检查。在无风或微风的时刻采用自动安平水准仪和全站仪检查模板顶面高程和墩身中心及平面尺寸，用激光垂直仪检查墩身模板垂直度，符合标准后进行混凝土泵送施工。 （5）混凝土作业。在内外模板之间安装混凝土灌注漏斗，并挂设串7筒，混凝土经输送泵泵送至漏斗内入模。混凝土采用水平分层灌注，每层厚度一般为 50cm，用插入式 80 式振动器振捣，严禁漏振、过振现象的发生。 （6）混凝土养护。施工前须在左右幅承台之间设置一处蓄水池，墩身施工时，在墩身外侧模板上挂设带孔养护水管，在墩底安装一个电子计时装置，每 5 分钟启动一处水泵，墩身通过模板上挂设的水管进行喷淋
13、养护。 （6）下节段施工准备。第二节混凝土强度达到 3MPa 以上，第一节段混凝土强度达到 10MPa 时，凿毛混凝土表面，准备进行第三、四节段墩身施工。 （7）模板翻升作业；利用施工平台将第一节段模板采用手动葫芦固定在第二节段钢模上，松开内外模板之间拉杆，拆除第一节模板， （拆除时采用分块拆除，分块安装的方式进行）在地面进行模板清理涂刷脱模剂后，用塔吊运至第三节模板上，分块进行第四节墩身外模安装，内模采用塔吊分块滑升，滑升完毕后及时与外侧模板固定。 主墩每次混凝土浇筑 4.5m 高为一个作业循环，外模为翻模，内模采用塔吊提升进行滑动，外模分 a、b、c 三节大块组合模板，节高 2.25m。施
14、工时放出立模边线，第一次用 C20 用 C20 细石混凝土找平，先安装实心段模板，实心段混凝土浇筑完成后进行翻模施工，由下至上安装a、b、c 节段模板，当第 b 节段混凝土强度达到 3MPa 时，a 段混凝土强度达到 10MPa 时，拆除 a 节段模板翻升至 c 节上面，依次循环形成钢筋接长连接拆模翻升组拼内模滑升泵送管道接长浇筑混凝土养生施工测8量的不间断作业，直至达到设计高度。模板循环图 3 6 施工质量控制 6.1 基准点复测 开工前进行定位复测，准确确定桥位，并埋设必要的护桩，设置水准基点。施工期间定期进行中线及水平测量，确保桥位中线、宽度及各部位高程准确无误。 6.2 混凝土按配合比
15、集中拌合 混凝土实行质量“交接单制”由技术员填写混凝土浇筑申请单，包括混凝土标号、施工里程及机构物部位、方量等送至试验室，实验室填写混凝土配合比通知单送拌合站，拌合站根据配合比通知单进行搅拌，试验员跟踪制作时间及测试混凝土坍落度，合格后将混凝土运送至施工现场，劳务队负责人在混凝土接收单签字，进行混凝土浇筑。 6.3 钢筋施工 接长钢筋采用直螺纹套筒连接，施工时应套筒应按照牢固，应符合设计及施工要求。 6.4 板缝与施工缝处理 模板缝隙处贴泡沫双面胶，防止漏浆。混凝土浇筑完养生，强度达到 3MPa 以上是，清除混凝土顶面浮浆并凿毛，混凝土表面清理冲洗干净，再进行下阶段的翻模施工。 6.5 混凝土
16、外观质量控制 9板缝质量控制：模板大小统一，板缝横平竖直，不漏浆。模板稳定性及刚度控制：模板支架先设计后检算，审查批准后投入使用，并安排专人看模。保证颜色一致：用同一厂家、同一批号、同一炉号水泥、同一产地砂子和碎石；同一拌合站生产的混凝土，并使用同一种脱模剂。保证不出蜂窝麻面：划片安排专人负责振捣，并避免设备撞击模板。不缺棱掉角控制：安排专人拆模，从上向下轻起慢放。 6.6 高墩垂直度控制措施 薄壁空心高墩施工中，由于垂直度对于结构在最大双悬臂状态下的稳定性具有至关重要的意义，因此，必须对此进行控制，防止结构出现失稳。在施工承台上，利用全站仪定位，保证墩身初始定位准确，然后绑扎钢筋、立模、混凝
17、土浇筑，在模板翻升定位的施工中，采用激光铅垂仪对模板的垂直定位进行校核、检测，随时对模板产生的偏位进行纠正，确保墩身垂直度和中线偏差不积累，定期对桥墩中心位置进行复核，确保轴线不偏位。 墩身轴线位置放样时选择在无风或微风时刻，以减小因风载引起的轴线发生偏差；为了避开日照温差效应引起的墩身弯曲变形，应选择在日照强度低的时刻如在早晨太阳升起之前，傍晚日落后墩身温差比较小德时刻，也可以采用洒水降温发以减少由日照温差引起的轴线偏差。 6.7 主墩混凝土表面裂缝控制 在施工中，在主墩表面布置钢筋 6 钢筋网片作为防裂钢筋网，减轻混凝土的收缩程度，提高混凝土极限拉升值，加强墩身的抗裂性能。另一方面，为尽可
18、能降低墩身内外温差应力的影响，最根本的措施是在10混凝土浇筑前，对主墩的内外模板进行浇筑降温，并对新旧混凝土结合面进行水，一方面可降低温差，另一方可以加强墩身新老混凝土的结合性能。 7 施工安全措施 （1）施工前应制定高空作业预防措施，确保施工人员和施工机械的安全。 （2）模板及支架结构的稳定性、刚度和强度应满足施工要求。施工中不得碰撞模板，模板拆除时划定作业区，悬挂警示标志并按规矩进行拆模。 （3）凡是进行高空作业人员应进行高空作业安全知识培训，合格后方可上岗，在进行高空作业识，应对所有的安全设施进行检查，安全设施是否牢固、可靠，个人安全防护用具应按规定正确佩戴和使用。 （4）高空作业使用工具、材料严禁抛投，上下立体交叉作业时应采用隔离设施。 （5）施工中发现安全隐患，应立即采取措施，消除隐患，必要时停止作业。 8 效益分析 该翻模施工与同类滑模施工相比较，滑膜施工每墩液压系统轨需要 钢管 64 跟，每延米 3.81Kg，以汾河特大桥为例，全桥共 10 个主墩，墩高平均高顿为 70m，共计用钢管 341376Kg，按每吨钢管 4000 元计，共计 136.55 万元；每箱节约滑膜施工中额定起重量为 1.5T 液压千斤顶 28台，每主墩分 4 个支墩，全桥共 10 个主墩，共计节约千斤顶 2240 个，
