变截面空心薄壁墩模板支架翻模法施工技术精.doc

变截面空心薄壁墩模板支架翻模法施工技术

朱粉军

摘要：简述空心薄壁墩模板支架翻模法施工方法、施工工艺及质量保证、安全管理的措施及取得的效果，为类似空心墩施工提供参考。

关键词：空心薄壁墩 模板支架翻模法施工 滚动作业 预埋件悬梁吊模
1 工程概况
甬台温铁路杨梅岭水库特大桥全长1158.08米，为双线电气化铁路桥梁，由于整体箱梁施工采用新型梁片技术，铁路建成通车后不会因火车通过时的排污而影响水库水质，这也是国内铁路客运专线中首次采用的新型桥梁施工方法。该桥有36个墩台，其中有26个桥墩为变截面空心薄壁墩都在23米～26.5米且都是水中桥墩，其综合难度居甬台温客运专线之首。由于工期紧张，空心墩施工成为控制工期的主要工序之一。
2 确定施工方案
该桥桥墩为双线圆端型空心桥墩，墩身底部为2.5米的实体，墩帽为3米的实体，中间部分为空心，在空心的两端各设计1米的导角，墩身外壁坡度35:1，内壁坡度70:1见 图（一）墩身大样.由于墩身本身的特性，传统的翻模，爬模及滑模均不适合本桥墩的施工。因此施工工艺的选择显得尤其关键。
1)采用小模板满堂脚手架翻模法施工，优点是①小模板易提升，不需要大型起吊设备。② 安满堂脚手架可以全封闭防护，不易出现危险。缺点是① 施工程序多，施工缝多，模板不易拆除，利用率低，施工周期长，浪费时间，工期不允许。② 满堂脚手架每个墩需要45 t钢管，2500多个扣件，不能达到多个墩全部施工，周转用量太大。③满堂支架施工对人员的需求量大，重复劳动浪费大量的人力，周转性材料投入过多，成本增加，不满足经济实用施工要求。
2)采用大模板模板支架翻模法施工(每次施工高度根据实际情况机动调整)。优点是① 成功地解决了工期紧张的问题，平均每个周期为5 d左右，提高了工效。② 大模板混凝土施工接缝少，而且施工缝采用凿毛处理，满足业主精品工程的要求。③ 模板所用的支架采用70×70×8角钢，整套模板只用3 t多的角钢，比满堂脚手架节约近42t的钢材及所有的扣件，节省近百万的材料费用，且支架为一次性作业不需要拆除，人工约满堂支架人工总量的1%。缺点是① 采用吊车起吊模板，装载机转运模板，需要大量的设备投入施工才能进行。② 由于采用模板支架法，安全问题成为第一重点，需在模板支架外加设防护网及安全护栏保护措施。
综合分析后采取变截面空心墩薄壁墩模板支架法，即采用整套模板结合墩身的内部结构分段施工，多桥墩同时滚动作业。根据确定的方案结合桥墩的高度设计大面积模板。模板的高度自顶向下计算，外模整体分为8块，圆周部分4块，直线部分4块，上部20米，每块高2米，20～23米每层1米，23～24.5每层0.5米，24.5～26一层1.5米，26～26.5一层0.5米；内模整体分为22块，导角模板按截面的尺寸单独设计，圆周部分均分成10块，直线部分均分成12块，中间的缝隙设计成斜口便于拆除，4～16米每层高2米，16～17.5米一层高1.5米，17.5～18米一层高0.5米，18～19.5米一层高1.5米，19.5～21米每层高0.5米，21～23米每层高1米。
3 主要施工工艺及施工顺序
1)空心薄壁墩翻模法施工工艺。

2)各主要工序的施工
①模板加工。为了便于操作对模板进行加工见图(二),在模板（内测的小块模板根据实际需要进行必要的组装）的外侧焊接支架，在横向支架上搭上木板，用铁丝把模板固定在支架上，木板布满支架以防止杂物坠落，在木板上面的支架上焊接两道Φ16的圆钢做护拦保护施工人员的安全，在护拦的上端外侧悬挂安全网确保人员.工具坠落，使支架，木板，防护栏，安全网成为模板的附属物，便于整体安装拆除。②定位放样。在承台顶面放出墩身位置，进行坐标校正，第一节墩身位置非常关键，采取全站仪精测，确保墩身位置的准确性，同时定出模板边线、找平，便于支立模板；③ 绑扎钢筋。将加工完毕的钢筋运至墩身旁进行墩身钢筋的绑扎焊接工作。钢筋的绑扎及焊接严格按照规范进行，同时为了便于立内模，有一侧的箍筋最后再绑扎，以便于施工人员架立内模；④支立内、外模板采用吊车吊装。内外模板在拼装前必须进行清洁，以及涂抹脱模剂确保混凝土面的光滑。模板拼装的时候，由于施工人员站立在下层的支架脚手板上，必须待下层模板固定后再吊装上层模板，以保证模板施工人员的安全，内模采用组合后的支架模板，这样便于拆卸和组装。装完内模后，开始拼装外模，安装人员采用内外相结合的施工方法，根据空心墩的截面适时调整壁厚，确保外模安装就位，在立模板时外侧脚手架人员的安全带必须固定于脚手架之上。内外模板安装完毕后，进行校模，用吊锤对准圆端的圆心确保模板不会偏位，调整风缆绳，将位置固定，进行混凝土施工；⑤混凝土采用搅拌站拌合混凝土，混凝土运输车运输，用输送泵垂直输送入模，在浇筑时因模板架立高度比较高，采用配串筒溜混凝土的施工方案，保证混凝土不因落差产生离析，下落混凝土采用水平分层的方法施工，每层厚度控制在40cm左右，防止混凝土堆积一处，振捣时，容易出现崩模；⑥ 拆模。采用吊车配合进行模板的拆除，首先吊住要拆的模板，然后人工松开横向拉杆使模板脱离，用装载机转运到另一个待施工的墩，以便滚动作业的顺利进行。拆除模板时人员要注意安全，吊车与拆模的人员配合要一致，统一指挥，防止出现意外。
现以24米高的桥墩为例简述模板的使用流程，见模板流程图。第一次的模板安装如（一），报检后浇注混凝土，在第二次混凝土浇注两天后就可以拆除18～24米的模板，第二次混凝土浇注的高度可以根据实际情况进行调整，下面18～24米的模板可以进入下一个墩的周转。第一个蹲的第三次混凝土浇注完两天就可以拆除14～18米的模板，这样14～21米的模板的机动空间就比较大，可以根据实际情况第二个墩的施工。第二个墩第三次混凝土施工后，其实体部分的模板就可以进入第三个蹲的循环。至此就形成了滚动作业的模式。为了便于施工第二次和第四次的施工高度可根据桥墩高度作适当的调整。
特殊的墩身结构以及特殊的施工工艺，致使墩帽施工的难度加大，如何选用经济实用的施工方案成为关键。在此工序中我们采取了预埋件悬梁吊模法。见图（四），预埋件悬梁吊模法就是在上导角的混凝土中按设计的间距预埋Φ20的带螺丝口的拉杆，用拉杆悬吊四根钢桁梁呈纵向分布，在桁梁上铺4道5×10的木方呈横向分布，跟桁梁成“十字”形布置，在木方上铺设2.5cm 厚的竹脚板作为底模，然后在木板上制作墩帽，此工艺主要耗材只是几根预埋的拉杆钢筋，即省去了满堂支架的大量钢材也缩短了施工的周期，还便于底模的拆除。
4 劳动力组织及机具的配置
采用大模板模板支架翻模法施工，各主要工序的劳力及机具的配置如下：工班长1人，负责墩身施工管理技术员1人，负责墩身施工技术工作安全员1人，负责墩身施工安全工作电焊机两台，钢筋工8人，墩身钢筋的绑扎焊接工作插入式振捣器两台，混凝土工6人，负责墩身混凝土的浇筑，振捣工作吊车一台，起重工1人，负责模板、钢筋等的起重、操作吊车工作模板工8人负责模板安装工作机械工3人负责混凝土输送泵及一些机械的操作工作装载机一台，司机1人，负责模板、钢筋等的转运工作所有人员合计30人。
5 质量控制和安全管理措施
1)加强混凝土的搅拌运输的控制，防止混凝土出现离析，严格控制混凝土施工的配合比及料源的情况，不合格的混凝土一律不得使用，混凝土采用混凝土运输车运输，防止出现离析现象；钢筋的加工绑扎及焊接要符合规范要求，每次混凝土浇筑前要进行彻底检查，不合格的坚决返工处理；模板支立应按测量定位的坐标严格操作，保证在误差允许的范围内，采用缆风绳进行空心模板的固定，同时模板之间采用拉杆连接，防止出现跑模、涨模等现象；混凝土浇筑应严格按照设计的顺序进行，每层浇筑的厚度≯50cm，确保不因局部压力过大而出现崩模的现象；支架与模板的连接焊接牢固，在安装前进行认真检查，确保质量及安全。
2)薄壁空心墩属高空作业范畴，所有操作人员均应有高空作业上岗证，特种作业人员均须持证上岗；每个施工人员佩戴安全帽、安全带、安全绳，避免出现事故；支架与模板焊接牢固；拆装模板时，人员要将安全带绑在安全栏上，绑扎牢固。模板拆卸时要统一指挥，统一进行；起吊重物时，下面严禁站人，同时要观察好四周及作业面，要有专人指挥，不得野蛮施工。
6 结语
采用模板支架翻模法浇筑空心薄壁墩混凝土，成功地解决了工期紧及周转材料投入大的问题，降低了成本和损耗，取得了良好的经济效益和社会效益。