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某大桥高墩翻模施工技术

内容提要 结合某特大桥地形特点，介绍高墩翻模施工技术，从混凝土配合比、模板设计、翻模施工工艺以及横隔板等的施工方法。
关键词 高墩 翻模施工
一、工程概况
某国道改线工程E合同段某大桥，横跨某沟，两岸山体自然坡脚50。－70。，沟内常年流水。桥梁里程K848＋826.8-K849+081.4，全长254.6m。1#、2#桥墩采用矩形空心薄壁墩，墩身高度分别为70m、72m。桥墩墩身上部横桥向宽5m，两侧按50：1向下放坡，桥墩纵桥向宽8.0m，标准段纵横向墩壁厚1.2m，桥墩每19.8m左右设置一道50cm厚横隔板，每室横隔板中心设有直径1.5m人孔。箱室设置50×50cm的倒角。桥墩墩身仅在纵桥向上设有φ100mm的PVC管过水孔（兼作通气孔），每单室泄水管为24个，以适应水库水位的变化。墩身混凝土设计强度等级C40，其轴心抗压强度值fcd=18.4Mpa, 轴心抗拉强度值ftd=1.65Mpa, 弹性模量Ec=3.25×104Mpa。墩身纵向通长钢筋φ≥22mm采用等强度剥肋滚轧直螺纹连接。墩身表面设一层 6.5钢筋网,网格间距8.0cm。
桥墩分别位于距离地面39m和41m的山腰上，分别修建一条临时简易施工便道进行材料、设备、机具的运输，便道宽6m，1＃桥墩便道长563m，2＃桥墩便道长348m。在半山腰采用爆破方法开辟施工平台。
二、主要施工方法和措施
(一)模板设计
墩身外模板采用翻模施工，每节模板高度3.3m和4.5m，内模板采用型钢支架组合钢模板施工，1＃墩身划分为22个节段，2＃墩身划分为16个节段施工分节段。墩身底节段设计为8m×7.8m（7.88m）×2m实心段，墩身下部渐变段高度为10.6m和12.6m，内模根据节段渐变尺寸组装。
外模板采用组合钢模板，设计模板主要考虑竖向荷载、水平荷载和风荷载（桥梁位于沟谷内风口位置，季风影响较大）的影响和采用材料的容许应力。面板厚度经过计算后综合考虑采用6mm的钢板，横竖向肋采用型钢。对拉杆采用φ32mm精轧螺纹钢。具体模板布置形式见图1～图2。
图1 模板示意图1

图1 模板示意图2

图2 对拉杆连接示意图1

图2 对拉杆连接及三角定位示意图2

1、模板设计
外模板设计考虑施工需注意问题
（1）模板的通用性强；
（2）单块模板面积较大；
（3）对拉螺杆用量较少；
（4）使用时不用单独搭设支架且周转方便灵活；
（5）模板自身刚度大,且加固措施安全。
综合考虑其他各种因素， 模板面板采用δ=6mm钢板，采用型钢作背架，顺桥向8m宽模板不收分，制作成整块模板，横桥向由于模板考虑两端同时收分，每施工几个节段，根据横桥向墩身收分情况，拆除边上的两块模板。考虑模板以后周转使用，收坡部分不采用通常的螺栓连接，改为三角架定位，避免每次在收坡处打孔穿螺栓以及位置确定困难造成收坡不准的现象。
外模板采用大块精加工钢模，面板采用δ=6mm钢板，竖向主肋按@40cm间距布置 [12.6型钢。横带用2[14型钢每块模板布置三层。模板外侧焊制操作平台，铺设防滑钢板网，随模板提升一起提升。注意由于塔吊设在收坡向，靠近塔吊侧附着在外模的操作平台尺寸要适当，以利拆模。
2、内模设计
内模除所有倒角模、异型模板采用钢板加工外，其它内模均采用组合钢模及少许木模拼装。为与墩身外模相对应，内翻模原则按外模同等立模高度配置。次肋采用 [8槽钢，主肋为2[14型钢。对拉螺杆同外模。内模施工平台在墩身内腔搭设脚手架，并铺脚手板形成操作平台，平台略低于内模板底口。
内模主要由定型组合钢模板拼装，为了不损坏钢模板，对拉螺杆位置制作时一定要准确且加塞木条。[8次肋绑定在拼装好的面板上，2[14主肋设置为活动，整体吊装，安装对拉螺杆时固定2[14主肋。倒角模板边拼装木条，坡口斜率准确，确保模板安装后无缝隙，要求加工木条成上口窄下口宽的楔形。

图3 隔板示意图1

图3 隔板示意图2

图4 隔板预埋件、牛腿大样图
（二）施工工艺流程
施工工艺流程见图5所示。
（三）施工方法
1、施工准备
①测量放线
布置好墩身的基本测量控制网。每节模板安装后，用水准仪和全站仪检查模板顶面标高、中心及平面尺寸。测量时用全站仪对三向中心线(横向、纵向、45方向)进行测控，用激光铅直仪对墩中心进行复核。每次测量要在一个方向上进行换手多测回测量。 测量要在无太阳强光照射、无大风、无振动干扰的条件下进行。在墩身施工过程中随时进行测量，确保墩身的轮廓线满足设计的精度要求。
②施工结合面处理

对承台与墩身交接处、墩身节段间混凝土面需凿毛，露出新鲜、密实混凝土，并用高压水将残渣清理干净。
③混凝土浇筑设备
混凝土生产：混凝土由两台500L/h强制式搅拌机设立的拌和站提供。
混凝土泵送设备：混凝土浇筑采用一台HBT60－13－90S型混凝土泵泵送。
混凝土泵管：DN125mm泵管从拖泵接出，在墩身长边墩脚处向上延升，出口处接软管，用塔吊配合安装。垂直管路沿施工电梯预埋支架上行，每3～6m固定。泵管总长度239m，垂直方向高度115m，在承台处泵管底部设泄水阀，在泵管出口渐变管外3m处设置止回阀。
塔吊、施工电梯安装
施工准备及放样

劲性骨架加工
承台面凿毛
劲性骨架安装

首节墩身钢筋绑扎
钢筋加工、运输

模板加工、运输
首节墩身模板安装

首节墩身混凝土浇筑
混凝土生产、运输

混凝土养护

劲性骨架加工
劲性骨架接高

钢筋加工、运输
钢筋接长、绑扎钢筋

混凝土生产、运输
墩身混凝土浇筑
循 环

混凝土养护

翻模模板安装

混凝土养护、拆模

图5 墩身施工工艺流程
④施工起重设备
a、塔吊：墩身施工利用QTZ63-A塔吊进行起重作业，塔吊安装在承台上。塔吊位置见图六所示。

b、施工人员上下设备：在每墩安装SC100A—Ⅱ型电梯一台供施工人员上下。电梯安装位置见图6所示。

图6 墩身施工塔吊、电梯布置图
2、钢筋工程
钢筋设计采用R235(公称直径小于12mm的钢筋)和HRB335钢筋(公称直径大于等于12mm的钢筋),必须分别符合国家标准(GB13013)和国家标准(GB1499-1998)的有关规定。R235钢筋抗拉标准值为fsk=235Mpa,弹性模量E＝2.1×105Mpa。HRB335钢筋抗拉标准值为fsk=335Mpa,弹性模量E＝2.0×105Mpa。
结构中直径大于等于25mm的钢筋采用等强度剥肋滚轧直螺纹连接，其技术标准应符合JGJ107－96中的Ⅱ级接头标准。
（1）钢筋进场校验
钢筋进场后，应附有出厂质量合格证和质量检验报告单；检查进场所有钢筋的牌号、等级、规格、生产厂家是否与合同相符，钢筋外观是否受损，检验合格后才收料。
（2）钢筋运输
钢筋加工完成后，用载重汽车配吊车将钢筋吊运到施工现场。钢筋水平箍筋临时堆放在施工平台上，钢筋主筋转运到墩位旁，堆放在地面上，及时吊安，存放的钢筋下部垫起30cm上部苫盖。
（3）墩身钢筋安装
a、主筋定位设置：劲性骨架上设置定位钢筋框架，根据测量放出的墩身位置线用卷尺测量调整定位钢筋位置，使定位钢筋固定在施工劲性骨架上。
b、主筋连接：塔吊将主筋吊入定位框架内，与混凝土的预留主筋用直螺纹套筒连接，直螺纹连接必须使用管钳旋紧。钢筋主筋接长施工应满足同一断面接头的截面面积不超过总截面面积的50%，且相邻接头断面间距大于1.2m。每次接长9m，相邻钢筋接头错开35d。
c、水平箍筋、拉勾筋绑扎：按每节段施工高度，自下而上先绑扎箍筋再绑扎拉勾筋，水平箍筋、拉勾筋绑扎超过浇筑节段高度两层。
d、垫块施工：钢筋骨架成型后，在钢筋外围绑上锥形垫块，垫块按照1.5m×1.5m间距布置，垫块与钢筋位置不协调时，调整垫块位置。
e、钢筋检查：钢筋绑扎完成后对钢筋外型尺寸、数量、间距等进行检查。经监理工程师检查合格后，才进行下步工序施工。

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3、墩身其它施工
a、预埋件：浇筑承台砼时应埋设好墩身施工的劲性骨架和固定模板的预埋件，每节段施工过程中应注意钢筋骨架的准确定位。墩身的预埋钢筋预埋时要焊接在承台架立角钢或钢筋上。
在每节段施工时预埋好墩身横隔板模板的预埋件，最后墩顶段预埋好0＃块托架的预埋件。
b、埋设通气孔
按设计要求在矩形空心墩身顺桥向侧安装φ100mmPVC管，内部装砂，两头封堵，并用φ10mmU形定位钢筋焊接固定在桥墩钢筋上，其与钢筋交叉时要调整位置。
c、电梯附墙预埋件
墩身每施工一节段，应按电梯设计图预埋电梯的附墙钢板预埋件。
d、塔吊附墙预埋件
根据塔吊起重操作规程要求，在塔吊升高到一定高程后，应附墙一次，墩身施工时按照塔吊安装图纸在相应节段中埋设附墙钢板预埋件。
f、箱梁0#块施工托架预埋件。
4、模板工程
（1）倒角模板安装
首先在倒角钢筋网片上设置Φ25支撑钢筋对模板进行限位，然后分块安装倒角模板搁置在底层模板上。
（2）内撑杆设置
为了保证墩身墙体的混凝土厚度，按照2m×2m间距布置墩身内撑杆，内撑杆长度等于墩身壁厚。
（3）定型模板安装、加固
塔吊分块吊安墩壁定型内模板，内模板倒角处设内撑互撑，在互撑上设置反压支撑压在倒角模板上，防止倒角模板移位；内模板与外模板上口设置对拉螺杆。
（4）内模板堵缝
模板间的缝隙均用δ=3mm双面胶泡沫板进行封堵，以防止漏浆。
（5）横隔板施工
每个墩身中部每9.9m设置一道横隔板，隔板中间设置一个人孔，隔板厚0.5m。
横隔板在节段施工时同步进行施工。在施工墩身的同时施工横隔板的钢筋，横隔板底模采用组合钢模拼装而成，隔板混凝土施工与节段墩身混凝土一起浇筑，隔板上部安装模板，预留振捣孔。
5、翻模施工工艺
1）工艺流程
工艺流程：钢筋绑扎→拆除下一节段模板→内外模板安装就位并固定→浇筑混凝土→内腔牛腿、支架焊接→上一节段钢筋绑扎。
2)模板就位
已浇节段混凝土强度达到2.5Mpa后，用塔吊将下节翻模拆除，清理表面并涂抹脱模剂，绑扎待浇节段钢筋，待钢筋检验合格后，以已浇节段模板上口为基准，安装待浇节段模板，测量调整，上下模板接口应顺直，无错缝，不漏浆。
3)模板的固定
模板调整到位后用螺栓连接牢固，安装对拉螺杆，扭紧螺帽（最少保证双螺帽），测量校核模板安装精度，在内外模板上口设置支撑，防止在调整过程中出现几何变形。固定完成后对内外模板的几何尺寸、连接螺栓、对拉螺杆、支架等作最后一次检查，防止出现意外。
4)模板翻升
将下一节模板用手动葫芦挂在上节模板，松开并抽出该节模板之间的拉筋，用手拉葫芦分别松动模板使其凸凹接缝完全脱离，塔吊运至地面，清理模板涂刷脱模剂后再按上述次序安装固定。如此循环，直至墩顶。
5）翻模施工注意事项
a、模板拆除前应清理模板操作平台上的杂物，随模板一起提升的物体固定牢固；
b、模板拆除时，操作人员必须系好安全带；吊挂模板的钢丝绳应挂设牢固，手拉葫芦应保证完好，经常检查钢丝绳、葫芦、卡环等工、索具是否正常、完好。
c、模板起吊前应检查模板连接螺栓、对拉螺杆、平台支撑是否完全拆除，相临模板的焊缝是否完全割除。
d、必须待操作人员离开所拆除模板时方可起吊，严禁人员随模板一起吊，模板提升时应带缆风绳以避免模板大幅晃荡，严禁模板剧烈碰撞。
e、模板安装时须将上下模板间连接螺栓临时连接后操作人员才能上去作业。
f、操作平台上不得堆放重物。
g、拖泵泵管依附于塔吊上，同时做好附墙支撑。
h、模板及操作平台应经常进行清理。
i、风力大于6级时不得进行翻模作业。
6、混凝土工程
（1）混凝土配合比设计
1)设计要求
墩身为C40混凝土，其轴心抗压强度标准值fsk=18.4Mpa, 轴心抗拉强度标准值fsk=1.65Mpa, 弹性模量E＝3.25×104Mpa。混凝土采用泵送进行浇筑，混凝土应满足强度、和易性、泵送等要求，其混凝土配合比要求如下：
a、混凝土强度40Mpa；
b、混凝土外加剂要具有缓凝、早强、减水作用；外掺料选用粉煤灰。
c、塌落度要求：18±2cm；
d、初凝时间：大于8h。
2)配合比设计
墩身为C40混凝土，采用泵送混凝土，混凝土一般要满足强度、和易性、泵送等性能。
为确保墩身混凝土的内在和外观质量，其配合比须严格试配，以确保混凝土施工质量,要求混凝土水灰比不大于0.45。混凝土用水泥必须保证质量。混凝土必须采用中砂，并且水泥、砂、石料和水均应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的有关规定，避免发生碱集料反应。试验室根据多次试验，初步得出墩身混凝土配合比，满足混凝土设计要求。
混凝土受外界施工影响很大,应根据施工具体情况、施工季节、天气变化情况及混凝土输送高度等实际情况的变化进行调整。
其配合比具体如下：
砼浇筑部位
砼标号
配合比表示方法
水泥
细骨料
粗骨料
水
外加剂
粉煤灰
墩身
C40
每m3用量(kg)
424
697
1045
192
7.25
60
质量比
1.00
1.73
2.59
0.48
0.018
0.45
各种原材料情况如下表:
序号
材料名称
材料产地
1
水泥
拉法基水泥
2
细骨料
毕棚沟中砂
3
粗骨料
红叶碎石
4
水
某沟水
5
外加剂
宜宾JZ-SF外加剂
6
粉煤灰
彭州II级
3)碱－骨料反应实验
对所有骨料作碱－活性骨料反应实验，严禁使用实验结果含碱量超过规范要求的集料，防止其反应后造成混凝土永久不可修复的裂纹。
4)提高混凝土耐久性的措施
a、使用合格通过碱－骨料反应实验的集料拌制高性能混凝土。
b、合理选材，优化混凝土配合比设计

c、水泥：选用通过ISO9000标准质量认证厂家生产的，达到免检的低碱性的矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
d、掺合料：根据所采用水泥的性能，相对应地掺入用量不大于20%的粉煤灰。
e、外加剂：为增强混凝土结构物表面的抗裂性能，在混凝土中加入适量的高效减水剂，控制水灰比不大于0.45。针对夏天施工时坍落度损失较快，可加入适量的缓凝剂。
7、混凝土外观质量保证措施
为了墩身混凝土外观质量，需要采取以下措施：
a、模板；外模板面板采用大钢模，模板的设计、加工、安装都应严格要求，经过规定的周转次数必须确保钢模面板不变型。每节段施工完成后及时对模板进行校核、打磨、涂脱模剂。
b、混凝土用水泥除相关技术指标满足要求外，至少有7d的库存时间，完全越过水泥陈伏期。粗细骨料确保混凝土生产时材料与配合比设计时材料相一致。所选用的外加剂应与水泥做匹配试验，从根本上解决因外加剂引起的混凝土拌和物假凝现象。
c、严格控制混凝土拌和物的和易性和整个墩身混凝土的均一性，对混凝土泌水、坍落度严格要求，尤其长距离泵送运输混凝土坍落度损失不能过大。
d、混凝土布料：确保足够的布料点，每布料点严格控制下料数量，布料尽量均匀。
e、混凝土振捣：在整个浇筑区域分区，每区振捣责任到人。要求振捣工人技术熟练。
f、混凝土施工缝：每节段混凝土浇筑标高与外模上缘相齐，近外模3cm不凿毛，以确保线型顺直。
g、混凝土养护：模板拆除、养护应及时，内模采用洒水养护，外模采用塑料薄沫覆盖。
h、加强成品保护。拆模、吊装作业等要有必要的防护措施，防止碰撞桥墩混凝土。
i、现场施工质量按照项目部质量管理有关规定进行控制。
j、成立QC活动小组，专门研究墩身混凝土外观质量问题，提高墩身施工的外观质量。
8、混凝土浇筑工艺
1) 浇筑前准备
墩身混凝土浇筑前，检查施工缝凿毛、清理情况以及墩身模板加固情况（尤其注意对拉杆数量、位置）、墩身预埋件位置等，还应落实混凝土浇筑材料、机械设备准备情况。
2) 混凝土运输
墩身每施工节段混凝土浇筑方量较大，拖泵直接安装在拌合站泵送，通过串筒入仓。
3) 混凝土浇筑
混凝土浇筑时，根据砂石料的含水率，实验室人员在浇筑混凝土过程中随时微调用水量和砂、石用量，混凝土拌制时应严格控制水灰比和混凝土塌落度，严格控制混凝土搅拌时间。
混凝土浇筑前，测放出布料点位置，挂设串筒，对称下料、分层振捣，分层高度一般30cm左右，振捣分区，责任到人，分层振捣，振捣采用插入式振捣棒，每个振动点振捣时间为20～30秒，快插慢提。混凝土振捣应密实，无漏振、过振现象，严格控制棒头插入砼混凝土的间距、深度与作用时间，防止混凝土表面出现蜂窝、麻面，甚至空洞等缺陷。一般振动棒作用半径为30cm～40cm；振捣棒移动距离不应超过振捣棒作用半径的1.5倍。上层混凝土的振捣要在下层混凝土初凝前进行，并且应插入下层5cm左右；每个振动点振捣时间一般为20～30秒。振捣器应避免碰撞模板、预埋件等。砼布料点布置见图7所示。尤其注意泵送混凝土不得直接对准模板布料，距离模板距离不得小于20cm。
混凝土浇筑完毕后，在顶部混凝土初凝前，对表层混凝土进行二次振捣，并压实抹平。
5)混凝土浇筑值班
混凝土浇筑期间，应派专人检查模板，防止出现暴模、漏浆等现象；专人检查预埋钢筋和其它预埋件的稳固情况，对松动、变形、移位等情况，及时进行处理。
6）模板拆除及修饰
墩身混凝土强度达到2.5MPa以上时，可拆除墩身模板。模板拆除后应对模板表面进行清理。
对预留孔等进行修饰处理，用塑料薄膜将已浇节段包起来，防止二次污染。

图7 墩身砼浇筑布料点位置图

7）混凝土养护及施工缝处理
采用浇水养护。墩身混凝土按季节的不同，采用相应的养护方法。高温天气采用浇水养护，低温天气墩身包缠塑料薄膜养护。同时加强保温，保湿工作，降低结构物内外温差，并根据施工时具体条件制定针对冬季、夏季和雨季混凝土养护方法，养护时间根据采取养护措施确定，一般为７d。
三、结束语
采用翻模施工，重点控制点为模板的制作和翻模工艺，与传统的施工方法相比，不用搭设脚手架和施工平台，极大的减少了钢材用量和劳动强度，桥墩高度越高，经济效益和社会效益越明显，同时有效的保证了混凝土观感质量。

参考文献
公路桥涵施工技术规范·中华人民共和国交通部·2000年11月
桥涵·人民交通出版社，2000年10月