翻模法施工技术在石公庄高架桥中的应用

总第２３８期　交通科技　Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．２３８　２０１０年第１期　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．２０１０　翻模法施工技术在石公庄高架桥中的应用　付天正　（贵州省交通规划勘察设计研究院贵阳　５５０００１）　摘要针对桥梁工程高墩施工中施工速度、平台作业空间、支架刚度及避免错台和施工安全等　问题。结合石公庄高架墩柱施工中采用的翻模法施工技术，从工序安排、模板设计、钢筋、混凝土工　程等方面进行了研究，解决了山区桥梁高墩施工中存在的难题。　关键词翻模法高墩模板　扎南高速公路项目石公庄高架桥地处黔北多　柱之间搭设“之”字形人行爬梯，安全性大大提高。　山地带，地形复杂，施工难度极大。上部结构采用　将空心薄壁墩柱的模板在竖向上分为数段　Ⅳｍ　ｎ●　装配式预应力混凝土Ｔ梁，先简支后结构连续，　（每一块模板的高度为一段），每段在横向上分成　下部结构桥墩分为矩形实心墩和薄壁空心墩２种　数块（拼装模板块数）进行设计生产。施工时在吊　类型，主桥采用矩形薄壁空心墩，引桥采用双柱方　装机具的配合下，人工首先将模板进行横向拼接，　柱墩，桩基采用人工挖孔桩。　然后再逐层竖向接高，达到每次浇筑砼的高度。　采用大模板支架翻模法施工的优点是：①成　翻升模板见图ｌ。　功地解决了工期紧张的问题，平均每个周期为４　ｄ　左右，提高了工效；②大模板混凝土施工接缝少，　ｒ＿　｛；Ｔ●．　］　而且施　缝采用凿毛处理，满足精品工程的要求。　缺点是：①采用吊车或塔吊起吊模板，装载机转　运模板，需要投入大量设备；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。　］　●］　］采用小模板满堂脚手架翻模法施工的优点　是：①小模板易提升，不需要大型起吊设备；②　满堂脚手架可以全封闭防护，施工较为安全。缺　点是：①施工程序多，施工缝多，模板不易拆除，　图ｉ翻模法施工不意图　利用率低，施工周期长；②满堂支架施工对人员　一般将墩柱按照由下至上的顺序分为第０、　的需求量大，重复劳动浪费大量的人力，周转性材　１、２节……。因为空心墩柱的底部一般设计为异　料投入过多，不能满足经济实用的施工要求。　型倒角，故需先按常规方法施工空心墩最下部，即　第０节，从第１节开始进入翻模段施工。　１　工序安排　综合考虑混凝土振捣情况、模板的重力、起重　翻模法施工的一个循环浇注混凝土４～６　ｍ，　条件及竖向钢筋连接高度稳定性等问题，一般将　正常４　ｄ一个循环，每墩日进尺可达１．５　ｍ，施工　每节混凝土浇筑高度设计为４～６　ｎ　，模板～般分　效率明显提高。翻模法施工的另一个优点是模板　为２～３层，每层高２　ｍ，加上支撑层模板，每套模　安装好后，只与下层已固结的墩身模板接触，施工　板共３～４层。　荷载对其基本不发生影响，有效地提高了立模精　２模板工程　度Ｌ１］。为方便施工人员安全检查等工作，在２墩　２．ｉ基本要求　收稿日期：２００９—０９—２４　空心薄壁墩柱模板包括内模、外模、角模等３　舢－］　　Ｊ　４４　付天正：翻模法施工技术在石公庄高架桥中的应用　２０１０年第１期　种主要模板构件及相应的配套螺栓和拉杆。模板　设计均以刚度控制为主，同时要确保有足够的强　度及稳定性，以便模板在倒运、运输过程中不发生　大的变形。钢模板的挠度不超过模板构件跨度的　１／４００，内模板挠度不大于模板构件跨度的１／２５ｏ，　模板的面板变形不大于１．５　ｍｍ。　２．２模板设计　模板设计要考虑到以下因素：业主关于最小　单块模板面积的要求、人工安装操作的难度、吊装　设备的能力、不同截面墩柱的通用性、运输及吊运　的通过性等。据此用于翻模法施工的模板一般均　采用大幅定型模板拼装方式（按照每２　ｍ一节）。　外正面模板采用２块３５０　ｃｍＸ　２００　ｃｍ的大幅定　型钢模板拼装而成；外侧面模板采用１块２５０　ｃｍ×　２０Ｏ　ｃｍ的大幅定型钢模板，正面模板、侧面模板　均采用螺栓连接成为一个整体；内模侧面采用２　块５００　ｃｍＸ　７００　ｃｍ角模板拼装而成，以便于内模　的拆卸；内模正面模板采用两块２００　ｃｍＸ　２５０　ｃｍ　钢模板拼装而成。模板板面采用５　ｍｍ厚钢板加　工而成，竖向加固采用［８槽钢，槽钢间距３５　ｃｍ，　横向加固采用　８角钢，间距４０　ｃｍ。模板分布及　组合情况见图２、３。　（　图２单层模板分布　①一定型钢模板３．５　ｍ×２　ｍ；②一定型钢模板２．４　ｍ×２　③一定型钢模板２．５　ｍ×２　ｍ；④一角模０．７　ｍ×０．５　ｍＸ　２　ｍ　：；．５　ｎ１　：｛．５ｍ　２．５　ｍ　．　２．５　ｍ　卜————　——叫——■　———　图３单层模板组合情况　２．３模板强度验算　现以石公庄高架桥薄壁空心墩为例，对模板　支撑层的强度进行验算。　（１）竖向承载力验算。每一个施工段模板的　竖向力由前一段预留的顶层模板中２４根直径２５　ｍｍ穿墙螺栓承担。　根据插销受剪力计算公式：［Ｎ］。一＿厂ｖ　Ｘ　２　Ａ。　式中：［Ｎ］为插销承受的容许荷载，Ｎ；　为钢材　抗剪强度设计值，取１２Ｏ　ＭＰａ；Ａ。为插销截面　积，ｍｍ　。　穿墙螺栓实际承受的荷载：定型钢模板每个　施工段（１Ｏ　ｍ高）模板的实际重量为４３２．８２　ｋＮ；　施工人员及施工机具荷载Ｐ　一１．０　ｋＮ／ｍ　×９．４　ｍ。一９．４　ｋＮ；振捣混凝土时产生的荷载Ｐｄ一４．０　ｋＮ／ｍ　Ｘ　９．４　ｍ　一３７．６　ｋＮ。则穿墙螺栓实际承　受的重力［Ｎ］实为４７９．８２　ｋＮ。直径２５　ｍｍ穿墙　螺栓的截面积Ａ。取４９１　ｍｍ　，则每根穿墙螺栓　工作状态需要提供的最大抗剪强度为厂宴：　ｆ实一ＥＮ－］／２　：Ａ。一Ｅ４７９．８２　ｘ　ｌｏ３］／　［２　Ｘ（４９１×２４）３：２０．３　ＭＰａ　厂实一２Ｏ．６　ＭＰａ＜　：＝＝１２０　ＭＰａ　故模板竖向支撑系统承载力满足要求。　（２）水平承载力验算。每个施工段模板所承　受的水平荷载由该段落内部２４根直径２５　ｍｍ穿　墙螺栓承担。　根据模板拉杆的计算公式：Ｆ＝：＝Ｐ×Ａ　式中：Ｆ为模板拉杆承受的拉力，Ｎ；Ｐ为混凝土　的侧压力，Ｐａ；Ａ为模板拉杆分担的受荷面积，　ｍ。，Ａ—ａＸｂ，其中：口为模板拉杆的横向间距，１ＴＩ；　ｂ为模板拉杆的纵向间距，１３＂１。　混凝土侧压强Ｐ计算：户＝＝＝７×ｈ　式中：Ｐ为新浇注混凝土对侧面模板的最大压力，　ｋＰａ；ｙ为混凝土的容重，取２５　ｋＮ／ｍ　；ｈ为对应　最低层拉杆的混凝土的浇注高度，ｈ一５．５　ｍ；模　板拉杆的横向间距１．５　１ＴＩ；纵向间距１．０５　ｒｎ；则　模板拉杆分担的受荷面积Ａ一１．５７５　Ｉｎ　；混凝土　侧压强户：１３７．５　ｋＰａ；则混凝土侧压力Ｐ＝Ｐ×　Ａ一１３７．５×１．５７５—２１６．６　ｋＮ；模板拉杆的允　许抗拉强度为５００　ＭＰａ；则每根模板拉杆的允许　拉力＝抗拉强度ｘ拉杆截面积（５００　ＭＰａ　Ｘ　４９１　ｍ。）一２４５．５　ｋＮ　由此，混凝土侧压力小于拉杆的允许拉力，故　拉杆强度满足混凝土侧向承载力要求。　２．４模板安装　（１）测量放样。首先对墩柱所在位置的路线　中线进行复测。复测无误后，在现场定出控制桩，　以桥梁中线控制桩或桥梁三角网控制点为基准，　并按规定精度测量出墩台中心位置。正式测量放　样采用全站仪进行墩柱定位测量工作。　２０１０年第１期　付天正：翻模法施工技术在石公庄高架桥中的应用　（２）安装模板。模板安装前先在平整的场地　上进行试拼，合格后将同一层模板构件进行统一　编号（今后施工，不同节段的模板尽量不混用），然　后即可投入使用。　混凝土采用集中拌制，竖向运输主要采取泵　车泵送方式，坍落度一般控制在１４　ｃｍ以上。砼　浇注前，必须将前一段砼的顶面浮浆凿除干净，直　至露出混凝土粗集料为止（此工作在安模板前已　完成）Ｌ２］。混凝土分层浇筑，每层厚度不得超过　安装采用吊装机具配合人工进行，内模与外　模一起安装，从断面长边的一端开始，逐块安装，　内外模板安装到位后用对拉螺栓固定。拼装时要　严格控制安装质量，力求密缝拼装，必要时加设双　面胶条，模板间的螺栓一定要拧紧。安装模板过　程中，必须用锤球测量其各个位置的垂直度，从而　５０　ｃｍ，浇筑要连续进行，对称均匀下料。混凝土　振捣成梅花形布点，移动间距不超过３Ｏ　ｃｍ，振捣　棒垂直自然插入，不得扰动钢筋、模板，提振捣棒　时要缓提，防止在振捣中心形成空隙，禁止振捣棒　长时间作用于同一个位置。　墩柱砼浇注完成后，在不污染或损坏混凝土　表面的情况下，应尽早进行覆盖并洒水保湿，对于　模板覆盖的侧面，则需要保持模板表面经常处于　确保整体垂直度满足规范要求，如发现模板有一　侧倾斜，要采取纠正措施，只有当整层模板检查无　误后，方可进入下一层模板的安装。当全部模板　安装完毕后，必要时用风缆固定到地面上，避免因　湿润状态，当模板拆下后，可用塑料布严密包裹保　湿，砼养护期不少于７　ｄ。　４结语　施工时振动或大风等导致模板摇动变形。　（３）拆除模板。模板拆除采取内外同步的原　则，从最下面一层开始，依次倒数第２层、第３层　……，保留最上面一层不动。在拆模时应采取措　翻模法施工技术在薄壁空心高墩柱施工中的　应用，并通过施工过程采取的各种有效措施，很大　施防止损坏混凝土表面及棱角。　模板拆下后，在支架平台或地面上进行适当　的检修，清除混凝土残渣，加涂脱模剂等，若模板　有严重变形情况，须进行修整。　３钢筋、混凝土工程　程度上解决了以前薄壁空心高墩柱施工中出现的　施工进度慢、质量控制难、大量浪费人力物力等多　种问题。实践证明，翻模法施工技术在石公庄高　架桥施工中的应用，从时间、经济、安全等方面，均　满足了施工要求，在山区类似桥梁施工中，具有很　好的借鉴作用。　由于墩柱较高且工作面狭小，钢筋须在加工　厂加工成半成品，然后运至作业地点，再用吊运工　具提升至工作台上进行现场绑扎。各种钢筋接头　通常可以采用双面或单面电弧焊，但空心墩柱的　参考文献　竖向主筋若采用直螺纹套筒连接会更好。直螺纹　套筒连接具有加工精确、操作简单、传力效果好等　［１］杨文渊，徐　春．桥梁施工工程师手册［Ｍ］．北京：人　民交通出版社，２００６　优点，可以降低工人的劳动强度，节约时间，对于　高空作业而言是十分重要的。　［２］ＪＴＪ０４１－－２０００公路桥涵施工技术规范［Ｓ］．北京：人　民交通出版社，２００３．　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔｕｒｎｏｖｅｒ　Ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｔｏ　Ｓｈｉ　Ｇｏｎｇ　Ｚｈｕａｎｇ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｆｕ　Ｔｉａｎｚｈｅｎｇ　（Ｇｕｉ　Ｚｈｏｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｊｃａｔｉｏｎｓ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００２．Ｃｈｉｎ８）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ　ａｔ　ｓｕｃｈ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａＳ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ，ｗｏｒｋｉｎｇ　ｓｐａｃｅ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｈｅ　ｒｉｇｉｄｉｔｙ　ｏｆ　ｆｏｒｍｗｏｒｋｓ　ａｎｄ　ｓａｆｅｔｙ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｔｕｒｎｏｖｅｒ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｈｉ　Ｇｏｎｇ　Ｚｈｕａｎｇ　Ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋ　ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ，ｆｏｒｍｗｏｒｋ　ｄｅｓｉｇｎ，ｓｔｅｅｌ　ｂａｒ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｅｔｃ，ａｎｄ　ｓｏｌｖｅｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｐｉｅｒｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ　ａｒｅａｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｒｎｏｖｅｒ　ｆｏｒｍｗｏｒｋ；ｈｉｇｈ　ｐｉｅｒｓ；ｆｏｒｍｗｏｒｋ