无支架高墩翻模施工技术.doc
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无支架高墩翻模施工技术
中铁十一局集团四公司王毕
【摘要】结合会昌水东高架桥，介绍该桥薄壁墩的施工工艺、施工测量方法以及施工安全措施，可为今后同类工程施工提供参考。
【关键词】薄壁墩施工技术监测方法翻模
1工程概况
会昌水东高架桥是瑞赣高速公路AS3标重点控制工程之一，本桥全长328m，上部结构采用两联（4×40+4×40m）先简支后连续“T”梁桥，其中0＃、8＃桥台采用肋板式桥台，1～7＃墩采用矩形薄壁墩，最高墩柱高度为47.9米，7个主墩均采用翻模法施工。
各墩高度见表1。
各墩高度表表1
墩号
左幅（m）
右幅（m）
1
20.4
22.1
2
41.5
41.5
3
39.6
39.6
4
42.1
39.0
5
47.9
47.9
6
46.5
47.5
7
24.2
24.4
2施工方案选择
该桥造价较正常投资降低31.2％，单价较低，而且为重点控制工程之一。
所以施工方案既要考虑经济性，又要考虑薄壁墩的外观质量。
经过比选，薄壁墩模板采用整体式钢模板。
为提高模板的使用周转率，模板由各桥墩依次轮流使用。
由于薄壁墩较高，50T以下吊车不能满足施工提升高度要求，使用特大型吊车的费用又较高，所以采用25T吊车和QTZ315自升式塔式起重机作为提升设备。
为提高塔式起重机的使用效率，根据搭机的臂长和最大提重限制，全桥共配备2台塔吊，每台负责一个墩的施工，并依次轮流使用。
3施工技术
3.1模板制作要求
由于模板是保证墩柱各部尺寸和外观质量的基础，所以模板制作开始必须满足以下技术要求：
（1）具有必需的强度、刚度和稳定性，能可靠的承受施工过程中产生的各种荷载，保证结构物几何尺寸准确；
（2）制作简单，拆模方便，拆卸时能尽量减少模板和杆件的损伤，以提高模板使用的周转率；
（3）模板板面平整，接缝严密，不漏浆；
（4）施工时，操作方便，保证安全。
3.1.1模板构造
翻模由两节模板组成，一节段翻模高度为2.5m，主要由外模板、围带、拉杆、操作平台等组成。
模板采用大型钢模板，为防止变形和便于运输，墩柱2.2m方向采用尺寸两块2.2×2.5米（宽×高）的模板拼装而成，用M21螺栓连成整体。
7.1米方向模板采用两块7.1×2.5米（宽×高）的模板拼装而成，用M16×30螺栓连成整体。
正面模板与侧面模板用45度拉杆连接。
边模横背杠采用[16槽钢，端模横背杠采用[20a槽钢，横背杠间距为90cm，边模竖背杠采用[10槽钢。
模板面板厚度为6mm。
拉筋采用Φ27拉杆按1.5m布置。
3.1.2围带及拉杆设置
模板在2.5m高度内用][10槽钢设置3道围带，围带直接焊接在模板背楞上，间距80.0cm，每道围带上用φ27钢筋设置拉杆，按1.5m布置。
拉杆用螺帽和垫片固定在两道槽钢中间。
拉杆用PVC管包裹，在拆卸模板时同时拔出拉杆以便再次利用。
3.1.3操作平台设置
操作平台搭设在模板固定架上，每层外模板均设模板固定架，固定架用∠50等边角钢焊接成三角形固定在内外模板的背楞和围带上。
施工平台用内外模板固定架搭设。
外侧施工平台宽0.8～1.0米，平台顶面沿周边设立防护栏杆，栏杆外侧至模板固定架底部设封闭安全网。
施工平台上面铺设5cm厚木板，供操作人员作业、行走，存放小型机具。
3.2翻模施工原理
墩柱翻模由三节模板组成，每节模板高度为2.5米，墩柱第一次浇注砼高度5.0米，以后模板循环翻升，每次浇注砼高度为5米。
施工时第一节段模板支立于承台顶上，第二节段模板支立于第一节段模板上，测量定位后一次性浇筑砼。
砼达到拆模强度后拆除第一节段模板同时拆除第二节模版的最下层拉杆，此时荷载由已硬化的墩身混凝土传至墩底。
待第一节段模板作调整和打磨后后利用塔吊、手拉葫芦将其翻升至第三层，依此循环向上形成拆模、翻升立模、模板组拼、钢筋焊接绑扎、接长泵送管道、灌注混凝土、养生和测量定位、标高测量的不间断作业，直至达到设计高度。
3.3钢筋的制作
由于墩柱比较高，钢筋不可能一次焊好，因此钢筋的制作成型，一般都在钢筋场完成，成型后采用分段焊接、绑扎的方法施工，钢筋定位要上下预埋定位筋，来保障钢筋位置的准确性。
在焊接过程中，要保证钢筋的焊接质量、绑扎质量，钢筋制作安装要求要满足钢筋的技术规范要求。
3.3.1钢筋配料
（1）熟悉施工图，了解工程概况，检查图纸各编号是否齐全，记住每一个构件中各钢筋之间的相互关系，通晓钢筋与模板、脚手架配置等多方面的联系；
（2）审查构件各部位尺寸是否吻合，每一个构件中所有钢筋编号的数码是否存在重复现象，核对各编号钢筋的直径、长度、根数是否存在施工图与材料表不相符的情况，如果不符及时上报监理进行更正。
根据施工图严格计算确定各种钢筋的配料长度。
3.3.2钢筋加工
为了防止钢筋锈蚀，必要时可用抹布试擦浮锈，陈锈采用手工或机械除锈方法必须清除干净，保证钢筋和砼之间的啮合力。
对直径粗的钢筋手工调直，φ10、φ8采用数控调直机调直切断。
钢筋弯曲成型前应根据钢筋的配料编号长度分别切断。
并在工作台上根据配料表和图纸上标明的形状、尺寸，将各弯曲点的位置标定。
第一根钢筋成型后应与图纸上标明的形状尺寸进行复核，经核实无误后再成批生产。
3.3.3钢筋的绑扎与安装
（1）绑扎前的准备工作。
根据施工需要，钢筋的焊接绑扎分层进行，并按质量标准控制焊接、绑扎的尺寸，根据每一次的焊接、绑扎的高度，利用碗扣支架，采用塔吊提升法架设相应的操作平台。
（2）钢筋的焊接。
根据现场的焊接设备，采用搭接焊搭接时应先对钢筋预弯，使两钢筋的轴线位于同一直线上，用两点加以固定，搭接长度要符合规范要求，单面焊大于10d，钢筋接头同一断面按其占截面积的50%设置。
（3）钢筋的绑扎操作。
在薄壁空心墩主筋上划出钢筋的位置线，用十字花扣和反十字花扣进行绑扎，绑扎中注意调整主筋的位置，各交叉点用铁丝绑扎结实，必要时亦可点焊焊牢。
为了确保钢筋骨架的竖直度，骨架四角竖筋必须用垂直找正，以免绑扎成型骨架倾斜。
3.3.4保护层的控制
为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板间设置异型砂浆垫块和钢筋绑扎牢固并互相错开或在钢筋顶面用木楔做支垫，当浇筑完混凝土后拆除木楔，并保证混凝土拆模后表面不显示垫块痕迹。
3.4模板安装
钢筋绑扎完毕经检查合格后可以开始立模。
立模前，先清除接茬处杂物，若承台表面不平整。
在承台顶面外膜的位置铺一层2cm左右的1：
2的找平砂浆，模板与找平砂浆之间安放10cm宽、5cm厚的海绵条防止漏浆。
钢模的支立采用塔吊配合，先支立外侧端模两块，然后依次支立外侧前后边模两块。
模板使用4mm钢丝临时固定在站立钢筋上，模板之间用连接螺栓（Φ21mm）连接。
最后调整外侧模板的垂直度，拧紧连接螺栓。
第一层模板支立完后，拼装第二层2.5m高的端模和边模。
两层模板之间塞入防止漏浆的2cm宽、0.5cm厚的海绵条。
如果两块模板不平整，用麻丝填缝纠正，位置校正后安装在第一、二层模板上的三角支架及安全栏杆，支架顶面铺设脚手板作为之后的工作平台。
检查、调整所有模板的垂直度、空间位置及水平标高。
3.5混凝土施工
薄壁墩墩身混凝土标号有C30混凝土，混凝土配合比由项目部试验室根据原材料自身特点及天气情况适时调整，并对坍落度进行控制。
薄壁墩砼浇筑采用泵送，对混凝土的和易性和水灰比要求较高，采用两台750型强制式搅拌机拌制，夏季混凝土的坍落度控制在130～150mm，冬季混凝土的坍落度控制在120～135mm，并严格控制混凝土搅拌时间1.5～2min。
3.5.1施工准备
在施工前应对水泥标号、品种、净重进行复验，是否符合设计要求和标准，校核砂、石料的含水率进行配比换算，并做好试验调整出合适的配合比。
检修搅拌设备的运转情况，调试配料机的称量系统，保证用料准确。
检查钢筋、模板的位置和标高及垂直度，确保准确无误。
3.5.2混凝土的拌制
混凝土的拌制就是根据混凝土的配合比，把水泥砂石和水通过搅拌的手段，变成匀质的混凝土。
混凝土搅制时间以1min-3min为宜，以达到混合均匀，颜色一致。
同时要保证搅拌出的混凝土的和易性和坍落度等符合规范要求。
3.5.3混凝土浇筑
混凝土浇筑前对模板、钢筋进行检查，模板要平整、光洁，钢筋要干净、顺直。
浇筑时分层均匀对称浇筑，厚度根据浇筑速度而定，一般30cm左右为宜，并将混凝土浇筑至模板平齐，使施工缝与模板缝在同一位置上，不允许超出模板，一般低于模板1mm为宜。
混凝土振捣要充分、密实，振捣按操作规范要求进行，不得漏振过振和撞击模板。
墩身采用70型插入式振捣棒，振捣插入点的次序采用交错式、深度插入下层5～10cm、时间每点20～30s和每层混凝土的厚度为振捣棒长度1.25倍。
3.6脱模及养护
脱模应该掌握好时间，过早会使混凝土发生裂纹或丧失强度，过晚会造成脱模困难，甚至使混凝土局部损伤，同时不利于模板的周转，一般当混凝土强度达到2.5MPa时，开始拆模。
砼的养生：
砼的初级养生是保证砼早期强度的重要措施，由于墩柱高，我们采用薄膜覆盖的方法，进行前期养生，后期采用自然养生。
4薄壁墩的施工监测与控制
由于墩高限制，墩都不可能一次浇筑成型，需多次并分段浇筑完成。
这样施工测量就尤其重要，通常采用在墩顶搭设平台用十字线法控制，但由于墩高超过20m后平台的稳定性差，给测量放样带来困难。
墩内常用垂球法定位，由于在墩底实体段或基础上做的中心点经常被雨水或施工废弃物所覆盖，墩内光线较暗，测量十分不便，经过现场的多次检测、试验，不断完善，总结出四点定位垂球法来控制、检测模板和混凝土施工的偏移情况，取得了良好的效果。
所谓四点定位垂球法，即用全站仪采用坐标法在己施工完的薄壁墩身混凝土面上放出前、后、左、右四个标准点，一般是测出墩壁在四个方位的角点，在模板安装过程中，随时用该四点检校模板的安装偏移情况。
△L=L－δ/2
式中，△L为模板偏移误差，当△L＞0时表示模板向远离该点方向偏移△L，当△L<0时，表示模板向靠近该点方向偏移△L；L为所检测的模板内侧表面距离标准点的水平距离（一般用垂球吊线用钢尺实际测量）；δ为墩所在位置保护层厚度。
根据偏移量的大小采取相应的校正和预防措施。
测量的频率一般为每浇筑一次混凝土用该方法校核一次。
该测量方法取得了良好的控制效果，墩身各部尺寸、中线、标高均符合设计和规范要求。
5安全措施
桥墩高空作业安全防护尤其重要。
为此制定了多种应急预案和安全管理措施，确保施工人员的人身安全。
利用钢管在模板外侧焊接悬挑架，作为墩顶施工人员的作业平台；墩身作业人员必须戴安全帽和系安全绳，以确保施工安全。
6施工效果
（1）该大桥施工时采用了上述监控措施，没发生任何安全质量等级事故，分项工程质量合格率100％，优良率达到90％以上，受到建设单位、设计单位和监理单位的表扬，取得了良好的经济效益和社会效益。
（2）从2007年9月开始，在半年的时间里，该桥已完成墩柱14个。
平均施工周期三天两模，而且墩柱标高准确，砼表面平整光洁，棱角平顺，得到了广泛的赞誉。
施工单位也因采用此工法节省了大量人工费与机械费，取得了良好的经济效益。
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