试论公路桥梁薄壁墩无支架翻模施工技术

1 概述
　　近年来我国西部高速公路发展迅猛，公路建设开始向山区延伸，而这些地区山势陡峭，高差很大，而且场地狭窄，使得在桥梁建设中大量采用高桥墩结构。常用的支架施工需搭设大量的脚手架，不仅耗费大量的人力、物力，而且工序复杂、进度缓慢、安全系数低。
　　2 薄壁墩无支架翻模施工特点
　　2.1 墩身分段依次成型，可有效控制墩身偏心、扭转，能够随时纠正墩身施工误差，便于模板及时清理、修整、刷油，混凝土表面平整光洁。
　　2.2 通过采用50～60m塔吊垂直作业，可同时进行2～4个墩同时作业，既可大大节约成本，缩短作业时间，又能有效提高安全系数。
　　2.3 翻模上设置悬吊平台，能够更好的进行周转件的拆卸，处理砼表面。模板采用整体大块钢模板，模板接缝不多，表面也不会出现凹凸不平的现象，浇筑成型的砼表面光洁，错台不多，结构尺寸没有错误的。模板加固采用横向拉杆，模板轻便，操作简单，安全系数高。
　　2.4 经济环保。无须搭设脚手架，节约人力与财力，而且占用场地少，对原地貌的破坏少。
　　3 适用范围
　　无支架翻模法主要是在公路、铁路桥梁薄壁墩、高塔柱等混凝土构筑物的施工中使用。
　　4 工艺原理
　　无支架翻模法就是利用前一级已浇筑的桥墩作为承载主体固定模板，再通过模板载体来建设施工工作平台，随着桥墩不断向上施工，工作平台及模板整体向上升移的一种施工方法。
　　翻模是由2-3节段大面组合模板及支架、内外工作平台、塔式起重机、手动葫芦组合而成的成套模具。在进行施工时，在墩身基顶上支立第一节模板，第一节模板上再支立第二节模板。如果第二节混凝土的强度有3Mpa，第一节混凝士的强度有10Mpa，此时拆掉第一节模板。每一节段翻模主要由内外模板、围带、拉杆、作业平台组成。外模板分为主板、侧板和调整板3种，内模板分为主板、侧板、角模板和调整板4种，每节高度大约是2.0～4.5m，宽度根据墩身截面尺寸和施工要素来定：模板之间用M16x30螺栓连接。用槽钢做围带，根据相关规定，内外围带用Φ18圆钢拉杆连成整体。拉杆在内外模板之间套Ф22PVC管，有利于拉杆周转利用。
　　每层模板内外设施工平台。外侧施工平台按每层、每块模板分别施作，平台与外模应连结为一个整体，平台及其扶手采用Φ28圆钢焊接固定在外模板上作为支架，在平台四周沿周边设立防护栏杆，在栏杆外侧及固定架底部需要有全封闭安全网。施工平台上有一个5cm厚木板或竹架板，这样可以方便操作人员工作，还能放一些小型机具。内施工平台的搭设需要借助内外模板及横穿拉杆。在内模板上首先搭设钢管支架，然后上铺木板或竹架板，最后上铺2mm钢板，便于临时存放混凝土以及操作人员行走。
　　5 施工工艺流程及操作要点
　　5.1 高墩无支架翻模施工工艺
　　施工准备→基顶放线→试拼模板钢筋绑扎→镦粗直螺纹连接→钢筋绑扎、镦粗直螺纹连接→安装外作业平台至外模板→模板刨光、刷脱模剂→组拼模板→模板调试、检查、校正→紧固拉杆→安装内作业平台→浇筑混凝土→第一层模板及栏杆、平台整体拆除→混凝土养生至第二阶段完工→安装第一层安全爬梯→第一层安全爬梯挂安全网→进入下一层施工。
　　5.2 操作要点
　　5.2.1 模板施工
　　①立模准备。在确定立模边线时要参照基顶中心，立模边线外侧找平，找平层用水准仪抄平挂线，砂浆硬化之后，立模需从线路中间向两侧展开。②模板安装。安装模板使用的是塔式起重机，同时需要人工辅助。安好外模板后再进行内模板的安装，对其进行连接时采用的是M16螺栓，然后安装围带和对拉螺杆。模板成型后核对各部安装尺寸，如果没有出现与安装标准不一致的情况再安装安全爬梯，接着安装安全网，铺设内外作业平台。③立模检查。第一节段模板安装结束时，用水准仪和全站仪检查模板顶面标高和墩身平面位置，如果没有发现与相关标准不一致的情况再进行下道工序。浇筑砼时一定要有专人看模护模，要对支撑时刻做好检查。④模板的除锈与涂油。模板在灌注砼前务必保护处理好板面，模板表面应彻底除锈，涂刷新机油，在气温较低时，新机油中应掺配柴油涂刷，产配比例为：机油70%：柴油30%。⑤模板爬升作业。用手动葫芦挂住第一节段钢模板，把内外模板之间的拉杆松开，把第一节段模板及操作架卸下来，然后把它吊运到墩下安全的作业场地，这一过程使用的是塔式起重机，吊运完成之后对其进行清理，涂刷脱模剂，按放线尺组装为下一节段首节模板，接下来的安装步骤与第一节段是一样的。⑥在安装每节模板时，可用0.5～1mm薄钢板塞填两节模板间的缝隙这样能够起到纠偏的作用。⑦模板的拆除。施工至墩顶，墩顶还要有1或2个节段模板，如果墩身混凝土强度超过了10Mpa，那么可以将模板拆除了。为了更顺利地进行拆除工作，在墩顶预埋加强吊装环，利用吊装环悬挂手动葫芦进行拆除、吊运作业。
　　5.2.2 安全爬梯施工
　　①预埋件的设置。为便于无支架施工作业人员上下，在墩身的正面(6.0m长边)，楼梯转角平台处，预留Φ100mm孔洞(每层两个，呈之字形错开布置)，以便搭设爬梯时穿设固定件。②爬梯的制作与安装。从墩身底部起靠墩身正面搭设钢管支架，支架整体稳定性依靠穿设在预留孔内的拉杆固定件固定。
　　5.2.3 钢筋加工与安装
　　①钢筋按照不同的钢种、等级、排号、规格及生产厂家分批验收，分别堆存，不得混杂，且应设立识别标志。②钢筋表面应洁净，平直无弯曲，Ⅰ级钢筋冷弯率不大于2%，Ⅱ级钢筋冷弯率不大于1%。③受力主筋和末端弯钩形状应符合设计要求。④纵向主筋采用镦粗直螺纹套筒连接技术，其连接质量必须满足《桥涵施工技术规范》的相关要求，对已连接的成品应现场取样检测。⑤受力钢筋焊接应设置在内力较小处，并错开布置。对于焊接接头，在接头长度区段内，同一断面内接头数量在受拉区不能大于50%。⑥钢筋连接处的混凝土保护层应满足设计要求，且不得小于20mm，连接件之间的横向净距不宜小于15mm。
　　5.2.4 混凝土施工
　　①砼原材料。拌制砼所使用的各项原材料及拌合物的质量经过检验，符合现行《公路工程水泥砼试验规程》(JTJ053)的规定。②砼配合比。砼配合比以质量比计，通过设计和试配选定。施工实际采用的材料，拌制的砼拌合物应满足和易性、凝结速度等施工条件，制成的砼符合强度、耐久性(抗冻性、抗渗、抗侵蚀)等质量要求。③砼的拌合。砼拌合采用强制式搅拌机，拌合好的拌合物应均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。在卸料过程中，从卸料流的1/4至3/4之间部位，采取试样，进行试验，保证砼中砂浆密度两次测值的相对误差不大于0.8%，单位体积砼中粗骨料含量两次测值相对误差不大于5%。砼拌合物从拌和机出料起至入模时间不得超过15min。④砼运输。砼运输能力应适应砼凝结和浇注速度的需要，使浇注工作不间断并使砼运到浇注地点时仍保持均匀性和规定的塌落度。⑤砼浇注。如果砼运输钢筋及模板经检查发现是合格的，则可以在内外模板之间设置混凝土浇注溜槽，混凝土的输送采用的是半自动料斗，通过溜槽或人工铲送入模。混凝土采用水平分层灌注，用插入式震动器振捣，使用插入式振捣棒应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，移动间距不得超过振捣作用半径的1.5倍。浇筑砼时要有相关的人员随时做好观察，是不是一切运转正常，如果出现了任何的问题，要及时做好处理并在已浇筑的混凝土初凝前完成。⑥第一节混凝土强度。第一节混凝土强度超过10Mpa时，凿毛清理混凝土顶面，再进行下一节墩身施工。⑦养护。每节混凝土拆模后，应及时包裹土工布防止新浇注混凝土在太阳下暴晒，并洒水保持混凝土面湿润。养护时间为7-10天。
　　6 结束语
　　无支架翻模法施工与爬升模板和液压翻动模板以及支架施工相比可大大地减少资金投入和劳动强度，节约工期，无论从经济效益、安全施工，还是施工质量以及可靠性方面都是山区高桥墩施工的首选方法。