桥梁空心薄壁高墩柱爬模施工方法

桥梁空心薄壁高墩柱爬模施工方法

莒海彤

中铁北京工程局集团（天津）工程有限公司 天津 300356

摘要：近些年，伴随国内公路的发展尤其是高速公路的迅猛发展，全国各地出现了许多空心薄壁桥梁。其中，高墩柱施工是空心薄壁桥梁不可缺少的重要环节之一，怎样确保空心薄壁桥梁进度、安全和质量逐渐成为施工人员需要解决的重要问题。

关键词:桥梁工程;空心薄壁高墩;爬模

1.设计爬模系统

1.1.模板系统

在爬模系统中，模板系统主要由连接件、背楞、工字木梁以及WISA模板构成。桥梁爬模体系选取工字木梁体系大模板，在其标准节段有4.5m的浇筑高度，设计的模板高为4.65m，施工速度极快。整体上采用了4个角模与4个大模板，实现了模板节约的目的。为了确保浇筑质量，混凝土面应浇筑100mm厚，同时模板应进行外挑操作，外挑厚度为80mm，以此来避免水泥浆外溢。其外模模板使用的WISA面板，厚度为18mm。工字木梁和WISA面板的连接通过地板钉、自攻螺丝来实现，横肋和竖肋的连接则通过连接爪来实现，将2个吊钩分别设置于竖肋两边。相同模板的连接通过芯带实现，借助芯带销增强其固定性，并在一定程度上提高模板整体性，让模板得到可靠而合理的受力。

1.2.埋件系统

在爬模系统中，埋件系统由爬锥、定位螺栓和高强螺杆等部分构成。施工人员先要在模板上安装爬锥、定位螺栓以及高强螺栓，完成组装工作后方可进行混凝土的浇筑。随后，应在混凝土浇筑全部完成时将模板、定位螺栓完整地拆除。

1.3.液压系统

在爬模系统中，液压系统由配电装置、胶管、液压油缸、液压阀、调速阀和泵站控制装置构成。需要把2个液压泵站安放在单肢上，同一墩柱上的泵站共有4个。另外，架体的爬升既能够单独实现，又可以同时实现。出于人员高空作业安全性的考虑，将钢丝网板应用于设计架体防护，其挡风系数高达0.16。要想防止架体在爬升过程中和结构发生冲突，应将100~200mm的间隙设置于墙面和爬模平台板之间。除此之外，为了避免出现高空坠物的问题，应将翻板安放在墙面和液压平台的缝隙中，提升架体的过程中，施工人员可翻开翻板，当提升架体的高度满足要求后，施工人员尽快铺好翻板即可。

2.施工质量控制

2.1.墩身线形控制

在结束承台混凝土浇筑后结合桥梁控制网进行墩身尺寸校核，放出墩身大样后立模，进行墩身首节段混凝土施工时应在墩身底部实心段放出墩中心，并设置40cm高、40cm直径的钢筋混凝土圆台，准确定位出预埋钢筋头。待各节段模板安装结束后采用全站仪检查四边模板以及模板对角线，其尺寸误差不得超过5cm。墩身垂直度主要通过2台铅垂仪进行控制。待首段墩身混凝土浇筑完成后在墩身四角设置8个监测点，并保证各点和墩身面的距离均为50cm。通过全站仪测放施工点位后必须复核墩柱密度以及点位和点位之间的距离，将2台铅垂仪设置在同一墩柱面相邻2个点位，并按检测精度要求调试铅垂仪，使其能准确透射在墩顶反射板位置。采用水准线将2个透射点连接后进行墩身位置的观测，并结合钢尺检测对点与墩身面之间的距离，保证模板和透射点之间重合。

2.2.墩身外观质量控制

考虑到桥梁墩身外观的一致性，所采用的水泥、骨料、外加剂和掺和料等必须由同一厂家生产；考虑到本桥梁工程泵送混凝土距离长、施工难度大，很容易导致混凝土和易性差、颜色灰白，为此必须加强混凝土配合比的调整；在浇筑混凝土施工前，必须采用人工凿毛的方式处理水平施工缝及前次施工顶面，并全面检查和整理支架、模板、钢筋及预埋件，防止杂物混入；混凝土浇筑必须按照设计顺序和方向分层进行，并保证一定的厚度，为保证接缝的严密性，避免混凝土浇筑过程中浆液从密封不严的接缝漏出，应采用厚度10mm的海绵胶皮处理接缝，该措施还能保证立模精度的提升。

3.开展爬模施工

3.1.爬模施工技术的步骤

通常来讲，液压顶升系统是爬模施工主要动力来源，该系统由换向盒、液压油缸共同构成，下换向盒与上换向盒能够对架体、导轨等进行精准控制，使其按照施工需求来上升，不需要将模板反复提吊，从而无须过多的施工场地。借助液压系统，导轨、模板架体能够实现互爬，二者共同爬升、平稳向上，大幅提高了施工安全系数。墩身的第一节以常规途径开展施工作业。先浇筑第一节混凝土，完成浇筑后把第一节模板完整地拆除，对第二节钢筋、劲性骨架进行安装，使主背楞、模板系统、上架体以及三脚架全部安装完成，借助对称拉杆法使模板得到加固，最后进行第二节混凝土的浇筑作业。为了确保桥墩的标准化施工水平，此工程对4层爬模操作平台进行了设置，整个平台高度为6.15m，使各个钢筋绑扎平台都具有充足的空间，施工人员无须将额外的操作平台设置在施工现场。在对墩身第三节钢筋、劲性骨架进行安装的过程中，将模板拆除并向后移动，同时对液压系统、导轨进行安装。将液压阀门、电源全部打开，使液压系统进入启动状态，对下架体、上架体进行提升。随后，需进行下架体的安装、合模。将模板调整和加固好后，施工人员需对第三节混凝土进行浇筑。这便完成了爬模系统的安装工作。在对墩身第四节钢筋、劲性骨架进行安装的过程中，将模板拆除并向后移动，使液压系统进入启动状态，对导轨进行提升。把电源、阀门、液压系统全部关闭，将下方的爬锥、附墙挂座全部拆除，用于后续的周转。随后，液压阀门、电源重新打开，使液压系统处于启动状态中，爬升架体至施工所需的部位。对模板展开调整与加固，对第四节混凝土进行浇筑。此时，爬模施工处于标准阶段。从爬模施工流程来看，标准节段需经过浇筑混凝土、劲性骨架安装、钢筋绑扎、向后移动模板、附墙挂座安装、导轨提升、架体爬升、清理模板、固定埋件、合模、混凝土浇筑这一完整过程。

3.2.施工技术的注意事项

该桥梁的桥墩较高，最高高度为63.3m，具有较多的分解数量，所有混凝土都通过车载泵来输送。沿着墩身对混凝土泵管进行布置，输送泵为车载泵，该车载泵具有18MPa的输送压力最大值和100m3/h的高压输送能力，泵管的直径是124mm，泵送阻力最大值是12MPa。为了让桥墩的墩身外观与混凝土质量得到保证，需将4个卸料点设置于横向墩身的2个面、桥墩顺向每面各布置1个卸料点，即墩身4个面共计6个卸料点，同时各点需提前准备串桶与导管。因当地供应河沙较为困难，并且当地具备机制砂优势，该工程决定混凝土原料选取机制砂，达到施工因地制宜的效果，让爬模施工所投入的成本大幅减少。以控制成本、优化技术为前提，借助大量混凝土配比试验，将机制砂所遇到的问题充分解决，如强度低、易泌水等，从而让混凝土增加了和易性。

结束语：
总而言之，研究爬模施工技术应用于空心薄壁桥梁的策略具有重要的意义。相关人员应对高速公路桥梁工程概况有一个全面了解，充分把握选取桥梁施工方案的方法及比选方式，科学设计爬模系统的各个子系统，能够在掌握爬模施工步骤、施工注意事项的基础上，顺利开展高墩柱的空心薄壁桥梁施工，从而使高速公路桥梁工程保质保量完成，获得更高的经济效益。

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