高速公路桥梁工程高矩形墩柱施工技术

高速公路桥梁工程高矩形墩柱施工技术

万青松,胡娇娇

（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州 450000）

摘要：在交通运输行业飞速发展的进程中，现代沿海城市高速公路由于受城市建设限制，同时也避免高速公路穿城与城市规划冲突，故在选线过程中基本沿城市周边规划布设，不可避免出现高墩柱桥梁，国内外对桥梁工程高墩柱施工主要采用悬模、爬模、滑模、翻模和吊模等。桥梁施工常采用翻模施工，但超高墩柱翻模施工中采用何种平台结构进行上节钢筋安装、固定，且安装平台结构还要安全稳定；其次翻升过程中如何能够及时、快速安全的进行混凝土养护，还能够降低养护成本；解决上述问题能够有效提高墩柱翻模模板施工效率，保证混凝土浇筑质量。

关键词：翻升模板；高墩；养护

1工程应用概况

项目依托广东中山至开平高速公路中山段一期工程TJ-2标K10+615～K10+907大常山大桥，桥梁桥跨布置为 2×40+3×40+2×40m，共 3 联，上部结构均采用装配式预应力混凝土先简支后连续箱梁结构，全长288.0m。桥面宽度为17.5m=0.5m（外护栏）+16.5m（行车道）+0.5m（外护栏）。下部结构墩高大于30m 的采用双矩形墩，最大墩高为39.9m。

2工艺原理

翻模施工主要使用在双矩形超高墩，采用翻升模板，墩身竖向4m长度分节施工，采用25t汽车吊辅助翻模。模板自带顶部平台，单墩模板配置上下两节，每节模板高4m，不设对拉拉杆，均采用四角45°精轧螺纹钢斜拉连接固定；为了提高施工效率，底部12m采取一次浇筑成型，后续每翻升浇筑高度4m，具体上层模板不动，拆除下层模板翻升安装在上层模板之上，连续循环翻升至顶；根据翻升模板设置的顶部操作平台结构及四角开口特点，采用型钢等材料设计加工了适应于高墩柱翻升模板施工期间主筋及箍筋安装的多层整体操作平台，平台主要考虑人员分层操作空间、平台宽度、上下通行方式、外围安全防护措施以及操作平台与模板支架之间的连接等，在满足了施工需要的情况下，提高了高墩柱钢筋安装操作平台的标准化要求；其次针对高墩柱翻模施工后混凝土能够及时进行养护，以往塑料薄膜包裹、涂刷脱模剂、喷雾、洒水等方式养护均存在其局限性，项目利用翻模下部横向槽钢背带固定喷淋水管并设置摆喷喷头，结合模板独立单元特点，方便模板拆除方式，在四角设置快速软管连接，方便拆卸，主供水管路利用上下通行盘梯通行，将其与喷淋水管衔接，底部设置供水水池，架设水泵采取自动控制进行供水养护，减少人员投入；实施期间养护用水不可避免沿墩柱表面下流浪费，在下部设置养护水收集装置，将多余养护用水收集流入底部沉淀箱内，沉淀后重复利用，水量不足时采取外部补给方式解决。

3工艺流程及操作要点

3.1墩柱翻模施工总体工艺流程

大常山大桥墩柱主要双矩形墩，截面尺寸为2.4m×2.6m，12m以下采用一次安装钢筋，一次浇筑成型；12m以上采用翻模法施工分层（每层4m高）依次翻升浇筑，利用25t汽车吊进行模板翻升、多层整体操作平台及钢筋吊运。混凝土浇筑时输送混凝土采用汽车泵配合串通入仓浇筑，结合箍筋分布，沿模板四周每2~3个空挡配置一台软轴振捣器（本项目一侧两台），中部单独配置一台，振捣器软轴长度均采用加长型，如此能够降低振捣人员作业强度，且保证了振捣效果；浇筑完成拆模后及时开始喷淋养护。具体墩身翻升模板施工工艺流程如下：

施工准备→底层（12m）墩身钢筋制安→底层（12m）模板安装→底层（12m）混凝土浇筑→拆模连接喷淋管养护→安装多层整体操作平台→上节钢筋安装→上节模板翻升支立→上节混凝土浇筑→拆除下层模板连接喷淋管养护→循环上述流程。

3.2操作要点

3.2.1墩柱翻模钢筋安装

首先根据高墩柱翻升模板及与模板连接操作平台尺寸，确定移动作业平台外形尺寸，内部尺寸不影响钢筋安装即可，整体操作平台属于单立柱多平台八角形结构。墩柱结构为方形，四角为圆角，考虑到模板在拐角部位未加工安装支架，故上部平台四角平面为斜角连接，如此连接使得操作平台在不影响四周通行的情况下，将单面左右悬挑尺寸减小，使操作平台形成平面形成非正方形结构的稳定体。操作平台设置三层通道，每层通道高度确保作业人员能够站立操作，由于单侧只有外侧有竖向支撑立柱，平台依靠三角斜撑支撑，每层平台顶部铺设钢网片，网片与框架焊接牢靠；操作平台地脚设置踢脚板，外围整体挂设钢塑绿网防护。操作平台上下通行在内侧设置竖向爬梯，在每层平台通道位置预留缺口，为了避免每层通道在人员操作过程中从预留通道口掉下引发安全事故，故在通道口设置折叠式盖板，人员通过后及时盖上盖板。

多层整体操作平台底部设置横向连接杆件将单侧竖向杆件连接为整体，其次也能保证单侧整体受力，单侧杆件与模板梯形支撑架采用U型扣件连接，底脚与模板上口之间设置斜拉杆件，使多层整体操作平台和模板支架和模板形成桁架结构。翻升模板施工钢筋安装简易平台简图及说明如图1所示。

图1  翻升模板施工钢筋安装简易平台简图

1、定型钢模板   2、连接模板角钢平台杆件   3、简易平台槽钢立柱   4、简易平台立柱底部连接杆件  5、简易操作架分层平台   6、分层平台斜撑杆件   7、简易平台上下通道爬梯    8、平台通道活动盖板   9、过塑安全防护网   10、简易操作架底部斜拉杆件    11、U型连接扣件（大样图见图2）

图2  U型组件（11）大样图

多层整体操作平台加工成型固定在翻升模板顶部支撑支架上，钢筋采用汽车吊吊运至顶部，少量放置与平台顶部，由于墩柱主筋及箍筋配置较多，若主筋全部安装完成后再进行箍筋安装，存在安装困难，效率不高等问题；为了加快钢筋安装，在解决了操作平台的同时，对钢筋安装顺序进行了优化，依据主筋数量及箍筋单层配置，先期主筋先安装一半，且箍筋四角主筋需安装到位，然后进行箍筋安装，并进行绑扎固定，待箍筋安装完成后，再将剩余主筋从上之下穿入并与下层对应主筋连接，注意在主筋连接位置箍筋预留不绑扎，待后续主筋连接后一并绑扎固定，剩余主筋安装后，将箍筋与剩余主筋绑扎连接，如此加快了高配筋率墩柱钢筋安装的效率。

3.2.2墩柱混凝土养护

高墩柱翻模施工过程中，混凝土养护采用供水喷淋养护，具体主要包括模板周边喷淋管、转角快速连接软管、摆喷喷头、供水主管、养护水收集装置、循环供水容器及自动控制系统等。首先在上下层模板底部横向型钢围檩下口安装喷淋水管，调整摆喷喷头并固定，避免模板在放置过程中损坏喷淋管道；由于四周模板为独立单元，水管布设需要考虑与独立模板单元结合，在模板转角部位设置快速安拆软管将各方向喷淋管连通，其次靠近盘梯侧设置三通与主供水管以快速软管连接；主供水管通过盘梯与墩柱施工高度逐步上升，如此确保人员操作安全；养护喷淋实施期间不可避免有养护水顺混凝土面流下，为了节约用水，在墩柱距离底面（或承台）1.8m位置设置倒梯形开口装置，主要有密封橡胶垫、喇叭口收集器、简易抱箍、自控系统组成，养护水通过收集设施汇集到循环供水装置内，重复利用；循环供水装置通过收集养护水，经过沉淀后再次利用，养护用水循环不足时外部供水管路补充，循环供水装置设施置于墩柱承台或地面之上，沉淀装置底部设置闸阀，以便后期清理沉淀物所用；喷淋养护期间为减少用水、避免出现长流水等问题，现场采取自动控制系统，根据气候条件设定喷洒养护间隔时间，自动开启关闭，进一步减少水资源浪费，同时也降低了人员看护。

下层模板拆除后，人工通过横向操作平台及时将模板四角快速连接软管与横向喷淋管衔接，同时与主供水管联通，然后人工启动自动控制装置进行供水开始喷淋养护，多墩柱同时施工时，需要安排一人进行巡视检查，根据气候条件及时对养护间隔时间进行调整设置，确保墩柱养护到位。高墩柱翻升模板养护方法及装置见图3。

图3  高墩柱翻升模板养护方法及装置示意图

1、下层模板   2、上层模板    3、已成型墩柱  4、通行盘梯   5、沉淀循环供水池   6、供水清水池  7、清污口     8、自控高压水泵      9、主供水管      10、模板底部环形背带    11、喷淋镀锌管   12、摆喷喷头   13、拐角连接软管   14、镀锌铁皮喇叭口收集器   15、简易抱箍   16、密封橡胶垫     17、输水钢管    18、人工水平通道   19、自动控制系统

4质量控制

1、在承台表面采用全站仪极坐标法定位，测设墩身的纵横中心线和中心点，经复核后，弹出墨线作为桥墩施工基准控制线。同时复核承台施工时测设的基准控制点是否准确，以备墩身标高及中线控制。

2、承台混凝土强度达到2.5MPa后，人工根据弹出的墩柱轮廓墨线，采用电镐进行凿毛处理，清除结合面乳皮、微露粗砂，并用清水冲洗干净。

3、多层整体操作平台在混凝土硬化场地上进行加工，立柱、平台型钢至少三面满焊，平台钢筋网与平台型钢结合点均进行点焊连接，焊接人员必须持焊工证。

4、多层整体操作平台加工材料必须按照图纸进行采购、加工制作，未经同意不得更换。

5、受力钢筋弯制、末端弯钩及箍筋末端弯钩，其形状和长度均应符合设计图纸要求，箍筋末端设置135°弯钩，箍筋弯钩的弯曲直径应大于被箍主钢筋的直径，且HRB400钢筋不得小于箍筋直径的4倍；弯钩平直段长度不得小于箍筋直径的10倍。

6、墩柱主筋采用机械连接，钢筋连接段必须先镦粗，再过丝，过丝质量满足通止规检测标准；其它工艺标准按规范要求执行。

7、主筋与箍筋之间采用扎丝绑牢，钢筋绑扎扎丝采用防锈铅丝，扎丝头全部向钢筋内侧设置，同时将外侧扎丝圆钩全部压平，以防外露，避免混凝土表面出现锈斑。

8、打磨好的模板使用前，在内表面涂抹一层1:1水泥砂浆（1.5-2cm厚）,对模板氧化进行处理，要求放置常温4天、低温7天，到期后将砂浆清除后用钢丝刷对模板内表面全部处理一遍，再用粗砂纸打磨一遍，然后用干净棉质抹布擦拭两遍。模板打磨、除锈完成后即可涂刷模板漆，模板漆厚度要适宜、均匀。

9、模板漆采用羊毛刷进行涂刷，要求均匀涂刷两遍，第一遍涂刷完成实干后，再涂刷第二遍。模板漆表干一般30min左右，24h后实干。模板漆实干前防止淋雨，第二遍涂刷的模板漆实干后即可进行模板安装施工。模板漆第一次使用后，如无破损，进行简单擦拭清理即可重复使用。

10、混凝土自高处向模板内倾卸时，其自由倾落高度不得超过2m；当倾落高度超过2m时，设置铁皮串桶或者溜管进行下料，孔口设置漏斗，保证混凝土浇筑质量。

11、振捣点沿墩身骨架钢筋内侧布置一周，距离钢筋10-15cm，各点间的间距严格控制在30㎝左右,先中央后四周振捣。

12、墩柱模板拆除后及时连接喷淋养护水管，开始供水养护，确保墩柱混凝土始终处于湿润状态；加强对养护用水控制，避免采用污水养护，污染成型混凝土表面，影响外观质量。

13、施工前需要加强技术交底工作，明确主要项目控制要点及实施步骤；过程加强监督管控，确保高墩柱施工质量满足要求。

5结论

高墩柱采用翻模施工过程中，因每次翻升高度较大，人工在下层模板操作平台上无法完成下一浇筑层钢筋安装作业，所以在此情况下，加工制作了在翻升模板施工作业时钢筋安装操作平台，该平台具有结构简单、整体稳固、多操作平台施工方便、上下通行简捷、抗风能力强等特点，适用范围广。

针对高墩柱翻模施工混凝土养护难点，研发一套养护装置，通过该装置进行高墩柱混凝土养护，喷淋水管与模板衔接，无需重复拆装，过程操作安全可靠，降低成本投入；模板拆除后能够及时养护，保证了混凝土养护质量；采用养护水收集器达到了节约用水的目的，总体操作简便、安全风险小；避免了传统养护时干时湿不及时、养护不到位等弊端，确保了养护效果。同时减少人员投入、降低人员安全风险。

钢筋安装操作平台与墩柱养护装置的结合使用，成功解决了高墩柱翻模施工中钢筋安装、混凝土养护所存在的问题，在加快施工进度的同时，有效降低了安全风险、保证了施工质量，还可用于其它行业类似桥梁墩柱结构的翻模施工，为后续类似工程提供了宝贵的经验和方法。

参考文献：

[1]张惠元.高速公路桥梁工程超深矩形深井基础施工[J].山西建筑,2012,38(06):178-179.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.06.050.